Teško je napraviti crnu rupu u laboratoriju. Morate skupiti hrpu mase, stiskati je dok se gravitacijski ne sruši na sebe, radite, radite, radite. Toliko je teško napraviti da to nikada nismo učinili. Možemo, međutim, napraviti simuliranu crnu rupu koristeći spremnik vode, i može nam reći zanimljive stvari o tome kako crne rupe rade.
Vodene simulacije crnih rupa su moguće jer je matematika koja opisuje ponašanje vode slična matematici koja opisuje ponašanje stvari poput gravitacijskih valova. Gravitacijske interakcije se događaju na način poput tekućine, tako da možete koristiti tekućinu za njihovo proučavanje. Međutim, postoje ograničenja za ove modele vode, stoga morate biti oprezni kada proučavate simulacije vode.
Jedan od problema s vodenim modelima crnih rupa je taj što morate pokrenuti simulaciju da bi se nastavila. Pretpostavimo da želite proučiti kako bi tvar mogla biti zarobljena crnom rupom. Crnu rupu možete simulirati vrtlogom vode, slično vrtlogu nalik tornadu koji ponekad vidite kada ispuštate vodu iz kade. Kako biste zadržali vrtlog, morate napajati svoj sustav tako da uzorak ostane stabilan dovoljno dugo da dobijete dobre podatke.
Zbog toga se općenito smatralo da vodeni modeli ne mogu pokazati učinak koji bi se trebao dogoditi s pravim crnim rupama, poznat kao povratna reakcija. Povratna reakcija se događa kada postoji interakcija u kojoj objekt reagira sa svojom okolinom. Na primjer, kako crna rupa hvata materiju, njena masa raste. Ovo povećanje mase mijenja način na koji crna rupa iskrivljuje prostor oko sebe, čime se lagano mijenja okolni prostor. Leđna reakcija je važan fenomen, ali je suptilna i teška za proučavanje.
Vodeni vrtlog koji simulira crnu rupu. Zasluge: Sveučilište u Nottinghamu
Međutim, nedavno je tim otkrio da se povratna reakcija može vidjeti u simulacijskim modelima vode. Istraživanje je proučavalo kako pozadina gravitacijskih valova može komunicirati s rotirajućom crnom rupom. U svom modelu vode stvorili su vodeni vrtlog koji simulira crnu rupu, a zatim generirao talasanje valova prema vrtlogu. Reakcija između vrtloga i mreškanja uzrokovala je da vrtlog raste brže nego što bi inače. Na taj bi način gravitacijski valovi mogli ubrzati rast crne rupe kroz efekt povratne reakcije.
U simulaciji vode, povratna reakcija bila je dovoljno jaka da bi tim vidljivo vidio kako razina vode u svom spremniku pada kada se to dogodi, dokazujući da se reakcija može dogoditi u kratkim vremenskim razmjerima.
Iako je ova studija zanimljiva sama po sebi, rad također pokazuje da se povratna reakcija mora uzeti u obzir kod mnogih simulacija vode. Obično se pretpostavlja da simulacije vodenog vrtloga mogu pretpostaviti stacionarnu pozadinu, što znači da se svaka povratna reakcija može zanemariti u modelu. Ovaj rad pokazuje kako ta pretpostavka možda neće funkcionirati kada se proučavaju drugi efekti crne rupe kao što je Hawkingovo zračenje.
Proći će neko vrijeme prije nego što se prave crne rupe mogu napraviti u laboratoriju. Srećom, simulacije vode kao što je ova imaju još mnogo čemu nas naučiti.
Referenca:Goodhew, Harry i dr. “ Povratna reakcija u analognom eksperimentu s crnom rupom .'Pisma o fizičkom pregledu126,4 (2021): 041105