Физики из Швейцарской высшей института и технической школы Цюриха Майами описали математическое сходство водяных чёрных дыр и вихрей. Исследователи также смогли найти в Атлантике вихри, которые удовлетворяют предложенной ими модели; открытие таких океанических темных дыр разрешает объяснить круговорот плавающего на поверхности моря мусора. Подробности приводятся в препринте статьи, публикация которой ожидается на страничках Journal of Fluid Mechanics.Аналогия меж астрофизическими объектами и потоками воды базирована на применении 2-мя разделами физики – неспециализированной теории относительности и механикой целых сред – похожего математического аппарата.
Специалисты по гравитации оперируют искривлением пространства-времени и так именуемым тензором кривизны, а изучающие гидродинамические явления физики инициативно используют для описания перемещения какой-нибудь деформируемой среды тензор деформации.
Оба тензора, в случае если отвлечься от строго математического определения, являются наборами чисел, характеризующие геометрические характеристики объекта: при с гидравликой ими высказывают сжатие/растяжение/перекос выделенного из среды кубика, а при с гравитацией физики обрисовывают тензором искривление самого пространства-времени.Ученые направили внимание на то, что с математической точки зрения уравнения, обрисовывающие вихри на поверхности океана, ничем не отличаются от уравнений, обрисовывающих искривление пространства-времени около темных дыр (с поправкой на то, что поверхность моря плоская). Это наблюдение, как вычисляют сами создатели, выходит за рамки просто занимательной аналогии, так как носит не умозрительный, а практический характер.Исследователи обратились к данным о истинной картине приповерхностных потоков в Атлантике и им удалось найти пару образований, подпадающих под предложенное физиками описание. Согласно воззрению ученых, подобные вихри отчасти напоминают обрисованные в рассказе Эдгара По "Низвержение в Мальстрем".
Создатели научной статьи даже демонстрируют на подмеченное писателем более важное свойство водяного вихря: "Водоворот этот был опоясан широкой полосой сверкающей пены; но ни один клочок этой пены не залетал в пасть страшной воронки" (цитата в переводе М.Богословской). Из уравнений, проанализированных профессионалами, направляться существование около вихря мертвой местности, в какой подхваченные ей предметы могут оставаться неограниченно длительно.Свойство захватывать плавающие объекты может играть более значимую роль в переносе плавающего в море мусора и ее необходимо учесть при моделировании процесса загрязнения Мирового океана.
Кроме этого, работа ученых может применяеться в астрофизике, при этом совсем не для описания темных дыр. Исследователи обращают свое внимание на то, что Огромное красноватое пятно на Юпитере есть длительным вихрем в верхних слоях воздуха планетки и что, полностью может быть, его может быть корректно описать как самую известную "черную дыру" Нашей системы.