Образуются ли фракталы на «поверхности» чёрной дыры?

Моделирование показывает на то, что в теории горизонт событий чёрной дыры может быстро расширить собственную площадь — чуть ли не до бесконечности. А вот появляется ли наряду с этим у ЧД «фрактальная кожа» — пока не весьма светло…

Пол Чеслер (Paul Chesler) из Гарвардского университета (США) посредством сотрудников взялся узнать, как как раз ведёт себя обычная чёрная дыра (ЧД) за трапезой.

Выводы необыкновенны: похоже, при определённых условиях площадь поверхности ЧД на протяжении этого процесса может стремиться к бесконечности.

Сверхмассивная чёрная дыра (СМЧД), располагающаяся в центре каждой галактики, решающим образом воздействует на развитие сгрудившихся около неё миллиардов звёзд и, по сути, определяет движение галактической эволюции — причём как раз при поглощении окружающей материи и выплёвывании её «излишков». Но вот как конкретно это происходит — вопрос.

Иные ЧД продолжительно по большому счету ничего не поглощают, а другие, наоборот, пожирают газ так деятельно, что их окрестности хорошо видно (не в оптическом, ясно, диапазоне) за миллиарды световых лет. Разумеется, питаться они смогут по-различному. Но что именно регулирует интенсивность этого процесса?

Рис. 1. В случае если на месте каждого фрагмента «поверхности» горизонта событий будет образовываться ещё более небольшая самоподобная фигура, то теоретически площадь горизонта в таких условиях может устремиться к бесконечности. (Иллюстрация Wikimedia Cоmmons.)

Несколько г-на Чеслера применяла тот факт, что с математической точки зрения уравнения эйнштейновской ОТО, затрагивающие поведение гравитации недалеко от чёрных дыр, и уравнения гидродинамики достаточно близки. Учёные попытались приложить анализ турбулентности (один из разделов гидродинамики) к условиям окрестностей ЧД, применив суперкомпьютеры — в противном случае реалистичные модели потребовали бы через чур долгой обработки.

Разрешив моделям «турбулентности» развиваться в симулируемых чёрных дырах продолжительнее, авторы работы поняли, что поверхность ЧД в таких условиях стала приобретать черты поверхностности, сложенной из фракталов — элементов, владеющих свойством самоподобия (другими словами таких, одна из частей которых подобна всему множеству). Поверхность ЧД развивалась в сложные элементы, площадь которых всегда увеличивалась, что, согласно мнению ученых, было следствием самоорганизации на её горизонте событий неизменно усложняющейся фрактальной поверхности, всё более геометрически изощрённой. В теории моделируемая чёрная дыра должна была всё действеннее поглощать материю, поскольку её «трапеза» связана с поверхностью горизонта событий ЧД.

Очевидно, учёные трудились с довольно «лёгкими» моделями чёрных дыр, в которых многие моменты были существенно упрощены (в противном случае вычисления были бы вечными). Исходя из этого не весьма светло, до какой как раз степени такое поведение реально характерно поглощающим материю ЧД. Определённо возможно сообщить только то, что, будь площадь их горизонта событий столь скоро разрастающейся, скорость роста ЧД при неких условиях достигла бы очень большого значения.

Но, в ранней истории Вселенной что-то подобное и происходило.

Одновременно с этим современные СМЧД наподобие той, что находится в центре отечественной Галактики, имеют относительно умеренный аппетит, и количество материи, которое они смогут поглотить в единицу времени, в соответствии с более ранним изучениям, выглядит достаточно жёстко лимитированным.

Отчёт об изучении размещён в издании Physical Review Letters.

Случайные записи:

• Томская область может стать площадкой для создания инновационной обсерватории
• Йодид предотвратит опасные последствия сердечных приступов

Как Выглядит Черная Дыра Изнутри

Похожие статьи, которые вам понравятся:

• Песня чёрной дыры

  Неестественная чёрная дыра симулирует излучение Хокинга посредством звуковых частиц. Чёрные дыры – сердца спиральных галактик – постоянно интригуют…

• Как опознать черную дыру

  Предложен метод отличить черные дыры от вторых объектов с сильным гравитационным полем. На данный момент астрофизики уверены в существовании в космосе…

• Прогулка почерной дыре

  Шансы на выживание Имеется ли у команды «Тьмы» настоящий шанс не только выжить, но и пробраться в иное мироздание? Увы, вероятнее это лишь математическая…

• Что случится, если вы попадете в черную дыру?

  В то время, когда Алиса попадает в кроличью нору, она испытывает множество разных чувств и с ней происходит много неожиданных вещей. Она делается то…