Вестник News
1 USD = 3.557 ₪ (-0.476)
1 EUR = 4.14 ₪ (+0.848)
1 CAD = 2.8269 ₪ (-0.194)
08-03-2008 10:56 | Наука и техника

Вспышка сверхновой угрожает Земле мощным гамма-лучом


Физики из Сент-Эндрюсского университета промоделировали в лаборатории черную и белую дыру, создав в оптоволокне их горизонты событий. Ученые надеются, что модель позволит исследовать предсказанные, но не подтвержденные эмпирически свойства черных дыр, в частности, испарение Хокинга, сообщает журнал Science.
Аналогом черной дыры в работающей модели, созданной группой профессора Ульфа Леонхардта (Ulf Leonhardt), является передний фронт особого светового импульса, который изменяет коэффициент преломления света в среде вокруг себя, подобно тому как гравитация настоящей черной дыры изменяет свойства пространства-времени. Ценность модели в том, что она может позволить исследовать предсказанные, но не подтвержденные эмпирически свойства черных дыр.

Черная дыра - область пространства c настолько сильным гравитационным притяжением, что даже свет не может ее покинуть. Черные дыры возникают, например, при коллапсе массивной звезды. Граница черной дыры называется горизонтом событий.

Белая дыра - гипотетическая противоположность черной дыры. Если черная дыра безвозвратно поглощает все, что окажется за ее горизонтом событий, то белая, наоборот, не впускает ничего за свой горизонт событий. Его, как и горизонт событий черной дыры, можно преодолеть только в одну сторону, но в противоположную.

В 1970-х годах Стивен Хокинг показал, что черные дыры парадоксальным образом медленно испаряются, теряя энергию и массу. Этот квантовый эффект становится возможен благодаря рождению пар частица-античастица из вакуума вблизи горизонта событий. Возможен вариант событий, когда античастица, имеющая отрицательную полную энергию, падает в черную дыру, уменьшая тем самым ее энергию покоя и массу, а частица — улетает. Для стороннего наблюдателя это выглядит как излучение черной дыры.

Эмпирических подтверждений гипотезы об испарении черных дыр не получено: хотя дыры за счет него имеют температуру, она настолько мала, что зафиксировать ее астрофизики не могут. Что именно происходит за горизонтом событий, также не очень понятно: многие теоретические описания упираются в не разрешенные до сих пор противоречия. Поэтому уже более двадцати лет обсуждается возможность аналогового моделирования черной дыры в лаборатории. Простейшей условной моделью является река с сильным водопадом. Если рыбы, находящиеся выше водопада по течению, подплывают к нему слишком близко (пересекают горизонт событий), они уже не могут уплыть от него и "исчезают" в нем, как в черной дыре. Для рыб же, находящихся ниже водопада, он является белой дырой - они не могут преодолеть течение и приблизиться к нему. Аналогом гравитации здесь является течение.

В модели Леонхардта, реку заменяет свет, а примерным аналогом гравитации является коэффициент преломления света в оптоволокне: от него зависит скорость света в волокне. Для создания дыр (и черной, и белой) в оптоволокно особого типа, называемое "нелинейным", посылается световой импульс, изменяющий по мере своего продвижения индекс преломления волокна (эффект Керра).

Вслед этому импульсу посылается еще один, имеющий большую скорость. Он, однако, вынужден двигаться уже по волокну с измененным коэффициентом преломления, поэтому скорость его по мере приближения к начальному импульсу постоянно уменьшается, и догнать он его не в силах. Это белая дыра: импульс не в силах преодолеть горизонт событий, которым является задний фронт первого импульса.

Аналогом горизонта черной дыры служит передний фронт импульса. Модель приблизительна: исчезновения объекта, пересекшего горизонт событий, не происходит, однако достаточно точно воспроизводится его поведение при приближении к горизонту событий. За счет изменения коэффициента преломления длина волны света, движущегося навстречу импульсу, постоянно уменьшается, как это происходило бы при приближении к настоящей черной дыре.

По мнению Леонхардта, искусственная черная дыра должна иногда испускать фотоны ультрафиолетового света, являющиеся аналогом хокинговского испарения. Обнаружить такое событие достаточно сложно, и пока этого сделать не удалось.

Отметим, что независимо от работы Леонхардта в архиве препринтов arXiv.org 4 марта появилась статья, теоретически обосновывающая возможность моделирования черной дыры при помощи не света, а звука. Такая акустическая черная дыра, по мнению исследователей, тоже может позволить наблюдать хокинговское испарение.

Источник: lenta.ru
Версия для печати

    

Фото дня: «гибридная» галактика в сверхскоплении Персея-Рыб

Фото дня: «гибридная» галактика в сверхскоплении Персея-РыбОрбитальный телескоп «Хаббл» (Hubble Space Telescope) передал на Землю очередное великолепное изображение: на представленном снимке запечатлена необычная галактика UGC 12591. Названный объект располагается на расстоянии приблизительно 400 млн световых лет от нас в сверхскоплении Персея-Рыб. Оно имеет размер почти 300... Подробнее

Прощальный взгляд станции Rosetta на комету Чурюмова-Герасименко

Прощальный взгляд станции Rosetta на комету Чурюмова-ГерасименкоНациональное управление США по воздухоплаванию и исследованию космического пространства (NASA) опубликовало высококачественный снимок кометы 67P/Чурюмова-Герасименко. Изображение получено 30 сентября 2016 года незадолго до завершения миссии Rosetta. Как мы уже сообщали, Европейское космическое агентство (ESA) приняло... Подробнее

Учёные из MIT разработали новый тип затемняемых стекол

Учёные из MIT разработали новый тип затемняемых стеколВо многих фантастических фильмах и книгах, описывающих светлое или не очень светлое будущее, часто упоминаются «электронные окна», то есть окна, способные менять прозрачность (а иногда и другие параметры) по желанию их владельца. Существует такая технология и в нашей реальности, но такие окна дороги, потребляют... Подробнее

Уникальное явление: чёрная дыра под холодным межгалактическим «ливнем»

Уникальное явление: чёрная дыра под холодным межгалактическим «ливнем»Европейская Южная Обсерватория (ESO) сообщает о том, что международная группа астрономов, работающая на телескопе ALMA, стала свидетелем космического явления, которого никто раньше не наблюдал: скопление межгалактических газовых облаков обрушивается наподобие гигантского ливня на сверхмассивную чёрную дыру в центре... Подробнее

SpaceX успешно посадила Falcon 9 на морскую платформу в третий раз

SpaceX успешно посадила Falcon 9 на морскую платформу в третий разЧастная аэрокосмическая компания SpaceX вновь произвела успешную посадку нижней ступени ракеты Falcon 9 на морскую автономную платформу-баржу в Атлантическом океане. Это было третье подряд успешное приземление ракеты-носителя на платформу в океане и четвёртое в общей сложности. Посадка была произведена за несколько... Подробнее

Обнаружены девять планет, потенциально пригодных для зарождения жизни

Обнаружены девять планет, потенциально пригодных для зарождения жизниНациональное управление США по воздухоплаванию и исследованию космического пространства (NASA) сообщило о том, что на основе данных от телескопа «Кеплер» (Kepler) удалось подтвердить существование ещё 1284 планет вне Солнечной системы. «Кеплер» был запущен в марте 2009-го, при этом основная программа аппарата была... Подробнее

Спиральная галактика с перемычкой в созвездии Волосы Вероники

Спиральная галактика с перемычкой в созвездии Волосы ВероникиОчередной удивительный по красоте снимок передал на Землю космический телескоп «Хаббл» (Hubble). Изображение опубликовано на сайте Национального управления США по воздухоплаванию и исследованию космического пространства (NASA). На фото запечатлена галактика NGC 4394. Она находится на расстоянии приблизительно 55 млн... Подробнее

С пятой попытки SpaceX произвела успешную посадку Falcon 9 на плавучую платформу

С пятой попытки SpaceX произвела успешную посадку Falcon 9 на плавучую платформуКомпания SpaceX в минувшую пятницу произвела запуск ракеты Falcon 9 с грузовым космическим кораблём Dragon. До этого в среду было успешно проведено статическое огневое испытание двигателей ракеты, а в четверг проверка показала готовность всех систем к старту. Запуск состоялся в 4:43 pm ET (23:43 мск). Dragon доставил... Подробнее

Обилие кратеров на сатурнианской Дионе

Обилие кратеров на сатурнианской ДионеМежпланетная станция Cassini передала на Землю новое изображение Дионы — одного из самых крупных из шести десятков спутников Сатурна. Фото опубликовано на сайте Национального управления США по воздухоплаванию и исследованию космического пространства (NASA). Диону открыл Джованни Кассини ещё в 1684 году. Эта луна имеет... Подробнее

Странные «следы укусов» на Плутоне

Странные «следы укусов» на ПлутонеБлагодаря автоматической межпланетной станции New Horizons исследователи обнаружили немало удивительных образований на Плутоне: это и дрейфующие ледники, и заснеженный горный хребет, и криовулкан, и ледяные каньоны… Очередным открытием стали загадочные «следы укусов». Любопытные поверхностные структуры обнаружены в... Подробнее

NANOISRAEL-2016: ученым-репатриантам есть место в израильском хай-теке.

NANOISRAEL-2016: ученым-репатриантам есть место в израильском хай-теке.В эти дни в Тель-Авивском Университете проходит Международная конференция и выставка NANOISRAEL-2016. Ежегодный форум компаний и стартапов в сфере нанотехнологий собрал в Тель-Авиве около 1200 участников из самых разных стран. Израиль знаменит во всем мире своими достижениями и разработками в области нанотехнологий:... Подробнее