Что общего у капли воды, черной дыры и атома? Вопрос похож на неразрешимую загадку из «Алисы в Стране Чудес» — «Чем ворон похож на письменный стол?» Но это не так: вращаясь в падении, капли воды могут многое рассказать о динамике процессов и на космологическом, и на субатомном масштабе.

Группа британских ученых, возглавляемая профессором Лоуренсом Ивсом (Laurence Eaves), обратились к капле воды потому, что силы поверхностного натяжения, удерживающие ее в целости, можно использовать, как аналог других сил, действующих в других объектах, от атома до черной дыры. Взять те же черные дыры: их условную границу образует так называемый горизонт событий, условная линия, ближе которой скорость соскальзывания пространства-времени вглубь черной дыры превышает скорость света. Иначе говоря, ни о каком событии, происходящим дальше этой черты, мы никак не можем получить непосредственной информации. В некоторых теоретических моделях горизонт событий рассматривается по аналогии с протяженной «мембраной», окружающей черную дыру и испытывающей своего рода «поверхностное натяжение».

На практике использовать этот подход помогло явление диамагнетизма, «намагничивание» вещества под действием внешнего магнитного поля. Этим свойством обладают все вещества, оно слабое, но вполне реальное и при наличии подходящей аппаратуры может регистрироваться. Итак, под влиянием приложенного магнитного поля в капле появляется собственное противоположно направленное слабое магнитное поле. В случае с каплей это намагничивание можно сделать достаточно мощным, чтобы оно противостояло гравитации и удерживало каплю, будто «левитирующую» в воздухе. А добавление к этой системе пары электродов, создавших дополнительное электромагнитное поле, заставило каплю еще и вращаться.

По оценке ученых, сантиметровую каплю удалось раскрутить до скорости 3 об./с. При этом форма ее стала очень странной: капля образовала ярко выраженный треугольник и оставалась стабильно в этом виде. При других скоростях капля принимала иные формы: цилиндрическую, квадратную, пятиугольную и так далее. Подобного еще не удавалось наблюдать ни в одной лаборатории мира, хотя теоретически этот эффект был предсказан чуть ли не век назад.

Простая и удобная методика — первый шаг на пути, в конце которого — новые открытия о быстро вращающихся черных дырах… Может, и они представляют собой треугольные или даже квадратные структуры? Поживем — увидим.

Мы, кстати, уже рассказывали о весьма похожих исследованиях, во время которых ученые моделировали некоторые аспекты жизни черных дыр. Читайте: «Жидкая модель».

По публикации New Scientist Space