• Новости
  • Наука
  • Учёные обнаружили новый способ получения энергии чёрной дырой
Нейросеть

Учёные обнаружили новый способ получения энергии чёрной дырой

Учёные обнаружили новый способ получения энергии чёрной дырой Исследование, опубликованное на сайте arXiv, предполагает существование дополнительного механизма извлечения энергии из чёрных дыр, помимо известного механизма Пенроуза. Вращение чёрной дыры искажает пространство-время вокруг себя, влияя на движение объектов.

Даже если объект свободно падает в чёрную дыру, его траектория искривляется из-за увлечения инерциальных систем отсчёта. Это заставляет объект двигаться по орбитальной траектории с нарастающей скоростью.

В результате чёрная дыра передаёт часть своей энергии вращения объекту, что является частью механизма Пенроуза. Однако учёные обнаружили, что аккреционный диск, состоящий из ионизированного газа и пыли, также может генерировать энергию.

Аккреционный диск вращается, создавая мощное магнитное поле. Увлечение инерциальных систем отсчёта влияет на разные части диска: внутренняя часть движется быстрее, чем ожидалось, а внешняя — медленнее.

Это создаёт относительное движение ионизированной материи относительно магнитного поля. Такое взаимодействие вызывает эффект динамо, при котором дополнительная энергия передаётся от вращающейся чёрной дыры к диску.

Это усиливает электромагнитную активность системы, генерируя больше энергии, чем предсказывалось ранее. Хотя влияние увлечения инерциальных систем отсчёта незначительно для чёрных дыр звёздной массы, оно становится важным для сверхмассивных чёрных дыр.

Именно в этих случаях эффект достаточно велик, чтобы можно было наблюдать его проявление в квазарах и анализировать энергетические спектры, где видны разрывы и аномалии. Это открытие помогает объяснить, каким образом чёрные дыры и квазары генерируют огромное количество энергии, наблюдаемой астрономами.

Лента ру

Свяжи газировку и бездействие с печенью
Индийские исследователи, использовавшие искусственный интеллект для анализа данных о питании и образе жизни, обнаружили связь между употреблением сладкой газировки, недостатком физической активности и риском развития жировой болезни печени.

Их работа опубликована в журнале Frontiers in Nutrition. В исследовании приняли участие 18 506 взрослых жителей Южной Кореи, данные о которых были собраны в 2008–2011 годах.

Учёные оценили рацион участников, их привычки в употреблении фастфуда и газировки, уровень физической активности, а также показатели здоровья печени. У 20,9 % обследованных были выявлены признаки неалкогольной жировой болезни печени.

Оказалось, что употребление сладкой газировки связано с повышением вероятности заболевания. При увеличении потребления газировки на одно стандартное отклонение риск возрастал примерно на 11 %.

Недостаток физической активности также негативно влиял на здоровье печени. У мужчин малоподвижный образ жизни сопровождался повышением вероятности высокого уровня печёночного фермента АЛТ примерно на 20 %.

При этом содержание жиров и углеводов в рационе не показало значимой связи с заболеванием. Учёные также обнаружили, что информация о питании почти не улучшала точность прогнозирования жировой болезни печени по сравнению с данными о возрасте и образе жизни.

Авторы исследования считают, что сладкие напитки и недостаток движения могут быть важными факторами, влияющими на здоровье печени.

Лента ру

Удерживают позитрон
У каждой частицы есть антипод из антивещества, и при встрече они аннигилируют.

Почему в нашей Вселенной преобладает материя — это загадка, которую усложняет склонность античастиц взаимодействовать с частицами. Однако учёным из американского университета удалось удержать позитрон в криогенной сверхпроводящей вакуумной ловушке на несколько месяцев.

Это прорыв, который открывает новые возможности для исследований. «Самая большая проблема — убедить позитрон, выброшенный из ядра при радиоактивном распаде с высокой энергией, замедлиться настолько, чтобы его можно было захватить», — объясняет физик Джеральд Габриэльс.

Чтобы аннигилировать, позитрону достаточно столкнуться с электроном, а электроны есть повсюду. Электромагнитная ловушка может удерживать частицу в вакууме, но главная сложность — остановить частицу после распада.

Команда Тома Майерса использовала радиоактивный изотоп натрия, который испускает позитроны с энергией около 546 килоэлектронвольт — это примерно 88% скорости света. Чтобы замедлить позитроны, их пропускали через монокристалл вольфрама: положительный заряд частиц взаимодействовал с электронами кристалла, передавая ему кинетическую энергию.

Большинство позитронов аннигилировало, но некоторые выживали и выходили замедленными, сцепленными с электроном — так получался позитроний. В этом состоянии электрон и позитрон удерживаются на расстоянии, что позволяет задержать аннигиляцию и доставить позитрон в «плен».

Ловушка Пеннинга использует электрические и магнитные поля, удерживая частицу без касания стенок. При температуре 300 милликельвинах позитрон остаётся изолированным.

«Мы включаем детектор и ждём. В конце концов видим электрический сигнал от захваченного позитрона.

Затем извлекаем радиоактивный источник», — отмечает Габриэльс. Удерживание позитрона несколько месяцев — это только начало.

Учёным нужно было управлять его движением с невероятной точностью. В магнитном поле позитрон движется крошечными кругами — циклотронное движение.

Охлаждая его до наименьшей квантовой энергии, исследователи микроволнами перемещали его между энергетическими уровнями по одному кванту за раз и обнаруживали изменения, не нарушая квантовых состояний. Зачем ловить позитрон?

Одна из причин — принцип CPT-симметрии. Заряд, чётность и обращение времени при совместном применении должны оставлять законы физики неизменными.

Следствие — частицы и античастицы должны обладать некоторыми точно совпадающими свойствами. Электрон и позитрон обладают магнитным моментом: одинаковой величиной, но противоположным знаком.

Магнитный момент электрона измерен с поразительной точностью, и теперь Габриэльс надеется сделать то же с позитроном. «Если величины совпадут, это будет наиболее точным подтверждением CPT-инвариантности Стандартной модели — самого фундаментального описания физической реальности», — заключают физики.

Московский комсомолец

Выясни связь дневного сна с риском смерти
Международная группа учёных выяснила, что регулярный дневной сон продолжительностью более часа связан с повышенным риском смерти у пожилых людей.

Исследование опубликовано в журнале Sleep Health. Специалисты изучили данные 4447 жителей Вьетнама, средний возраст которых составлял около 70 лет.

За участниками наблюдали в течение четырёх лет, оценивая продолжительность и регулярность дневного сна, а также качество ночного отдыха. За это время спасти не удалось 514 человек.

Оказалось, что у людей, которые регулярно спали днём по часу и более, вероятность смерти была на 39 процентов выше, чем у тех, кто не спал днём. Эта связь сохранялась даже после учёта качества ночного сна и других факторов.

Короткий дневной сон продолжительностью менее 30 минут и отдых от 30 до 59 минут не показали значимой связи с повышенным риском смерти. Учёные также обнаружили, что качество ночного сна влияло на связь между дневным отдыхом и смертностью.

Однако у людей, регулярно спавших днём более часа, повышенный риск сохранялся независимо от того, насколько хорошо они спали ночью. Авторы считают, что продолжительный дневной сон может быть признаком проблем со здоровьем у пожилых людей.

При этом исследование не доказывает, что именно дневной сон повышает риск смерти: он может отражать уже существующие нарушения в организме.

Лента ру

Вирус герпеса изменяет работу иммунных клеток мозга
Учёные из США выяснили, что вирус простого герпеса первого типа (HSV-1), вызывающий высыпания на губах, может изменять работу иммунных клеток головного мозга и усиливать воспаление.

Результаты исследования опубликованы в журнале PLOS Pathogens. Специалисты изучали влияние вируса герпеса на мозг при заражении через нос.

Для этого они использовали экспериментальную модель инфекции и современные методы анализа активности генов. Эти методы позволяют отслеживать изменения в отдельных клетках и участках мозговой ткани.

Оказалось, что вирус изменяет работу микроглии — иммунных клеток, защищающих мозг от инфекций и повреждений. После заражения количество клеток, активно реагирующих на интерфероны (белки, участвующие в противовирусной защите организма), увеличилось.

В то же время активность генов, необходимых для поддержания нормального состояния микроглии, снизилась. Особенно заметные изменения наблюдались в отдельных участках ствола мозга, где были обнаружены следы вируса.

Кроме того, в поражённых областях усиливалась активность астроцитов — клеток, поддерживающих работу нейронов и участвующих в воспалительных процессах. Авторы исследования считают, что обнаруженные изменения могут объяснять, как вирус герпеса поддерживает воспаление в нервной системе и потенциально повышает её уязвимость к нейродегенеративным заболеваниям.

Лента ру