Ūdens Vannā Atkārtoti Izveidoto Melno Caurumu Malas

{h1}

Teritorija, kas atrodas tieši ārpus melnā cauruma notikumu horizonta, var demonstrēt superradianci, parādot jaunu simulāciju, izmantojot milzu ūdens kublu.

Matemātiķi un zinātnieki imitēja reģionu ap melno caurumu, izmantojot viļņus, kad tie vienkāršā ūdens kublā riņķoja kanalizācijā.

Jaunā simulācija pirmo reizi ir apstiprinājusi sen ierosinātu teoriju, ko sauc par superradianci, par to, kā melnie caurumi pārtrūkst, sacīja pētījuma līdzautore Silke Veinfurtnere, Anglijas Notingemas universitātes matemātiķe.

"Izrādās, ka viļņi mūsu iestatījumos seko tai pašai matemātikai, ja jūs to darīsit, kā nelielas svārstības ap melnajiem caurumiem," Veinfurtners stāstīja WordsSideKick.com. "Maziem sistēmas rīboņiem tas izskatās kā rotējoša melnā cauruma analogs." [Zinātnisks fakts vai fantastika? 10 zinātniskās fantastikas koncepciju skaidrība]

Melnā cauruma griešanās

Melnos caurumus jeb neticami masīvos un blīvos debess objektus, no kuriem pat gaisma nevar izkļūt, var pilnībā raksturot ar trim raksturlielumiem: to masa, lādiņš un spin vai leņķiskais impulss. Melnie caurumi rotā objektus, kas pārsniedz viņu notikumu horizontu; pat smagums nevar izkļūt no viņu sajūga. Bet tas, kas notiek melnā cauruma notikumu horizonta nomalē, nav bijis tik skaidrs.

Melnie caurumi var arī nomirt. Viens no veidiem, kā šie ultramasīvie objekti izšķīst, ir parādība, kas pazīstama kā Hokinga starojums. Šī koncepcija, kuru pirmo reizi ierosināja fiziķis Stefans Hokings, nosaka, ka kvantu starojums var noplūst no melnā cauruma malām, izmantojot procesu, kas pazīstams kā kvantu tunelēšana.

Bet pagājušajā gadsimtā daudzi fiziķi, tostarp atzītais matemātiskais fiziķis Rodžers Penrozs, ir ierosinājuši citu veidu, kā melnie caurumi varētu būt vēja lejup: Viļņi, kas vilkti ap melnā cauruma perifēriju, nešķērsojot tā notikumu horizontu, varētu iegūt leņķisko impulsu, jo melnais pati bedre sāk lēnāk griezties.

"Parasti, nosūtot vilni objekta virzienā, tas zaudē daļu enerģijas - savu enerģiju objekts absorbē vai izkliedē," sacīja pētījuma līdzautors Mauricio Richartz, fiziķis no Brazīlijas ABC federālās universitātes.. "Ar superradianci ir otrādi: vilnis tuvojas objektam, un tā vietā tas iegūst enerģiju."

Viens zinātnieks pat ierosināja, ka līdzīgs mehānisms varētu attiekties uz elektromagnētiskajiem viļņiem, tiem tuvojoties vērpjošajam cilindram. Bet to nebija iespējams pārbaudīt, jo balonam vajadzēja griezties gandrīz gaismas ātrumā, lai iegūtu nosakāmu superradiances līmeni, sacīja Ričarts.

Liela ūdens vanna

Bet Veinfurtnere un viņas kolēģi domāja, ka idejas pārbaudei varētu būt vienkāršāks veids - izmantojot ūdeni un viļņus. Veinfurtners vispirms izmēģināja vienkāršas simulācijas, izmantojot spaini ar caurumu apakšā, bet tas tikai izraisīja applūšanu.

Jaunajam pētījumam, kas tika publicēts 14. jūnijā žurnālā Nature Physics, grupa izmantoja sarežģītāku vannas versiju. Komanda izmantoja masīvu, 9,8 pēdas garu (3 metrus) kublu ar notekas centru. Viņi ievieto ūdenī fluorescējošu zaļu krāsu. Virs baļļa viņi novietoja gaismas detektorus, kas uztver viļņus uz robežas starp ūdeni un gaisu, kas savukārt mēra viļņu ātruma izmaiņas ūdenī. Lai izsekotu šķidruma plūsmai apgabalā ap virpuļplūsmu, tika izmantots arī īpašs papīra gabals ar maziem caurumiem, kas tajā iedurti. Kad viļņi tuvojās notekas riņķojošajam “melnajam caurumam”, tie tika novirzīti ar aptuveni par 14 procentiem lielāku amplitūdu vai viļņu augstumu, kas nozīmē, ka viņi faktiski bija ieguvuši enerģiju.

Jaunie atklājumi liecina, ka superradiances parādība ir pārsteidzoši spēcīga, pat ja apstākļi nav ideāli, sacīja Veinfurtners.

"Ko darīt, ja jums nav stingra horizonta? Kā būtu, ja kaut kas atkal varētu izbēgt?" Veinfurtners teica.

(Acīmredzot, daudz kas cits var izbēgt no ūdens kanalizācijas kanāla, atšķirībā no melna cauruma.)

Izrādījās, ka pat šīs nepilnīgās sistēmas parādīja parādību.

"Paplašinot veco ūdens viļņu analogo eksperimentu tehniski izaicinošā un izdomātā veidā, Silke Veinfurtnere un viņas kolēģi ir izveidojuši to, kas, šķiet, ir pirmais superradiances pamata parādības laboratorijas paraugs," - Maikls Berijs, fiziķis Universitātes Universitātē. Bristole, kas nebija iesaistīta darbā, rakstīja e-pastā WordsSideKick.com. [Dīvainākie melnie caurumi Visumā]

Tumšā matērija un astrofiziski jautājumi

Jaunā metode varētu būt arī lieliska testēšanas vide, lai uzzinātu vairāk par noslēpumainajiem debess objektiem, sacīja Luiss Lehners, Kanādas Perimetra institūta fiziķis, kurš nebija iesaistīts pētījumā.

"Melnie caurumi joprojām ir ļoti mīklaini objekti", tāpēc spēja izpētīt daļu viņu uzvedības kontrolētā laboratorijas vidē palīdzēs sniegt turpmāku intuīciju par tiem, piebilda Lehners.

Atklājumi varētu arī palīdzēt ierobežot dažus tumšās matērijas modeļus - noslēpumaino materiālu, kas izvelk gravitācijas spēku un veido lielāko daļu no Visuma masas, tomēr nesaskaras ar gaismu, sacīja Lehners.

Piemēram, viena tipa modeļos tumšo vielu veido masīvs lauks. Dažiem parametriem šī tumšās vielas lauka mijiedarbība ievērojami palēnina melnā cauruma leņķisko pagriešanos, izmantojot superradianci.

"Tādējādi melno caurumu griezienu mērījumus var izmantot, lai ierobežotu šos tumšās vielas modeļus," sacīja Lehners.

Sākotnēji publicēts vietnē WordsSideKick.com.


Video Papildinājums: .




Pētniecība


Smirdošais “Līķu Zieds”, Kas Drīzumā Uzziedēs Ņujorkā: Kā To Skatīties Tiešraidē
Smirdošais “Līķu Zieds”, Kas Drīzumā Uzziedēs Ņujorkā: Kā To Skatīties Tiešraidē

Marss: Tas, Ko Mēs Zinām Par Sarkano Planētu
Marss: Tas, Ko Mēs Zinām Par Sarkano Planētu

Zinātne Ziņas


Attēlos: Valkājamo Dronu Koncepcijas
Attēlos: Valkājamo Dronu Koncepcijas

Labākie “Zvaigžņu Karu Dienas” Piedāvājumi
Labākie “Zvaigžņu Karu Dienas” Piedāvājumi

Noslēpumainā Akmens Griešana Var Saturēt Senu Vēstījumu
Noslēpumainā Akmens Griešana Var Saturēt Senu Vēstījumu

Vecākais Zināmais Savvaļas Putns Ir Māte Atkal
Vecākais Zināmais Savvaļas Putns Ir Māte Atkal

3 Padomi, Kā Ēst Mazāk Transtauku
3 Padomi, Kā Ēst Mazāk Transtauku


LV.WordsSideKick.com
Visas Tiesības Aizsargātas!
Pavairošana Materiālu Atļauts Tikai Prostanovkoy Aktīvu Saiti Uz Vietni LV.WordsSideKick.com

© 2005–2020 LV.WordsSideKick.com