Hành trình Khoa học, Không gian và Thời gian!
Các nhà khoa học đã tiết lộ những hiểu biết mới về hành vi của các lỗ đen với nghiên cứu chứng minh cách một hiện tượng được gọi là phản ứng ngược có thể được mô phỏng.
Các nhà khoa học đã tiết lộ những hiểu biết mới về hành vi của các lỗ đen với nghiên cứu chứng minh cách một hiện tượng gọi là phản ứng ngược có thể được mô phỏng.
Nhóm nghiên cứu từ Đại học Nottingham đã sử dụng mô phỏng của họ về một lỗ đen, liên quan đến một bể chứa nước được thiết kế đặc biệt, cho nghiên cứu mới nhất được công bố trên tạp chí Physical Review Letters . Nghiên cứu này là nghiên cứu đầu tiên chứng minh rằng sự tiến hóa của các lỗ đen sinh ra từ các trường xung quanh chúng có thể được mô phỏng trong một thí nghiệm trong phòng thí nghiệm.
Các nhà nghiên cứu đã sử dụng một bộ mô phỏng bồn chứa nước bao gồm một dòng xoáy thoát nước, giống như dòng chảy hình thành khi chúng ta kéo phích cắm trong bồn tắm. Điều này mô phỏng một lỗ đen vì khi nước đến quá gần thì nó sẽ bị kéo xuống cống thoát nước và không thể thoát ra. Các hệ thống như thế này ngày càng trở nên phổ biến trong thập kỷ qua như một phương tiện để kiểm tra các hiện tượng hấp dẫn trong môi trường phòng thí nghiệm được kiểm soát. Đặc biệt, bức xạ Hawking đã được quan sát trong một thí nghiệm lỗ đen tương tự liên quan đến quang học lượng tử.
Sử dụng kỹ thuật này, lần đầu tiên các nhà nghiên cứu cho thấy rằng khi các sóng được truyền vào một lỗ đen tương tự, các đặc tính của bản thân lỗ đen có thể thay đổi đáng kể. Cơ chế tạo ra hiệu ứng này trong thí nghiệm cụ thể của họ có một lời giải thích đơn giản đáng kể. Khi đến gần cống, chúng có hiệu quả đẩy nhiều nước xuống lỗ thoát nước khiến tổng lượng nước chứa trong bể giảm xuống. Điều này dẫn đến sự thay đổi độ cao của nước, trong mô phỏng tương ứng với sự thay đổi các đặc tính của lỗ đen.
Tác giả chính, nhà nghiên cứu sau tiến sĩ, Tiến sĩ Sam Patrick từ Trường Khoa học Toán học Đại học Nottingham giải thích: “Trong một thời gian dài, không rõ liệu phản ứng ngược có dẫn đến bất kỳ thay đổi nào có thể đo lường được trong các hệ thống tương tự nơi dòng chất lỏng được điều khiển hay không, vì ví dụ, sử dụng máy bơm nước. Chúng tôi đã chứng minh rằng các lỗ đen tương tự, giống như các đối tác trọng lực của chúng, về bản chất là các hệ thống phản ứng ngược. Chúng tôi đã chỉ ra rằng các sóng di chuyển trong bồn tắm thoát nước đẩy nước xuống lỗ cắm, điều chỉnh đáng kể tốc độ thoát nước và do đó thay đổi lực hấp dẫn hiệu quả của lỗ đen tương tự.”
Điều thực sự ấn tượng đối với nhóm nghiên cứu là phản ứng ngược đủ lớn để làm cho chiều cao nước trên toàn bộ hệ thống giảm xuống đến mức họ có thể nhìn thấy bằng mắt! Điều này thực sự bất ngờ. Nghiên cứu của các nhà khoa học mở đường để khảo sát thực nghiệm sự tương tác giữa các sóng và thời gian không gian mà chúng di chuyển qua. Ví dụ, kiểu tương tác này sẽ rất quan trọng để điều tra sự bay hơi của lỗ đen trong phòng thí nghiệm.
Nghiên cứu lỗ đen tại Đại học Nottingham gần đây đã nhận được khoản tài trợ 4,3 triệu bảng Anh cho một dự án kéo dài ba năm nhằm cung cấp những hiểu biết sâu sắc hơn về vật lý của vũ trụ sơ khai và lỗ đen.
Nhóm nghiên cứu sẽ sử dụng thiết bị mô phỏng lượng tử để bắt chước các điều kiện khắc nghiệt của vũ trụ sơ khai và lỗ đen. Nhóm nghiên cứu Nottingham sẽ sử dụng một phòng thí nghiệm nhà nước mới để thiết lập một hệ thống quang cơ siêu lỏng lai mới để bắt chước các quá trình lỗ đen lượng tử trong phòng thí nghiệm.
Nguồn truyện:
Tài liệu do Đại học Nottingham cung cấp . Lưu ý: Nội dung có thể được chỉnh sửa về kiểu dáng và độ dài.
Tham khảo Tạp chí :