Science Slam завершился победой ученого СПбГУ

Антон Шейкин, старший преподаватель СПбГУ (кафедра физики высоких энергий и элементарных частиц), стал победителем в соревновании молодых ученых Science Slam, рассказав о том, как устроены «черные дыры».

Словосочетание «черная дыра» для многих звучит пугающе. Объект, соответствующий данному термину, обладает странными и загадочными свойствами: он поглощает все падающие на него тела и не выпускает ничего наружу. В своем выступлении Антон Шейкин показал, что в действительности черная дыра является удивительно простым объектом — правда, только с точки зрения математики.

Впервые свойства пространства, искривленного полем точечной массы, описал немецкий астроном Карл Шварцшильд. В честь него назван радиус Шварцшильда — расстояние, подлетев на которое к точечной массе, наблюдатель никогда не сможет вернуться обратно. Термин «черная дыра» для таких объектов ввел в оборот Джон Уилер, американский физик-теоретик, изучавший конечные стадии эволюции звезд, когда звездная материя, не в силах сопротивляться гравитационному сжатию, коллапсирует в точку. Уилер также предложил «теорему об отсутствии волос», согласно которой черная дыра в общей теории относительности может иметь всего три характеристики — массу, заряд и спин, подобно тому, как лысому человеку нельзя приписать цвета волос, длины волос или прически, а можно лишь наличие лысины.

В заключительной части доклада, посвященной описанию падения наблюдателя на черную дыру, спикер сравнил это падение с путешествием рыбки по водопаду (такое сравнение впервые было предложено американскими учеными Гамильтоном и Лайэллом). Рыбку к центру водопада увлекает течение воды, а наблюдателя к черной дыре — геометрия пространства. Собственные исследования Антона Шейкина, посвященные описанию черных дыр в терминах поверхностей, вложенных в плоское объемлющее пространство, позволяют обосновать эту аналогию, показывая, в частности, что точка поверхности, соответствующая черной дыре, действительно движется тем быстрее, чем ближе она к центру. Это ограничивает возможность передвижения по данной поверхности согласно постулату о невозможности сверхсветового перемещения физических тел. Отметим, что вложение искривленных пространств с целью визуализации их свойств все чаще применяется в научной и научно-популярной литературе. В частности, лауреат Нобелевской премии 2017 года и научный консультант фильма «Интерстеллар» Кип Торн в своей книге «The Science of Interstellar» использует поверхности вложения, чтобы проиллюстрировать различные свойства пространства в окрестности черной дыры.

Соревнования проходили в Санкт-Петербурге 24 октября 2018 года. Отметим, что это не первая победа выпускников-физиков, специализировавшихся на кафедре физики высоких энергий и элементарных частиц. Ранее трижды победителем Science Slam становился Андрей Серяков, сотрудник СПбГУ (Лаборатория сверхвысоких энергий), он представлял исследования на Большом адронном коллайдере.

 

  • Просмотров: 333