Физики впервые воплотили в лабораторных условиях теорию, выдвинутую около половины века назад. Речь идёт вовсе не о разрушительном оружии космического масштаба, а о научной модели, позволяющей лучше разобраться в свойствах реальных чёрных дыр.
Физики впервые реализовали в лаборатории теоретическую концепцию «бомбы чёрной дыры», предложенную более полувека назад. Речь идёт не о космическом оружии, а о модели, которая помогает глубже понять природу настоящих чёрных дыр.
Что такое «бомба чёрной дыры»?
Термин звучит угрожающе, но на деле описывает гипотетический процесс извлечения энергии из вращающейся чёрной дыры. Ещё в 1969 году физик Роджер Пенроуз предположил, что частицы, проходящие вблизи горизонта событий, могут забирать часть вращательной энергии чёрной дыры. Позже, в 1971 году, Яков Зельдович теоретически доказал, что схожее явление возможно и без участия чёрной дыры — например, в эксперименте с быстро вращающимся металлическим цилиндром и светом.
Если окружить такой цилиндр зеркалом, то энергия, усиленная за счёт вращения, может накапливаться и приводить к мощному выбросу — «взрыву». Этот эффект называют сверхизлучением.
Как учёные проверили гипотезу?
Физики собрали экспериментальную установку: вращающийся алюминиевый цилиндр, приводимый в движение электродвигателем, был окружён тремя слоями катушек, создающих вращающееся магнитное поле. В этой модели магнитное поле играло роль света, а катушки — зеркала. Как и предсказывал Зельдович, система начала усиливать магнитное излучение, даже без внешнего источника энергии — за счёт энергии вращения цилиндра.
Почему это важно?
Хотя в эксперименте не использовались настоящие чёрные дыры, учёные уверены: похожие процессы могут происходить в реальном космосе. Это открытие поможет объяснить, как чёрные дыры отдают энергию частицам вокруг себя и что происходит на границах горизонта событий.
Кроме того, если сверхизлучение действительно происходит в природе, оно может указывать на существование ранее неизвестных полей — возможно, связанных с тёмной материей. В этом случае чёрные дыры можно рассматривать как естественные детекторы новых частиц.
