Регистрация Войти
Вход на сайт

Ученые сравнили океаны с черными дырами космоса

25 сентября 2013 21:00

Ученые сравнили океаны с черными дырами космосаПо мнению ученых из ETH Zurich и Майамского университета, некоторые из крупнейших океанов на Земле эквивалентны математически черным дырам космоса. Океанические вихри так плотно защищены круговыми траекториями воды, что захватывают все, что в них попадает, и уже не отпускают. Черные дыры в космосе — объекты с такой большой массой, что даже свет не может избежать поглощения черной дырой. На определенной критической дистанции луч свет не обходит по спирали черную дыру. Напротив, он резко огибает ее и возвращается в исходное положение, создавая круговую орбиту. Барьер, сформированный световыми орбитами, называется фотонной сферой в рамках ОТО Эйнштейна.

Теплая зима в Северной Европе держится благодаря Гольфстриму, который охватывает ряд океанических течений, влияющих на климат по всему миру. Кроме того, наш климат подвергается влиянию огромных вихрей свыше 150 км в диаметре, которые вращаются и плывут через океаны. Их число, как сообщают данные с Южного океана, повышает уровень транспорта теплой и соленой воды на север. Что примечательно, это может смягчить негативные последствия таяния морского льда из-за потепления климата.

Стоит отметить, ученые не смогли посчитать это влияние, потому что точные границы закрученных водяных тел невозможно зафиксировать. Джордж Халлер, профессор нелинейной динамики в ETH Zurich, и Франциско Берон-Вера, исследователь-океанограф из Университета Майами, придумали решение этой проблемы. Они разработали новый математический метод, чтобы найти переносящие воду вихри с когерентными границами.

Проблема поиска таких вихрей в том, чтобы точно определить когерентные островки воды в бушующем океане. Вращение и дрейф воды кажется хаотичным наблюдателю как внутри, так и вне вихря. Халлер и Берон-Вера смогли навести порядок в этом хаосе, выделив когерентные островки воды из последовательных наблюдений со спутника. К их удивлению, когерентные вихри математически оказались эквивалентными черным дырам.

Халлер и Берон-Вера обнаружили похожие закрытые барьеры вокруг отдельного океанического вихря. В этих барьерах частицы жидкости двигаются в замкнутых петлях — по аналогии со светом в фотонной сфере. И как в черной дыре, ничто не может вырваться из этих петель, даже вода.

Именно эти барьеры помогают определить когерентные океанические вихри в огромном объеме доступных данных. По Халлеру, сам факт, что такие когерентные водяные орбиты существуют среди сложных океанических течений, вызывает удивление.

Поскольку подобные черным дырам океанические вихри стабильны, они действуют так же, как транспортное средство — не только для микроорганизмов типа планктона или инородных тел вроде пластиковых отходов или нефти, но также для теплой и соленой воды, которая отличается от окружающей воды по характеристикам. Халлер и Берон-Вера проверили эти наблюдения на Игольном Кольце, группе океанических вихрей, которые регулярно возникают в Южном океане и транспортируют теплую и соленую воду к северо-западу. Ученые определили семь колец нужного типа, которые транспортируют водоемы без утечек в течение года.

Халлер указывает, что подобные когерентные вихри существуют в комплексах других сложных потоков за пределами океана. В этом смысле многие вихри могут быть похожи на черные дыры также. Даже Большое Красное Пятно, стационарный шторм на планете Юпитер, может быть ярчайшим примером вихря типа черной дыры. «Математики пытались понять такие своеобразно когерентные вихри в турбулентных потоках на протяжении очень долгого времени», — объясняет Халлер.

hi-news.ru


Рейтинг статьи:
Уважаемый посетитель, Вы зашли на сайт как незарегистрированный пользователь. Мы рекомендуем Вам зарегистрироваться либо зайти на сайт под своим именем.
Оставить комментарий
Ваше имя: *
Ваш e-mail: *
Текст комментария:
Полужирный Наклонный текст Подчёркнутый текст Зачёркнутый текст | Выравнивание по левому краю По центру Выравнивание по правому краю | Вставка смайликов Выбор цвета | Скрытый текст Вставка цитаты Преобразовать выбранный текст из транслитерации в кириллицу Вставка спойлера
Код: Включите эту картинку для отображения кода безопасности
обновить, если не виден код
Введите код: