Науковці з Саутгемптонського університету створили в лабораторії аналог так званої «бомби з чорної діри» — концепції, яка десятиліттями здавалася фантастикою. Хоча експеримент не загрожує нашому існуванню, він проливає світло на те, як чорні діри взаємодіють з енергією та простором-часом.
Від теорії до практики
Ідея «бомби з чорної діри» виникла ще 1969 року завдяки фізику Роджеру Пенроузу. Він припустив, що обертові чорні діри можуть стати джерелом колосальної енергії завдяки ефекту «надвипромінювання» — коли хвилі, відбиваючись від горизонту подій, посилюються, утворюючи вибухоподібний ланцюговий процес. У 1971 році Яків Зельдович запропонував експеримент з обертовим циліндром для перевірки цього явища. Цей експеримент був названий «ефектом Сюняєва — Зельдовича», але реалізувати його не вдалося через недосконалість технологій того часу.
Під час карантину 2020 року команда під керівництвом професора Хендріка Ульбріхта відтворила цей ефект у мініатюрі. Професор сконструював установку з обертового алюмінієвого циліндра та магнітних котушок.
«У розпал COVID-19 все було закрито, а мені було нудно, от я вирішив щось створити. Результат експерименту настільки мене схвилював, що це врятувало мене під час карантину», — зізнався науковець.
Чудові результати
Експеримент полягав у тому, щоб «накачати» систему низькочастотними електромагнітними хвилями та спостерігати, як обертання циліндра посилює їхню енергію. На диво, установка не лише підтвердила ефект Зельдовича, а й показала посилення магнітного поля навіть без додаткового втручання.
«Якщо ви кидаєте низькочастотну електромагнітну хвилю на циліндр, що обертається, хто б міг подумати, що ви отримаєте назад більше, ніж впустили? Це абсурдно, але факт. І це абсолютно приголомшливо!» — прокоментував професор фізики Лісабонського університету Вітор Кардозо.
На шляху до розгадок Всесвіту
Хоча експеримент не використовує справжню чорну діру, він імітує процеси біля її горизонту подій. Зокрема, дослідження допомагає зрозуміти, як чорні діри «переробляють» енергію сусідніх частинок. Це може стати ключем до розуміння темної матерії — невидимої субстанції, що становить 27% маси Всесвіту.
«Ми генеруємо сигнал із шуму, як у теорії бомби з чорної діри», — пояснює Ульбріхт.
Наразі науковці працюють над спостереженням спонтанного народження хвиль у вакуумі — крок, який вимагатиме неймовірно точних технологій. Але вже сьогодні цей експеримент — не просто цікавий фізичний фокус. Він наближає нас до відповідей на запитання, які століттями залишалися фантастикою: як «живуть» чорні діри, що таке темна матерія і чи можна подорожувати космосом, використовуючи енергію найекстремальніших об’єктів у Всесвіті.
Раніше ми пояснювали, як знаходять чорні діри зоряної маси.
За матеріалами newscientist.com
