Ученые построили первый в истории аналог «бомбы-черной дыры»

Международная группа ученых под руководством специалистов Университета Саутгемптона впервые смоделировала в лаборатории явление, известное как «бомба из черной дыры» — концепцию, предложенную в 1970-х годах советским физиком Яковом Зельдовичем. Эксперимент, о котором идет речь, описан в препринте, размещенном на научной платформе arXiv, и представляет собой модельный пример усиления энергии за счёт вращения, но без участия самой черной дыры.



В основе теоретического фундамента лежит идея, впервые высказанная Роджером Пенроузом: определенные условия во внешнем слое вращающейся черной дыры — эргосфере — позволяют частицам наращивать энергию. Позднее Яков Зельдович предположил, что подобный процесс может быть смоделирован и без участия гравитационного монстра — с помощью вращающегося объекта, окруженного резонансной камерой, в которой создаются определенные физические условия. Дополнительные исследования показали, что если такую систему поместить в замкнутое пространство с отражающими стенками, она может начать усиливать энергию в замкнутом цикле — вплоть до её выброса наружу.

В рамках нового эксперимента физики использовали вращающийся алюминиевый цилиндр, окружённый системой катушек. Эти катушки создавали магнитные поля, которые можно было контролировать по скорости и направлению вращения. Исследование не представляет опасности, поскольку речь идёт не о ядерной реакции или настоящем гравитационном эффекте, а о его физической аналогии — моделировании с помощью электромагнитных сил.

В эксперименте было замечено, что магнитное поле усиливается, если вращение цилиндра совпадает по направлению и частоте с движением этого поля. При этом, если цилиндр движется медленнее, наблюдается обратный эффект — ослабление магнитного поля. Таким образом, ученым удалось воспроизвести условия, при которых происходит усиление энергии, как это теоретически предполагал Зельдович.

Исследователи подчеркивают, что их модель не просто подтверждает возможность воспроизведения таких процессов в замкнутой системе, но и демонстрирует потенциал для дальнейших экспериментов в аналоговой физике, направленных на изучение поведения экстремальных астрофизических объектов. Хотя практические применения подобного эффекта пока находятся за пределами текущих возможностей науки, сама демонстрация принципа может стать важным шагом в изучении свойств черных дыр.

Создание аналогов космических явлений в лабораторных условиях открывает возможности для более глубокого понимания процессов, недоступных прямому наблюдению. Работа команды Мэрион Кромб подтверждает, что идеи, заложенные в теоретической физике полвека назад, могут найти реальное подтверждение благодаря современным технологиям и инженерным решениям.

Читайте также: