Студенты с кафедры астрономии и физики Лестерского университета представили фантастическую ситуацию, в которой Земля вращается вокруг черной дыры средних размеров, по массе в тысячу раз превосходящей исчезнувшее Солнце.
Известно, что при вращении спутника вокруг объекта большей массы на ближнюю к центру орбиты сторону спутника и на удаленную действует разная по величине сила притяжения, и между сторонами спутника возникает гравитационный потенциал — энергия, приводящая к деформации вещества, составляющего небесное тело. В случае, когда поверхность составлена жидким материалом, возникают приливно-отливные явления (как на Земле), в случае деформации твердых пород проявляются вулканические явления (как на спутнике Юпитера Ио). Студенты-физики решили рассчитать, сможет ли приливная энергия, которая возникнет от гравитационного взаимодействия Земли и черной дыры, компенсировать энергию Солнца — 1,74×10¹⁵ Вт.
Для начала исследователи рассчитали новый период обращения Земли вокруг черной дыры, заменившей собой Солнце, пользуясь третьим законом Кеплера. Согласно этому закону, период вращения планеты зависит от величины оси орбиты вращения, а также массы звезды и массы вращающейся вокруг нее планеты. Полученное число — 9,92×10⁵ секунд — в пересчете на сутки дает головокружительный период обращения: Земля будет совершать полный оборот вокруг черной дыры за 11 с половиной дней.
Далее, по формуле энергии приливного нагревания, куда входит уже рассчитанный период обращения, а также показатели твердости небесного тела, его радиус и способность рассеивать тепло, студенты-физики получили меру тепла, которое наша планета будет получать от черной дыры. Она составила 1,47×10⁷ Вт. Это в десять миллиардов раз меньше того количества тепла, которое планета получает от Солнца в настоящее время.
Разница говорит о том, что приливное нагревание не сможет компенсировать отсутствие солнечной энергии и, значит, температура на планете будет значительно ниже при условии, что человечество не найдет способ поднять глобальную температуру.
Ученые предлагают продолжить исследования в этом направлении, чтобы выяснить, черная дыра каких размеров сможет заменить собой Солнце, выдавая достаточное количество энергии через приливное нагревание.
Исследование описано в журнале Journal of Physics Special Topics, где студенты-физики могут дать волю своей фантазии и вынести на суд общественности свои самые невероятные идеи в строгой научной форме.
О настоящих ближайших открытиях в астрономии, темной материи и сверхмассивных черных дырах читайте в материале «Чердака».
