Искусственная чёрная дыра

Nature-nature-black-hole-18-aug-16.png

Искусственная чёрная дыра (ИЧД) - чёрная дыра (ЧД), создаваемая в ходе эксперимента. Первая искусственная черная дыра была создана в Израиле[1][2].

ТеорияПравить

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.

СозданиеПравить

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.  
http://il4u.org.il/blog/about-israel/science-technology/uchenye-texniona-sozdali-chernuyu-dyru

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[3].

В 2017 году учёные из синхротронного центра DESY («Немецкий Электронный Синхротрон») в Германии также сумели создать аналог ЧД[4].

В 2019 году исследователи из Принстонского университета создали микрочип, который может имитировать структуру пространства-времени внутри ЧД или миниатюрной двумерной Вселенной[5].

Практическое применениеПравить

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[6].

Гипотетически можно даже представить себе оружие на основе искусственного создания ЧД на враждебной планете для её уничтожения. Либо для уничтожения кометы и других объектов, угрожающих Земле.

Гипотетическая опасностьПравить

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[7].

Правда, другие учёные всё же допускают вероятность случайного создания ЧД, которая может уничтожить Землю[8].