Слив воды в ванне раскрыл механизм физики черных дыр
Такие небольшие отклики обратной связи - особенно те, которые ранее игнорировались как тривиальные, - известны как обратные реакции, и ученые только что наблюдали аналог той, которая характерна для черных дыр и которую можно увидеть в воде, стекающей в канализацию.
Это обнаружение может помочь в изучении явлений черной дыры, которые слишком малозаметны для наших текущих инструментов, таких как излучение Хокинга, которое, как считается, испускается черными дырами. Это теоретический тип излучения черного тела, при котором в конечном итоге - через очень, очень долгое время - черная дыра полностью испарится, если она вообще не растет.
Читай также: Черные дыры могут стать мощными ускорителями частиц
Чтобы изучать космические объекты более детально, на огромных расстояниях космоса, в лаборатории могут быть созданы уменьшенные версии или аналоги. Как, например, недавний эксперимент по воспроизведению давления ядра белого карлика .
Аналоги черных дыр - отличный способ узнать больше об этих загадочных объектах, а разные виды могут помочь раскрыть их секреты разными способами.
Оптическое волокно и конденсаты Бозе-Эйнштейна были использованы, чтобы узнать больше об излучении Хокинга. Но одна из самых простых вещей связана с питанием черных дыр: водоворот слива ванны.
Нарастание черной дыры можно сравнить с потоком воды, стекающей в канализацию. Рассматривая материю как рябь, вода может заменять само пространство-время или поле, пульсирующее квантовой активностью.
Измерение реакции ряби, когда вода исчезает в водовороте водостока, может что-то сказать о волнах энергии, исчезающих в черной дыре.
Из таких аналогов мы многое узнали о влиянии черных дыр на пространство и материал вокруг них. Но с внешним водяным насосом, поддерживающим устойчивый фон системы, было неясно, будет ли у аналога черной дыры воды возможность свободно реагировать на волны.
Читай также: Черная дыра в центре Млечного пути стала ярче
Эта серия экспериментов - первый раз, когда вихрь осушающей ванны продемонстрировал влияние на саму черную дыру.
"Мы продемонстрировали, что аналогичные черные дыры, как и их гравитационные аналоги, по своей сути являются системами с обратной реакцией", - сказал физик Сэм Патрик из Ноттингемского университета в Великобритании.
"Мы показали, что волны, движущиеся в ванне, выталкивают воду в отверстие для пробки, значительно изменяя скорость слива и, следовательно, изменяя эффективное гравитационное притяжение аналоговой черной дыры".
Когда волны попадали в систему по направлению к сливу, они вталкивали дополнительную воду, ускоряя процесс "нарастания" настолько сильно, что уровень воды в ванне заметно снижался, даже когда насос поддерживал тот же уровень поступающей воды.
По словам исследователей, это изменение уровня воды соответствует изменению свойств черной дыры.
Читай также: Черные дыры могут расти и без звезд
Это может быть чрезвычайно полезная информация, отчасти потому, что увеличение массы изменяет гравитационную силу черной дыры - это изменяет способ, которым черная дыра деформирует свое окружающее пространство-время, а также эффект, который черная дыра оказывает на аккреционный диск. Кроме того, он предлагает новый способ изучения того, как волны могут влиять на динамику черной дыры.
"Что действительно поразило нас, так это то, что обратная реакция достаточно велика, поэтому высота воды по всей системе падает настолько, что вы можете увидеть это на глаз! Это было действительно неожиданно", - сказал Патрик.
"Наше исследование открывает путь к экспериментальному исследованию взаимодействий между волнами и пространством-временем, через которое они проходят. Например, этот тип взаимодействия будет иметь решающее значение для исследования испарения черной дыры в лаборатории".
Напомним, ранее сообщалось, что черную дыру в центре Млечного Пути воссоздали в виртуальной реальности.
Хотите знать важные и актуальные новости раньше всех? Подписывайтесь на Bigmir)net в Facebook и Telegram