Самый большой в мире рентгеновский аппарат "взорвал" существующую теорию черных дыр - «Наука и технологии»

В одном из помещений Национальной лаборатории Сандиа располагается самый мощный на сегодняшний день энергетический ускоритель Z Machine, о котором мы уже неоднократно рассказывали нашим читателям. Этот ускоритель вырабатывает разряды, количество электричества в которых в тысячу раз больше количества электричества в обычном грозовом разряде. А длительность вырабатываемого Z Machine разряда в 20 тысяч раз меньше, нежели длительность обычной молнии. Параллельно с электрическим разрядом в недрах ускорителя вырабатывается мощный всплеск рентгеновского излучения, который был недавно использован для того, чтобы серьезно "встряхнуть" существующую научную теорию относительно черных дыр.

Ускоритель Z Machine является самым мощным "лабораторным" источником энергетических импульсов на сегодняшний день. Он используется для проведения исследований поведения различных материалов в чрезвычайных условиях. Под воздействием импульсов этого ускорителя плавятся алмазы, идут реакции термоядерного синтеза и моделируются условия в эпицентре ядерного взрыва.

В природе материя, падающая в "чрево" черной дыры, разогревается до огромных температур и излучает электромагнитные волны в очень широком диапазоне, в том числе и в диапазоне рентгеновского излучения. Поскольку черные дыры невозможно изучать никаким прямым методом, ведь они поглощают без следа даже фотоны света, ученым остается использовать лишь пару косвенных методов, среди которых находится спектральный анализ излучения квазара. Спектральный анализ света дает ученым достаточно большое количество полезной информации, его данные позволяют вычислить размеры, массу, скорость вращения и другие параметры черной дыры.

В основной теории о черных дырах, которая была принята на протяжении последних 20 лет, определено, что в дисках материи, окружающей черную дыру, присутствует большое количество ионов различных материалов. Эти ионы, в принципе, должны вести себя в полном соответствии с основными законами физики, они должны стремиться перейти в самое низкоэнергетическое состояние, испустив при этом фотоны света с определенными длинами волн. Однако, отсутствие в анализируемом учеными свете соответствующих спектральных линий указывает на то, что возле черной дыры происходят несколько иные процессы, в основе которых лежит так называемый эффект или распад Оже, что и стало основой существующей теории.

Недавно исследователи использовали Z Machine для моделирования процессов излучения рентгена из области пространства, максимально приближенной к горизонту событий черной дыры. В этом эксперименте весь поток рентгена, вырабатываемого Z Machine, был сконцентрирован на кремниевой мишени, размером с небольшую монетку. Кремний - это самый распространенный химический элемент во Вселенной и этот элемент как нельзя лучше подходит для поиска следов распада Оже. Полученные в ходе экспериментов данные показали то, что далеко не все ионы подвергаются влиянию эффекта Оже, даже в экстремальных условиях достаточно большое количество ионов ведет себя классическим способом, излучая фотоны света.

"Наши эксперименты показали, что если из определенной области пространства не прибывает никаких фотонов, это означает, что там нет никаких ионов" - рассказывает Гийом Лойсэль (Guillaume Loisel), ведущий исследователь, - "Данное открытие ставит под сомнение способы, при помощи которых мы измеряли параметры черных дыр долгое время".

"В результате нашего открытия потребуется пересмотр большинства научных трудов, опубликованных за последние 20 лет" - рассказывает Гийом Лойсэль, - "Естественно, что эта необходимость будет воспринята в штыки большинством астрофизиков. Но мы надеемся, что теория о черных дырах все же будет приведена к соответствию по мере проведения новых наблюдений и получения учеными новых данных".