Израильские физики создали "черную дыру" на лабораторном столе
Ученые из Университета Бар-Илан создали оптическую систему, имитирующую поведение световых волн вблизи черных дыр. Теперь астрофизики могут исследовать в лаборатории экстремальную физику космоса.
Физики разработали принципиально новый метод изучения черных дыр, используя миниатюрные оптические структуры, напечатанные на 3D-принтере. Эти структуры с высокой точностью воссоздают геометрию искривленного пространства-времени, характерную для массивных космических объектов.
Основное внимание ученых было сосредоточено на так называемых "сигналах затухания" – специфических колебаниях, которые возникают после событий вселенского масштаба: столкновения или слияния черных дыр. Ранее подобные волны регистрировались только гравитационными обсерваториями, такими как LIGO, на расстоянии миллионов световых лет от Земли. Теперь их удалось воспроизвести на обычном лабораторном столе. Работа опубликована в журнале Advanced Science.
В поставленных опытах физики наблюдали за фотонной сферой – областью вокруг черной дыры, где гравитация настолько сильна, что свет начинает вращаться по кругу. В лабораторной модели было доказано, что имитация искривления пространства может удерживать свет без использования зеркал. Это подтверждает, что фундаментальные законы общей теории относительности можно исследовать с помощью нанотехнологий и фотоники. Сочетание теоретических расчетов и экспериментов показало полную идентичность процессов в созданной модели и реальных астрофизических объектах.
Профессор Патрик Себах, руководивший исследованием, подчеркнул значимость достигнутых результатов для современной науки: "Эта работа показывает, что явления, которые мы обычно связываем с самыми экстремальными объектами во Вселенной, могут быть воссозданы и исследованы прямо в лаборатории. Используя свет в тщательно спроектированных структурах, мы можем напрямую наблюдать и контролировать эффекты, которые прежде регистрировались только в миллионах километров от Земли".
Работа не только открывает новые горизонты в изучении гравитации, но и дает основу для создания принципиально новых фотонных устройств, работающих на принципах искривления пространства.