Ошибка!

Показать Ошибка!

Забыли пароль?

Ошибка!

Ошибка!

Скрыть Ошибка!

Скрыть Ошибка!

Забыли пароль? Напишите ваш email и мы отправим письмо с инструкциями.

Ошибка!

Обратно

Закрыть

Рукотворная чёрная дыра

Рукотворная чёрная дыра
Ученые из Шотландии заявили, что они создали сферу Шварцшильда, используя импульсный лазер и микроструктурированное оптоволокно.


PHOTO: ESA/V. Beckmann/NASA-GSFC

7 марта 2008 года физики из Университета Сент-Эндрюс, Шотландия, сообщают, что они создали аналог черной дыры в лаборатории. Подобная настольная черная дыра, сделанная из отрезка оптоволокна и лазерного излучения, может оказаться неоценимой в понимании особенностей этих экзотических астрономических объектов.

"Приблизительно три с половиной года назад, в августе 2004 года, я понял, что возможно использовать оптические волокна, чтобы создать аналог черной дыры," рассказывает Улф Леонхардт (Ulf Leonhardt), который опубликовал свои исследования в мартовском номере журнала Science. "Потребовалось некоторое время, чтобы сделать эксперимент, потому что было очень трудно получить финансирование."

Леонхардта уже поздравили эксперты по стекловолоконной оптике (такие, например, как Ян Уолмслей (Ian Walmsley) из Оксфордского университета), за крупный прорыв в области нелинейной оптики.

Черные дыры - одни из самых экзотических объектов (целей) во вселенной. Они невероятно плотны, с мощным гравитационным полем. Одна из ключевых особенностей черной дыры - сфера Шварцшильда (другое название – горизонт событий), которая разграничивает область в черной дыре, где поле тяготения настолько интенсивно, что ничто, даже свет, не может вырваться наружу.

Физики и астрономы полагают, что черные дыры сформировываются, когда огромные звезды разрушаются в конце своей жизни. Согласно астрономам, они существуют в центрах галактик, где они действуют как гигантские двигатели, которые двигают звезды. Однако, изучение их чрезвычайно затруднено, особенно потому что астрономия может изучить только информацию, которую несёт свет. В случае черных дыр, в отсутствии света астрофизики должны положиться на косвенные методы, типа определение присутствия черных дыр по тому, как их гравитация изгибает свет вне сферы Шварцшильда – такое явление учёные называюи гравитационными линзами.

Наличие доступа к искусственной черной дыре в лаборатории позволит астрофизикам проверить прогнозы сделанные теоретиками. Физики особенно хотели бы проверять новые теории, например квантовую гравитацию, которая стремится примерить теорию общей относительности Эйнштейна с квантовой механикой.

"Намного легче использовать для наблюдений эти объекты вместо их астрономических двойников," рассказывает Григори Воловик (Grigori Volovik) из Хельсинского Технологического Университета, Финляндия, нашедший другие аналоги космологических явлений в лаборатории физики плотной материи

Сотовидные Отверстия: множество шестиугольных отверстий по всей  длине волокна, даёт свойства, которые позволяют ученым создавать искусственный сферу Шварцшильда.

 

Фото: Ulf Leonhardt/University of St. Andrews, Scotland

 "Свет, распространяющийся в перемещающейся среде, подобен свету, распространяющемуся в искривлённом пространстве, типа того, что вы найдёте около черной дыры», объясняет Воловик. «Так появляется возможность создавать искусственные сферы."

Следуя теория относительности Эйнштейна, как только свет приближается к горизонту событий, он сильно замедляется и растягивается; время также стало бы идти очень медленно. Ученые разработали подробно, как такое замедление выглядит и Лелнхард с коллегами заявляет, что они наблюдали предсказанные эффекты в их лабораторной сфере Шварцшильда.

Леонхард и его коллеги надеются, что их искусственная сфере Шварцшильда позволит экспериментаторам увидеть, может ли что-нибудь сбежать из черной дыры. Эта очень алогичная идея была предложена Стивеном Хокингом в 1970-ых годах. Хокинг применил принципы квантовой механики к существующей теории черной дыры и предположил, что черные дыры вообще не черны. Вместо этого они испускают свет, который с тех пор так и называется - излучение Хокинга.

Следующий шаг: новый лазерный эксперимент попытается найти признаки излучения Хокинга от  волокна сферы Шварцшильда. Photo: Ulf Leonhardt/University of St. Andrews, Scotland

Излучение Хокинга возможно из-за принципа неопределённости Гейзенберга в квантовой механике, который утверждает, что вы не можете точно определить все физические свойства частицы без всякой неопределённости. Когда его применяют к вакууму - пустому месту – то это приводит к потрясающей идее: вакуум не вакуум вообще а скорее изобилующий виртуальными частицами и их античастицами, которые существуют доли секунды перед объединением и уничтожением друг друга. Кажется, что природа не возражает против этого, пока частицы существуют время меньшее чем уровень неопределённости, позволенный принципом неопределённости Гейзенберга.

В этой необычной области вокруг сферы Шварцшильда в черной дыре, вещи иногда ведут себя не так, как обычно. Виртуальная частица или античастица попадают внутрь  сферы Шварцшильда и не могут убежать, чтобы повторно объединиться со своей копией. Другая виртуальная частица вынуждена жить дольше, чем принцип неопределённости позволяет, становясь реальной частицей. Достаточно много такого происходит около сферы Шварцшильда из черной дыры, постулирует Хокинг, так что черная дыра не полностью черна, она излучает вместо этого.

Однако, излучение Хокинга слишком слабо для измерения телескопом, потому что оно заглушается космическим микроволновым фоном - тусклым излучение остатков от Большого взрыва, который создал вселенную.

"Эти аналоги - лучшая надежда, которую мы имеем для испытания предположений предсказаний Хокинга об  тепловом излучении черной дыры," рассказывает Уильям Унрух, физик-теоретик из университета Британской Колумбии, которому приписывают изобретение идеи использования перемещающейся среды в качестве аналога сферы Шварцшильда. "Работа Леонхардта - определенно многообещающий шаг, и было бы замечательно, если бы мы нашли такое квантовое тепловое излучение от черной дыры."

Вот что команда из Сент-Эндрюса пробует сделать. "Следующий шаг должен попробовать измерить квантовые эффекты," рассказывает Леонхардт. "Мы уже начали работу."

Комментарии:

Ученые из Шотландии заявили, что они создали сферу Шварцшильда, используя импульсный лазер и микроструктурированное оптоволокно.
dimanoid
volhv Ученые из Шотландии заявили, что они создали сферу Шварцшильда, используя импульсный лазер и микроструктурированное оптоволокно.

Что то так и не понял, что именно они создали?
Судя по всему - оптическую модель СШ?

Нет. Они создали не модель, а саму сферу Шварцшильда. Горизонт Событий (Сфера Шварцшильда) можно получить не только около чёрной дыры, что, собственно, и продемонстрировали учённые.
Сергей Цаплин
Сергей Цаплин 31.03.08 04:51
А я так понял саму черную дыру восоздали :)
Макс Чижов
Макс Чижов 01.04.08 15:40
sajpА я так понял саму черную дыру восоздали :)


Интересные исследования.
ЧД это сгусток материи в очень плотной упаковке, и они вокруг нас кругом, только их размер маловат, так что делать их нет ничего проще, они уже готовые кругом. Вот собрать их в одну большую, это да, правда такая и своего родетеля сожрет, так что нихрена они не ЧД сделали, а соверщенно иной эффект.
Войдите на зайт или зарегистрируйтесь, чтобы оставлять комментарии!
0
Светлая галактика в центре темного спора

Светлая галактика в центре темного спора

Темная материя считается клеем, который скрепляет галактики, но несколько лет назад группа астрономов заявила, что нашла галактику, в которой её было.

Другие ученые позже утверждали, что это была ошибка вычислений, но теперь первоначальная команда использовала Хаббл для более надежных наблюдений и подтвердила свои выводы. Новое исследование - последний эпизод в давней саге, которая действительно иллюстрирует действующий научный метод. В 2018 году группа астрономов из Йельского университета объявила об открытии DF2 - карликовой галактики, в кото...
19.06.21 11:37
0
1
Китайский экипаж отправился на новую космическую станцию

Китайский экипаж отправился на новую космическую станцию

Три китайских астронавта прибыли в четверг на новую космическую станцию ??Китая, начиная трехмесячную миссию, что стало еще одной вехой в амбициозной космической программе страны.

Корабль Shenzhou-12 соединился с модулем космической станции примерно через 6 часов после взлета с космодрома Цзюцюань на окраине пустыни Гоби. Примерно через 3 часа 56-летний командир Не Хайшэн, за ним 54-летний Лю Бомин и 45-летний новичок Тан Хунбо открыли люки и поплыли в основной жилой модуль Tianhe-1. На фотографиях они были заняты распаковкой оборудования. «Впервые китайцы вошли на собств...
18.06.21 09:53
0
3
Тайна падения яркости Бетельгейзе раскрыта

Тайна падения яркости Бетельгейзе раскрыта

В конце 2019 - начале 2020 года яркая оранжевая звезда Бетельгейзе в созвездии Ориона стала заметно темнее, что заставило астрономическое сообщество задуматься.

Группа астрономов опубликовала новые изображения поверхности звезды, сделанные с помощью Очень Большого Телескопа Европейской южной обсерватории (VLT ESO), которые ясно показывают, как изменилась ее яркость. Новое исследование показывает, что звезда была частично скрыта облаком пыли - открытие, которое раскрывает тайну Великого затемнения Бетельгейзе. Падение яркости Бетельгейзе - изменение, заме...
17.06.21 14:59
0
0
Самые большие структуры во Вселенной демонстрируют четкий сигнал вращения со смещением света

Самые большие структуры во Вселенной демонстрируют четкий сигнал вращения со смещением света

Нанося на карту движение галактик в огромных волокнах, соединяющих космическую сеть, астрономы из Потсдамского астрофизического института Лейбница (AIP) в сотрудничестве с учеными из Китая и Эстонии обнаружили, что длинные усики галактик вращаются в масштабе сотен миллионов световых лет. Ротации в таких огромных масштабах еще не наблюдались.

Результаты, опубликованные в Nature Astronomy, показывают, что угловой момент может генерироваться в беспрецедентных масштабах. Космические нити - это огромные мосты из галактик и темной материи, которые соединяют скопления галактик друг с другом. Они направляют галактики к большим скоплениям, расположенным на концах. «Картографируя движение галактик на этих огромных космических супермагистралях ...
16.06.21 14:27
0
0
Светлая галактика в центре темного спора

Светлая галактика в центре темного спора

Темная материя считается клеем, который скрепляет галактики, но несколько лет назад группа астрономов заявила, что нашла галактику, в которой её было.

Другие ученые позже утверждали, что это была ошибка вычислений, но теперь первоначальная команда использовала Хаббл для более надежных наблюдений и подтвердила свои выводы. Новое исследование - последний эпизод в давней саге, которая действительно иллюстрирует действующий научный метод. В 2018 году группа астрономов из Йельского университета объявила об открытии DF2 - карликовой галактики, в кото...
19.06.21 11:37
0
1
Китайский экипаж отправился на новую космическую станцию

Китайский экипаж отправился на новую космическую станцию

Три китайских астронавта прибыли в четверг на новую космическую станцию ??Китая, начиная трехмесячную миссию, что стало еще одной вехой в амбициозной космической программе страны.

Корабль Shenzhou-12 соединился с модулем космической станции примерно через 6 часов после взлета с космодрома Цзюцюань на окраине пустыни Гоби. Примерно через 3 часа 56-летний командир Не Хайшэн, за ним 54-летний Лю Бомин и 45-летний новичок Тан Хунбо открыли люки и поплыли в основной жилой модуль Tianhe-1. На фотографиях они были заняты распаковкой оборудования. «Впервые китайцы вошли на собств...
18.06.21 09:53
0
3
Тайна падения яркости Бетельгейзе раскрыта

Тайна падения яркости Бетельгейзе раскрыта

В конце 2019 - начале 2020 года яркая оранжевая звезда Бетельгейзе в созвездии Ориона стала заметно темнее, что заставило астрономическое сообщество задуматься.

Группа астрономов опубликовала новые изображения поверхности звезды, сделанные с помощью Очень Большого Телескопа Европейской южной обсерватории (VLT ESO), которые ясно показывают, как изменилась ее яркость. Новое исследование показывает, что звезда была частично скрыта облаком пыли - открытие, которое раскрывает тайну Великого затемнения Бетельгейзе. Падение яркости Бетельгейзе - изменение, заме...
17.06.21 14:59
0
0
Самые большие структуры во Вселенной демонстрируют четкий сигнал вращения со смещением света

Самые большие структуры во Вселенной демонстрируют четкий сигнал вращения со смещением света

Нанося на карту движение галактик в огромных волокнах, соединяющих космическую сеть, астрономы из Потсдамского астрофизического института Лейбница (AIP) в сотрудничестве с учеными из Китая и Эстонии обнаружили, что длинные усики галактик вращаются в масштабе сотен миллионов световых лет. Ротации в таких огромных масштабах еще не наблюдались.

Результаты, опубликованные в Nature Astronomy, показывают, что угловой момент может генерироваться в беспрецедентных масштабах. Космические нити - это огромные мосты из галактик и темной материи, которые соединяют скопления галактик друг с другом. Они направляют галактики к большим скоплениям, расположенным на концах. «Картографируя движение галактик на этих огромных космических супермагистралях ...
16.06.21 14:27
0