Предсказанный для чёрных дыр эффект воспроизведён с помощью звука: различия между версиями

оформление, опубликовано
(← Новая: {{рецензировать}} {{дата|{{subst:CURRENTDAY}} {{subst:CURRENTMONTHNAMEGEN}} {{subst:CURRENTYEAR}}}} {{тема|Физика|Наука}} Файл:Hologram gener...)
 
(оформление, опубликовано)
{{рецензировать}}
{{дата|24 июня 2020}}
{{тема|Физика|Наука}}
Физики из [[:w:Университет Глазго|Университета Глазго]] ([[Великобритания]]) и [[:w:Аризонский университет|Аризонского университета]] ([[США]]) продемонстрировали усиление [[:w:Звук|звуковых]] волн, проходящих через вращающийся диск, тем самым подтвердив эффект, который много лет назад был предсказан для [[:w:Вращающаяся чёрная дыра|вращающихся чёрных дыр]]. Результаты исследования опубликованы в международном журнале ''[[:w:Nature Physics|Nature Physics]]''.
[[Файл:Hologram generation.png|thumb|left|500px|Схема генерации «закрученного» света. Аналогичный волновой фронт получают и для звука]]
 
<!-- Напишите свой текст ниже этой строчки -->
В [[1969 годугод]]у британский учёный [[:w:Пенроуз, Роджер|Роджер Пенроуз]] теоретически показал, что объекты, оказывающиеся вблизи [[:w:Чёрная дыра|чёрной дыры]] (в области так называемой [[:w:Эргосфера|эргосферы]]) могут ускоряться и уносить с собой часть энергии вращения этого необычного космического тела. Хотя нет никакой возможности наблюдать этот эффект, получивший название процесса Пенроуза, в [[1971 годугод]]у советский астрофизик [[:w:Зельдович, Яков БорисовичЗельдович|Яков Борисович Зельдович]] предложил «земной» аналог этого явления. Он показал, что [[свет]], отражающийся от вращающегося металлического цилиндра, может приобретать дополнительную энергию. Ключевую роль в этом играет [[:w:эффектЭффект Доплера|эффект Доплера]], который в условиях вращающейся геометрии требует, чтобы падающий свет был «закрученным» (другими словами, обладал ненулевым [[:w:Момент импульса|угловым моментом]]). Однако, учитывая большую [[:w:Частота|частоту]] света, наблюдение эффекта Зельдовича потребовало бы нереалистично высоких скоростей вращения цилиндра.
Физики из [[:w:Университет Глазго|Университета Глазго]] (Великобритания) и [[:w:Аризонский университет|Аризонского университета]] (США) продемонстрировали усиление [[:w:Звук|звуковых]] волн, проходящих через вращающийся диск, тем самым подтвердив эффект, который много лет назад был предсказан для [[:w:Вращающаяся чёрная дыра|вращающихся чёрных дыр]]. Результаты исследования опубликованы в международном журнале ''[[:w:Nature Physics|Nature Physics]]''.
 
 
<gallery mode="packed" heights="250">
[[Файл:Hologram generation.png|thumb|left|500px|Схема генерации «закрученного» света. Аналогичный волновой фронт получают и для звука]]
</gallery>
 
В 1969 году британский учёный [[:w:Пенроуз, Роджер|Роджер Пенроуз]] теоретически показал, что объекты, оказывающиеся вблизи [[:w:Чёрная дыра|чёрной дыры]] (в области так называемой [[:w:Эргосфера|эргосферы]]) могут ускоряться и уносить с собой часть энергии вращения этого необычного космического тела. Хотя нет никакой возможности наблюдать этот эффект, получивший название процесса Пенроуза, в 1971 году советский астрофизик [[:w:Зельдович, Яков Борисович|Яков Борисович Зельдович]] предложил «земной» аналог этого явления. Он показал, что свет, отражающийся от вращающегося металлического цилиндра, может приобретать дополнительную энергию. Ключевую роль в этом играет [[:w:эффект Доплера|эффект Доплера]], который в условиях вращающейся геометрии требует, чтобы падающий свет был «закрученным» (другими словами, обладал ненулевым [[:w:Момент импульса|угловым моментом]]). Однако, учитывая большую [[:w:Частота|частоту]] света, наблюдение эффекта Зельдовича потребовало бы нереалистично высоких скоростей вращения цилиндра.
 
В новой работе физики обошли это затруднение, использовав вместо света звуковые волны, обладающие намного меньшими частотами. Расположив динамики определённым образом в пространстве, им удалось создать «закрученную» звуковую волну, которая затем проходила через вращающийся диск и регистрировалась с помощью микрофонов. Увеличивая скорость вращения диска, учёные в соответствии с эффектом Доплера наблюдали плавное уменьшение частоты звуковых волн вплоть до нуля, когда звук невозможно было услышать. При дальнейшем увеличении скорости вращения мы попадаем в область отрицательных частот звука, что является прямым аналогом объекта, падающего в чёрную дыру (ему можно приписать отрицательную энергию). В этом режиме звук после взаимодействия с диском становится громче, приобретая дополнительную энергию за счёт вращения объекта, что является аналогом ускорения тела, покидающего эргосферу вращающейся чёрной дыры.
 
Профессор [[Даниэле Фаччо]] ({{lang-en|Daniele Faccio}}) из Университета Глазго отметил: «Мы очень взволнованы, что смогли экспериментально проверить эту чрезвычайно странную физику спустя полвека после того, как теория была впервые предложена. Странно думать, что мы смогли подтвердить полувековую теорию из области физики космоса здесь, в нашей лаборатории на западе [[Шотландия|Шотландии]], но мы думаем, что это откроет много новых возможностей для научных исследований. Нам интересно посмотреть, как мы сможем исследовать этот эффект в других ситуациях, например для электромагнитных волн, в ближайшем будущем».
 
<!-- Текст новости должен закончиться над этой строчкой -->
{{-}}
 
== Источники ==
* {{статья|автор= M. Cromb, G. M. Gibson, E. Toninelli, M. J. Padgett, E. M. Wright & D. Faccio. |заглавие= Amplification of waves from a rotating body |издание= Nature Physics |год= 2020 |volume= |pages= |doi= 10.1038/s41567-020-0944-3}}
* {{источник|url= https://phys.org/news/2020-06-year-old-theory-alien-civilization-exploit.html |Название= Experiment confirms 50-year-old theory describing how an alien civilization could exploit a black hole |Автор=|Издатель= phys.org |Дата= 23-06-2020}}
 
{{Подвал новости}}
 
{{Категории|Nature Physics|Акустика|Аризонский университет|Астрофизика|Великобритания|Вращающиеся чёрные дыры|Даниэле Фаччо|Европа|Звук|Момент импульса|Наука|Наука в Великобритании|Наука в США|Наука и технологии|Оптика|Роджер Пенроуз|МоментСвет|Северная импульсаАмерика|США|Университет Глазго|Физика|Частота|Чёрные дыры|Шотландия|Эргосфера|Эффект Доплера|Яков Зельдович}}
 
{{yes}}