Eksperimenter med vandcirkulerende afløb giver indsigt i sorte huller

Et lille internationalt forskerteam har fundet ud af, at vandbølger, der er skabt på grund af spredning fra en snurrende hvirvel, kan vise rotationsoverstråling - en effekt astrofysikere har forudsagt sandsynligvis vil forekomme i sorte huller, men som aldrig er blevet replikeret i et laboratorieforsøg. I deres papir offentliggjort i tidsskriftet Naturfysik, gruppen forklarer, hvordan de observerede og målte bølger, der forplantede sig på overfladen af ​​vand nær en drænende hvirvel, og hvad de fandt.

Som forskerne forklarer, når en bølge rammer en forhindring, det har en tendens til at spredes, som kan observeres på stort set enhver strand. Men vanskeligere at se er, at noget af bølgen reflekteres såvel som delvist transmitteret. Dette førte til en teori tilbage i 1954 af Robert Dicke, der antyder, at hvis et objekt snurrer, bølgerne kan forstærkes ved at udtrække energi fra de dele af bølgen, der er spredt - et fænomen kaldet superradiance. I denne nye indsats, forskerne gennemførte eksperimenter designet til at bevise teorien korrekt.

Forsøgene bestod i at placere vand i en 3 x 1,5 meter tank med et hul på 4 cm i midten for at tjene som afløb-forskerne tog målinger af bølgeaktivitet ved hjælp af sensorer monteret på siden af ​​tanken (og ved en højhastighedshastighed , tredimensionel luft-væske-grænsefladesensor), da indpumpet vand blev drænet, skabe en hvirvel. Forskerne rapporterer, at de observerede bølger, der forplantede sig på overfladen, og at målinger bekræftede, at bølgerne blev forstærket efter spredning. De rapporterer endvidere, at den største registrerede forstærkning var 14 procent +/– 8 procent med bølger på 3,70 Hz i vand, der kun var 6,25 cm dybt. De hævder, at deres fund stemmer overens med teorien, og derfor, at deres fund kan anvendes på forskning omkring sorte huller. Dette skyldes, at de mener, at spredningen af ​​lavvandede bølger på vand er analog med den handling, der sker ved begivenhedshorisonten for et sort hul. De bemærker også, at nye, mere følsomme gravitationsbølgedetektorer kan en dag være i stand til at måle nogenlunde den samme adfærd med ægte sorte huller.

Pressemeddelelse fra University of Nottingham

© 2017 Phys.org