Учёные впервые создали в лаборатории аналог «бомбы чёрной дыры», подтвердив теорию, предложенную более 50 лет назад. Это открытие имеет огромное значение для понимания того, как вращаются чёрные дыры.

Суть эксперимента заключается в воспроизведении эффекта Зельдовича – явления усиления электромагнитных волн вращающимся объектом. Представьте вращающийся алюминиевый цилиндр, окружённый металлическими катушками, которые работают как зеркала, отражая магнитное поле. Когда на цилиндр направляется слабое магнитное поле, отражённое поле оказывается значительно сильнее – это и есть суперрадиация, аналог процесса, происходящего у вращающейся чёрной дыры. В данном случае вращение цилиндра, подобно вращению чёрной дыры, приводит к экспоненциальному усилению магнитного поля.

Учёные из Университета Саутгемптона, Университета Глазго и Института фотоники и нанотехнологий Национального исследовательского совета Италии продемонстрировали не только усиление, но и переход к нестабильности и спонтанному генерированию волн. Эксперимент показал, что вращающийся поглотитель (в данном случае – цилиндр) переходит от поглощения к усилению, если его поверхность движется быстрее, чем входящая волна – это подтвердило ещё одно предсказание эффекта Зельдовича. При этом, исследователи столкнулись с трудностями – настолько сильным было усиление, что в некоторых случаях компоненты схемы «взрывались».

Эта работа подтверждает, что суперрадиация и экспоненциальное усиление – универсальные явления, применимые не только к чёрным дырам. Созданная модель поможет учёным лучше понять вращение чёрных дыр, а также связи между астрофизикой, термодинамикой и квантовой теорией. В настоящее время исследование проходит процедуру рецензирования в научном журнале.