Имитация извлечения кинетической энергии из черной дыры Керра-Ньюмана

Имитация извлечения кинетической энергии из черной дыры Керра-Ньюмана

Автор: Измайлов Г.Н., Озолин В.В.

Журнал: Пространство, время и фундаментальные взаимодействия @stfi

Рубрика: Гравитация, космология и фундаментальные поля

Статья в выпуске: 3-4 (44-45), 2023 года.

Бесплатный доступ

Рассматриваются некоторых теоретические и экспериментальные методы исследования преобразования кинетической энергии черной дыры в энергию релятивистских струй ионизованного газа, генерируемых заряженной вращающейся черной дырой после поглощения ею звездного вещества. Показан аналог эффекта увлечения системы отсчета при ее поступательном движении, который связан с явлением гравитомагнетизма при вращении массы. Сопоставлены уравнения Максвелла для электромагнитного поля и уравнения гравитационного поля, создаваемого не только поступательным движением массы, но и ее вращением. Показана экспериментальная достоверность эффекта Лензе - Тирринга в случае медленных вращений. Обращено внимание на эффекты влияния быстрых вращений массивных объектов (черных дыр) на движение пробных частиц. Представлены различные механизмы преобразования, в которых эффективность преобразования высока, и отсутствуют побочные отходы. Указана аналогия энергетики преобразования потенциальной энергии водяной струи в кинетическую энергию вращения гидротурбины энергетике исследуемых космических процессов. Отмечена как теоретическая, так и практическая значимость исследований.

Еще

Гравитомагнетизм, черная дыра, метрика керра-ньюмана, релятивистские струи, плазма, эффективность трансформации энергии

Короткий адрес: https://sciup.org/142240751

IDR: 142240751   |   DOI: 10.17238/issn2226-8812.2023.3-4.133-146

Список литературы Имитация извлечения кинетической энергии из черной дыры Керра-Ньюмана

  • Мизнер Ч., Торн К., Уилер Дж. Гравитация. М.: Изд. Мир. Редакция литературы по физике. Т. 3. С. 218. 510 с.; 1977. Misner C.W., Thorne K.S. and Wheeler J.A., Gravitation. San Francisco: W. H. Freeman and Co.; 1973.
  • Фейнман Р.Ф., Мориниго Ф.Б., Вагнер У.Г. Фейнмановские лекции по гравитации. под ред. Б. Хатфилда. Введение Дж. Прескилла и К.С. Торна, пер. с англ. А.Ф. Захарова М.: Янус-К; 2000. ISBN 5-8037-0049-5; Feynman R.P., F.B. Morinigo, W.G.Wagner, B. Hatfield (ed.) with foreword by J. Preskill and K.S. Thorne. Feynman Lectures on Gravitation. AddisonWesley Publishing Company. Advanced Book Program.
  • B.Schutz. Gravity from the Ground Up: An Introductory Guide to Gravity and General Relativity (Reprint ed.). Cambridge: Cambridge University Press; 2004. ISBN 0-521-45506-5.
  • Фейнман Р., Лейтон Р., Сэндс М. Фейнмановские лекции по физике. т.4 Электродинамика. М.: Изд. АСТ; 2022. ISBN 9785171130121; Feynman R.P., Leighton R.B., Sands M.L. The Feynman Lectures on Physics. Addison-Wesley revised and extended edition in 2005. ISBN 978-0-465-02529-9.
  • Iorio, L. A comment on "A test of general relativity using the LARES and LAGEOS satellites and a GRACE Earth gravity model. Measurement of Earth’s dragging of inertial frames,"by I. Ciufolini et al. The European Physical Journal C. 2017; 77 (2): p.73. arXiv:1701.06474. Bibcode:2017EPJC...77...73I. doi:10.1140/epjc/s10052-017-4607-1. S2CID 118945777
  • Everitt, C.W.T. et al. Gravity Probe B: Final Results of a Space Experiment to Test General Relativity. Physical Review Letters. 2011; 106 (22): p. 221101. arXiv:1105.3456. Bibcode:2011PhRvL.106v1101E. doi:10.1103/PhysRevLett.106.221101. PMID 21702590. S2CID 11878715.
  • Cartlidge, E. Underground ring lasers will put general relativity to the test. Physicsworld.com. Institute of Physics. 2016; Retrieved 2 July 2017.
  • O’Shaughnessy R., Gerosa D., and Wysocki D. Inferences about Supernova Physics from Gravitational-Wave Measurements: GW151226 Spin Misalignment as an Indicator of Strong Black- Hole Natal Kicks. Phys Rev Lett. 2017;119: p. 011101.
  • First M87 Event Horizon Telescope results. The Astrophysical Journal Letters. 2019; 875 (1).
  • Black Hole Unmasked: Astronomers Capture First Image of Accretion Ring and Relativistic Jet. SciTechDaily. 2023; CAS.
  • Penrose R. and Floyd R. M., Extraction of Rotational Energy from a Black Hole. Nature Physical Science. 1971; 229: p.177-185.
  • Begelman M. C., Blandford R. D. and Rees M. J., Theory of extragalactic radio sources. Rev. Mod. Phys. 1984; 56: p. 255-68. doi:https://doi.org/10.1103/RevModPhys.56.255.
  • R.K. Williams. Collimated escaping vortical polar e?e+ jets intrinsically produced by rotating black holes and Penrose processes. The Astrophysical Journal. 2004; 611 (2): p. 952-963. arXiv:astroph/0404135. Bibcode:2004ApJ...611..952W. doi:10.1086/422304. S2CID 1350543.
  • Bardeen J. M. and Petterson J. A., The Lense-Thirring Effect and Accretion Disks around Kerr Black Holes. Astrophys. J. Letter. 1975;195: p. 65-77. doi: 10.1086/181711.
  • Бобошина C.Б., Измайлов Г.Н.. Физические основы механики с приложениями к аэрокосмическим задачам.- М.: ЛЕЛАНД, 2020, 202 с. ISBN 978-5-97106740-5. Boboshina S.B., G.N. Izma¨ılov. Fizicheskie osnovy mechaniki s prilozheniyami k aerokosmicheskim zadacham. Moscow: URSS; 2019. (in RUSSIAN).
  • Hartle, J.D. Gravity: An Introduction to Einstein’s General Relativity. San Francisco: Addison Wesley; 2003. 582 p. ISBN 0-8053-8662-9.
  • Comisso L. and Asenjo F. A.. Magnetic reconnection as a mechanism for energy extraction from rotating black holes. Phys. Rev. D. 2002; 103: 023014.
  • Прист Э., Форбс Т. Магнитное пересоединение. Магнитогидродинамическая теория и приложения. М: ФИЗМАТЛИТ; 2005. - 592 с. ISBN 5-9221-0502-74; Priest E., Terry Forbes. Magnetic Reconnection. MHD Theory and Applications. Cambridge: Cambridge University Press; 2000. ISBN0-521-48179-1.
  • Liu, T. Massive black holes flaring up time and again. Nat Astron. 2021; 5: S.438-439. https://doi.org/10.1038/s41550-021-01366-4.
  • Miniutti, G., Saxton, R.D., Giustini, M. et al. Nine-hour X-ray quasi-periodic eruptions from a low-mass black hole galactic nucleus. Nature. 2019; 573: S. 381-384. https://doi.org/10.1038/s41586-019-1556-x.
  • Hertog Th. On the Origin of Time: Stephen Hawking’s Final Theory. Bantam, ISBN-13:978-0593128442.
  • Shatskii, A.A. Unipolar induction of a magnetized accretion disk around a black hole. Astron. Lett. 2003; 29: S. 153-157. https://doi.org/10.1134/1.1558153/
  • https://en.wikipedia.org/wiki/Francis-turbine/
  • https://testbook.com/mechanical-engineering/francis-turbine/ .
  • Abramowicz M. A. and Fragile P. Chris. Foundations of Black Hole Accretion Disk Theory. Living Rev. Relativity. 2013: 16. http://www.livingreviews.org/lrr-2013-1.
  • Головашкин А.И., Жерихина Л.Н., Цховребов А.М., Измайлов Г.Н., Озолин В.В. Обычные СКВИД-интерферометры и интерферометры на волнах материи в сверхтекучем гелии: роль квантовых флуктуаций. ЖЭТФ. 2010: 138. вып. 2(8). С.373-380. Golovashkin A.I., Zherikhina L.N., Tskhovrebov A.M., Izma¨ılov G.N., Ozolin V.V. Obychnye SKVID-interferometry i interferometry na volnakh materii v sverkh tekuchem helii: rol’kvantovykh fluktuatsii, JETPh. 2010:138. iss. 2(8). S.373-380.
  • Izmailov G.N. To the possibility of using clocks in gravitational antenna network. J. Phys.: Conf. Series. 2019. 1348 Р.012005 doi:10.1088/1742-6596/1348/1/012005.
  • Жерихина Л.Н., Измайлов Г.Н., Озолин В.В.Возможности использования эффектов ОТО в космической навигации. Альманах современной метрологии. 2020: No 4 (24). С.24-35. Zherikhina L.N., Izma¨ılov G.N., Ozolin V.V. Vozmozhnosti ispolzovaniya effectov OTO v kosmicheckoi navigatsii. Almanakh sovremennoi metrologii. 2020: №4 (24). S. 24-35.
  • Vernet M. et al, Angular Momentum Transport by Keplerian Turbulence in Liquid Metals. Physical Review Letters. 2022. doi: 10.1103/PhysRevLett.129.074501.
  • Valenzuela-Villaseca V. et al, Characterization of Quasi-Keplerian, Differentially Rotating, Free-Boundary Laboratory Plasmas. Physical Review Letters. 2023; 130: S. 195101. doi: https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.130.195101.
Еще
Статья научная
QR-код для установки приложения SciUp Наведите камеру и скачайте бесплатное приложение SciUp