Циклопедия скорбит по жертвам террористического акта в Крокус-Сити (Красногорск, МО)

Искусственная чёрная дыра

Материал из Циклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Nature-nature-black-hole-18-aug-16.png

Искусственная чёрная дыра (ИЧД) — чёрная дыра (ЧД), создаваемая в ходе эксперимента.

В 2016 году сообщалось о модели искусственной черной дыры, созданной в ходе эксперимента Израиле[1][2].

Теория[править]

Канадский физик Уильям Унру вероятно первым выдвинул идею создавать аналоги ЧД.

В 1955 году американский физик Джон Уилер предположил, что если сконцентрировать достаточное количество энергии в небольшой области пространства, то благодаря этому возможно появление микроскопической ЧД. Такая ИЧД может быть описана с применением уравнений Карла Шварцшильда.

Создание[править]

В 2016 году СМИ сообщили, что израильский профессор Джефф Штенхауэр создал в Технионе (израильский политехнический институт в Хайфе) искусственную черную дыру в лаборатории с целью проверки гипотезы Стивена Хокинга о тепловом излучении черных дыр:

Команда исследователей физического факультета Техниона под руководством профессора Джеффа Штайнхауэра создала искусственную черную дыру, в которой звук выполняет функцию света. Разработав метод измерения спектра излучения Хокинга, они обнаружили, что искусственные черные дыры излучают тепло, как обычный горячий объект. Таким образом подтвердились предположения Хокинга и еще одного исследователя – израильского ученого профессора-астрофизика Яакова Бекенштейна, который еще в 1972 году определил температурные границы излучения черных дыр.
 — [3]

Данные эксперименты продемонстрировали, что звуковая ЧД излучала фононы температурой в 0,35 миллиардных долей Кельвина, что подтверждает термальный эффект излучения Хокинга и его парадокс исчезновения информации в ЧД.

По утверждению профессора Ульфа Леонхардта из Института Вейцмана, другого израильского вуза, это 1-й подобный эксперимент, хотя имеются сведения, что 1-я ИЧД появилась ещё в 2014 году благодаря созданию конденсата Бозе-Эйнштейна сильно охлажденного состояния вещества, в котором начинают проявляться квантовые эффекты. Но где это произошло не указывается. Впрочем, другой учёный из Вйцмановского института скептически отнёсся к выводам коллег[4].

В 2017 году учёные из синхротронного центра DESY («Немецкий Электронный Синхротрон») в Германии также сумели создать аналог ЧД[5].

В 2019 году исследователи из Принстонского университета создали микрочип, который может имитировать структуру пространства-времени внутри ЧД или миниатюрной двумерной Вселенной[6].

В 2021 году и в ноябре 2022 года вышла статья о том, что физики Техниона в лабораторных условиях создали модель-аналог черной дыры. Модель черной дыры состояла всего из 800 атомов рубидия с общей длиной в 0,1 миллиметра. Атомы разогнали быстрее скорости звука, поэтому покинуть пределы объекта эти волны не могли. Тем самым физики сформировали горизонт событий. Затем учёные начали направлять частицы за пределы горизонта событий. Сначала атомы потеряли ряд своих свойств. После этого в лаборатории зафиксировали повышение температуры[7][8].

Практическое применение[править]

В научной фантастике имеется концепция часто встречается идея двигателя на ЧД. Работает такой гипотетический двигатель на энергии, выделяющейся при испарении ЧД. Разумеется, это пока лишь плод воображения писателей и фантастов.

Чтобы стать эффективным источником энергии ЧД должна быть достаточно маленькой, чтобы испускать существенное количество излучения, но достаточно большой, чтобы мгновенно не испариться. По мнению Хокинга, необходим генератор ЧД, по-видимому, сделанный с применением лазеров гамма-излучения и сферического экрана для размещения этого генератора и самой ЧД. Теоретически, тем самым было бы возможным генерировать достаточно энергии для питания городов на протяжении поколений.

Более амбициозная идея состоит в том, чтобы построить звездолёт с сингулярным реактором — космический корабль, оснащённый приводом, применяющий энергию шаровой молнии Шварцшильда. Это был бы двигатель с маленькой ЧД внутри, что придавало ему мощнейшую тягу. Предположительно, привод должен будет улавливать излучение Хокинга, испускаемое в результате испарения ЧД и преобразовывать его в энергию, которая будет разгонять звёздный корабль со скоростью, составляющей 10 % от скорости света. Из-за небольшого размера генерируемых ЧД они не будут существовать долгий период, поэтому такой корабль будет оснащён гамма-лазерами для их создания мере необходимости[9].

Гипотетическая опасность[править]

В связи с начавшимися в 2008 году экспериментами в Большом адронном коллайдере высказывались опасения, связанные с микроскопическими ЧД, которые состоят в том, что если ЧД смогут возникнуть в столкновении протонов на Большом адронном коллайдере и если они по каким-то причинам окажутся стабильными, то, провалившись в центр Земли, они начнут поглощать вещество и за короткое время разрушат Землю.

Одни учёные, однако, считают, что нет серьезных причин волноваться. Они утверждает, что даже если такая ЧД упадёт в центр Земли и начнёт немного увеличиваться, абсолютно никаких причин для беспокойства не будет[10].

Правда, другие учёные всё же допускают вероятность случайного создания ЧД, которая может уничтожить Землю[11].

См. также[править]

Источники[править]