Учёные впервые в лабораторных условиях смоделировали явление «бомбы чёрной дыры»

Исследователи создали первую лабораторную модель "бомбы чёрной дыры", сообщает ScienceAlert, – теоретическую концепцию, разработанную физиками в 1970-х годах.

В эксперименте не используется чёрная дыра; он лишь моделирует "электромагнитный аналог" этой теоретической концепции – "экспоненциальное неконтролируемое усиление спонтально генерируемых электромгнитных мод".

Как уточняет ScienceAlert, эксперимент не представляет никакой опасности. Он состоит из вращающегося алюминиевого цилиндра, помещенного внутрь слоев катушек, генерирующих магнитные поля, вращающиеся вокруг него с регулируемой скоростью.

Как предположил Роджер Пенроуз (Roger Penrose) в 1971 году, мощная вращательная энергия вращающейся чёрной дыры может быть использована для усиления энергии близлежащих частиц. Позже, физик Яков Зельдович (Yakov Zel'dovich) выяснил, что для наблюдения этого явления не нужна чёрная дыра. Он предположил, что аксиально-симметричное тело, вращающееся в резонансной камере, может произвести тот же перенос и усиление энергии, хотя и в меньшем масштабе. Последующие работы других физиков показали, что если заключить всю установку в зеркало, то генерируется петля положительной обратной связи, усиливающая энергию до взрывного уровня.

Эта концепция получила название "бомба чёрной дыры", и команда физиков под руководством Марион Кромб (Marion Cromb) из Университета Саутгемптона (University of Southampton) в Великобритании теперь заявляет, что воплотила её в жизнь. Статья, описывающая их эксперимент, опубликована на сервере препринтов arXiv.

Суть эксперимента заключается в моделировании этого процесса с использованием магнитных полей в качестве заменителя частиц, а катушки вокруг системы служат отражателем для создания петли обратной связи. Когда они провели эксперимент, они обнаружили, что когда цилиндр вращается быстрее и в том же направлении, что и магнитное поле, магнитное поле усиливается по сравнению с ситуацией, когда цилиндра нет. Однако, когда цилиндр вращается медленнее, чем магнитное поле, магнитное поле затухает. Этот результат представляет большой интерес, поскольку демонстрирует чёткий эффект усиления, основанный на теориях, разработанных десятилетия назад.

Поскольку зондирование чёрных дыр напрямую невозможно, подобные аналоги являются отличным способом понимания их свойств. Эксперимент может представлять собой значительный шаг к лучшему пониманию физики наиболее гравитационно экстремальных объектов во Вселенной.

"Экспоненциальное усиление от шума подтверждает теоретические исследования нестабильностей чёрных дыр и является перспективным для разработки будущих экспериментов по наблюдению квантового трения в форме зельдовичского эффекта, вызванного квантовым вакуумом", – пишут исследователи.