Впервые в истории ученым удалось создать экспериментальную модель, основанную на концепции «бомбы из черной дыры». Эта идея, ранее встречавшаяся лишь в научной фантастике, теперь воплощена в лабораторных условиях. Для чего исследователям понадобился такой эксперимент и насколько безопасны подобные работы?
Теоретические предсказания
«Бомба из черной дыры» — это концепция, предсказанная физиками-теоретиками много лет назад. Еще в 1969 году лауреат Нобелевской премии Роджер Пенроуз предложил идею получения энергии из вращающейся черной дыры. Он гипотетически показал, что элементарная частица, пролетающая вблизи такой черной дыры, может получить колоссальное количество энергии. Это происходит из-за эффекта искривления и ускорения пространства-времени вращающейся черной дырой, описанного в общей теории относительности.
Всего два года спустя, в 1971 году, советский физик Яков Зельдович обнаружил, что подобное явление можно наблюдать не только с черными дырами, но и в более доступных условиях, например, при взаимодействии света с быстро вращающимся металлическим цилиндром.
Идея обратной связи Зельдовича
Развивая свою теорию, Зельдович предположил: если окружить такой вращающийся цилиндр зеркалом, усиленная энергия (в случае со светом) или другие волны будут многократно отражаться и накапливаться, создавая петлю положительной обратной связи. Этот процесс мог бы продолжаться до тех пор, пока накопленная энергия не высвободится или не приведет к «взрыву».
Именно эти теоретические предположения легли в основу концепции «бомбы из черной дыры», потенциально способной генерировать энергию, сравнимую с мощностью взрыва сверхновой. Удивительно, что для этого не нужен внешний источник энергии – черная дыра или ее аналог может усиливать даже минимальные флуктуации вакуума, превращая их в значительную энергию.
До недавнего времени эти идеи оставались в рамках теоретических рассуждений. Однако группе ученых удалось найти способ экспериментально продемонстрировать эффект петли обратной связи, предсказанный Зельдовичем.
Безопасный эксперимент
Исследователи подчеркивают, что созданная ими «бомба» является лишь безопасной лабораторной моделью для демонстрации физических принципов. Вместо использования реальной черной дыры, она усиливает магнитные поля с помощью хитроумной системы, имитирующей условия, описанные Зельдовичем.
Во время испытаний лабораторная установка, имитирующая «бомбу с черной дырой», действительно показала эффект резкого высвобождения энергии, который можно назвать «взрывом». Однако, как уверяют специалисты, «ничего серьезного не произошло». Профессор Даниэль Фаччо из Университета Глазго, один из авторов исследования, пояснил, что это был скорее «хлопок», а не полноценный взрыв. При этом он отметил, что «если увеличить масштаб, то `взрыв` станет более серьезным».
Принципы работы модели
В опубликованной статье исследователи подробно описали, как фундаментальные физические принципы, лежащие в основе теории, были реализованы на практике. В экспериментальной установке роль вращающейся «черной дыры» или цилиндра выполняет алюминиевый цилиндр диаметром 4 сантиметра, расположенный внутри трехслойной системы металлических спиралей.
В этой модели катушки играют роль зеркал, создающих петлю обратной связи, а магнитные поля выступают в качестве аналога света или других волн, чья энергия усиливается.
Результаты эксперимента
В ходе испытаний устройства исследователи зафиксировали, как даже небольшие низкочастотные магнитные поля быстро и многократно усиливались, преобразуясь в гораздо более мощные сигналы. Хотя мощность лабораторной «бомбы из черной дыры» несопоставима с гипотетической настоящей, она продемонстрировала выделение значительного количества энергии для своей размерности.
Профессор Фаччо отметил впечатляющий эффект, заявив: «Электрические компоненты в нашей установке буквально взрывались!». Однако ученые категорически утверждают, что созданная модель не может быть использована в качестве оружия, и мысль о создании подобной «бомбы» из настоящей космической черной дыры в обозримом будущем является крайне маловероятной и фантастической.
