Учени създадоха симулатор на черна и бяла дупка – той ще помогне за създаването на електрониката на бъдещето и не само

Далечните и неразбираеми черни дупки е трудно да се разглеждат като обекти за активни експерименти, затова за лабораторни експерименти учените са създали оптичен аналог на черна дупка и дори хипотетична бяла дупка. Разработеното устройство се държи като черна/бяла дупка – поглъща или отразява светлината в зависимост от поляризацията. То би могло да помогне при изучаването на космически явления и създаването на бъдещи технологии.

В общата теория на относителността на Айнщайн черните дупки са известни със способността си да поглъщат светлина и материя, като изкривяват пространство-времето и създават граница, отвъд която дори светлината не може да напусне черната дупка. Строго погледнато, черните дупки все още се смятат за хипотетични обекти, въпреки че няма съмнение за тяхното съществуване. Белите дупки, за които се предполага, че не позволяват на светлината и материята да влязат в тях са известни единствено като теоретични конструкции, които „съществуват“ в решенията на уравненията на Айнщайн.

Екип от изследователи от Университета в Саутхемптън е разработил революционно оптично устройство, което симулира едновременно физиката на черните дупки и техния мистериозен близнак – белите дупки, но само в оптичния диапазон. Реалната гравитация на черните дупки остава невъзможна за възпроизвеждане в лабораторни условия.

Тези „оптични аналози“ използват принципа на кохерентното съвършено поглъщане, за да поглъщат или отразяват светлината в зависимост от поляризацията – точно както черните дупки поглъщат материята, а хипотетичните бели дупки я излъчват. Това открива нови възможности за изучаване на далечни космически явления в лабораторни условия и за разработване на съвременни технологии, като например системи за преобразуване на енергия и стелт материали.

Чрез формиране на стояща вълна и насочването ѝ към ултратънък поглъщащ материал устройството може да поглъща почти цялата светлина или да я пропуска през себе си – имитирайки поведението на черните дупки или предполагаемото отразяващо поведение на белите дупки. По същество това е лабораторна система, която може да улавя или отблъсква светлината в зависимост от нейната поляризация.

Външно устройството представлява двойна призма с тънък слой в средата. Този слой имитира оптичното поведение на черна и бяла дупка и го прави математически точно. Това означава, че вече е възможно да се провеждат експерименти, които възпроизвеждат поведението на реални астрофизични обекти.

Експериментите, проведени от изследователския екип потвърдиха, че концепцията работи: устройството контролира електромагнитните вълни по такъв начин, че действително отразява поведението на гравитационните черни и бели дупки. Симулациите показаха отсъствие на отражение от устройството – както в случая на аналога на черна дупка и образуване на стоящи вълни поради интерференция на падащата и отразената светлина, както в случая на бяла дупка.