Новое исследование, объединяющее два знаменитых предсказания Альберта Эйнштейна, предполагает, что рябь в пространстве-времени может объединяться в «гравитационные лазеры», выстреливающие из черных дыр в случайных направлениях по всему космосу.
Среди своих многочисленных теоретических открытий Альберт Эйнштейн предсказал существование двух явлений в нашей Вселенной, которые с тех пор были доказаны: гравитационные волны и вынужденное излучение радиации. Новое исследование показало, что эти эффекты иногда могут объединяться в редкие и экзотические «гравитационные лазеры», что, возможно, приведет к новому способу обнаружения одного из самых неуловимых веществ во Вселенной.
Каждый день люди испытывают стимулированное излучение в виде лазеров, таких как сканер штрих-кода в местном супермаркете или оптоволоконные кабели, передающие информацию по всему городу. Внутри корпуса лазера атомы испускают излучение именно той длины волны, которая возбуждает близлежащие атомы, заставляя их испускать излучение той же длины волны. Излучение каскадируется, пока не превратится в когерентный луч — выходной сигнал лазера. Астрономы также нашли естественные источники лазеров, особенно в гигантских холодных молекулярных облаках (где лучи называются мазерами, потому что они испускают микроволновое излучение).
В статье, опубликованной в базе данных препринтов arXiv, Цзин Лю, физик из Университета Китайской академии наук в Пекине, предполагает, что сама гравитация может быть направлена в космический лазерный луч — но только если определенная модель темной материи (таинственное невидимое вещество, составляющее примерно 85% материи во Вселенной) – это правда.
Эта модель темной материи основана на аксионах — гипотетических сверхлегких частицах, наводняющих Вселенную. Эти частицы настолько легки, что обладают значительными квантовыми свойствами, а это означает, что их длины волн довольно велики. Они действуют не строго как частицы, а скорее как странная комбинация волн и частиц.
Эта волновая природа позволяет аксионам захватываться черными дырами. Но из-за своих больших длин волн они не «вписываются» в горизонт событий черной дыры; вместо того, чтобы падать в черную дыру, вокруг нее существуют аксионы, подобно тому, как электроны существуют вблизи ядра атома. Эти «атомы черной дыры» могут усеять Вселенную, предполагают физики на протяжении десятилетий.
Между тем, сами черные дыры имеют тенденцию излучать гравитационные волны, которые представляют собой рябь в ткани пространства-времени. Астрономы уже обнаружили гравитационные волны, испускаемые сливающимися черными дырами, но сложные взаимодействия между одиночными черными дырами и их окружением также могут привести к излучению волн.
Если длины гравитационных волн подходящие (а если черная дыра излучает достаточное количество гравитационных волн, то некоторые из них обязательно будут подходящими), тогда они могут возбудить аксионы вокруг себя. Тогда аксионы, окружающие черную дыру, начнут скоординировано двигаться, вызывая выброс еще большего количества гравитационных волн.
Эти новые гравитационные волны вызовут еще большее возбуждение, пока все это не заработает каскадом, как лазер, испуская плотно сфокусированные гравитационные волны в одном направлении. Лю, назвавший теоретическое явление «гравитационным лазером», отметил, что это будет новый вид гравитационно-волнового сигнала, совершенно непохожий ни на один из тех, что мы когда-либо видели или изучали раньше.
Несмотря на свою мощь, эти гравитационные лазеры будут очень редки. Во-первых, условия должны быть подходящими для запуска каскада возбуждения. Во-вторых, большинство лазеров будут направлены в сторону от Земли, поскольку они вылетают из черных дыр в случайных направлениях, поэтому мы не сможем их увидеть. Но обсерватории гравитационных волн следующего поколения, возможно, смогут обнаружить гравитационные лазеры. Если мы их увидим, это будет убедительным доказательством того, что темная материя существует в форме аксионов — и что наша Вселенная достаточно устрашающа, чтобы допускать существование гравитационных лазеров.
Земные экстремофилы могут расти в условиях, близких к марсианским
Ученые нашли дразнящие намеки на то, что не только когда-то жизнь существовала на Марсе, но и что она все еще может существовать на Красной планете. Исследование здесь, на Земле, сделало…
Галактика Андромеды подвергается давлению со стороны своего меньшего соседа
Благодаря космическому телескопу «Хаббл» астрономы пролили свет на недавний этап в истории соседней с Млечным Путем галактики Андромеды. Используя данные наблюдений звезд Андромеды, полученные с помощью космического телескопа Хаббл, исследовательская…
Группа охотников-собирателей жила 14 000 лет назад в пещере в Турции
Раскопки в пещере Коскарлы в районе Черного моря впервые свидетельствуют о заселении этой территории людьми в период эпипалеолита. Группа археологов обнаружила на севере Турции поселение охотников-собирателей, живших в пещере Коскарлы…
Погибший ребенок в Новороссийске и 502 БПЛА. Последствия атак ВСУ на российские регионы
Средства ПВО в течение прошедшей ночи перехватили и уничтожили 502 украинских беспилотника над российскими регионами и акваторией Черного моря, сообщили в Минобороны РФ. Несколько сотен БПЛА уничтожили в ходе массированной…
Шуваев: за сутки при атаках ВСУ на Белгородскую область погибли два человека
Вооруженные силы Украины атаковали Белгородскую область более 170 раз за прошедшие сутки, в результате погибли два мирных жителя, еще трое получили ранения. Об этом сообщил врио губернатора Белгородской области Александр…
«Пиратство и разбой» Запада и необоснованность претензий Японии. Заявления президента Путина
Токио имеет претензии к Москве по Курильским островам, хотя они закреплены за Россией после Второй мировой войны. Об этом заявил президент РФ Владимир Путин, выступая на учениях Тихоокеанского флота. Он…
Москва установила для Пашиняна дедлайн
Россия ожидает от Армении решения о проведении референдума по вопросу выбора между ЕС и ЕАЭС до дека...
В одной галактике обнаружены сразу три сверхмассивные черные дыры
Международная группа астрономов под руководством Института внеземной физики им. Макса Планка идентиф...
Этот сайт использует файлы «cookie» с целью повышения удобства его использования. Во время посещения сайта вы соглашаетесь с тем, что мы обрабатываем ваши персональные данные с использованием сервиса «Яндекс. Метрика». Продолжая использовать сайт, вы соглашаетесь с Политикой конфиденциальности.
Зарегистрировано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций
(Роскомнадзор). Реестровая запись от 07.06.2022 серия ЭЛ № ФС 77 – 83392. При использовании, полном или частичном
цитировании материалов planet-today.ru активная гиперссылка обязательна. Мнения и взгляды авторов не всегда совпадают с
точкой зрения редакции. На информационном ресурсе применяются рекомендательные технологии (информационные технологии
предоставления информации на основе сбора, систематизации и анализа сведений, относящихся к предпочтениям пользователей
сети "Интернет", находящихся на территории Российской Федерации)".