Prva laboratorijska “crna rupa bomba”: Dokazi o Zel’dovičevom efektu
Fizičari su po prvi put stvorili “crnu rupu bombu” u laboratoriju, pružajući dokaze za “Zel’dovičev efekt” predložen prije pola stoljeća. Ova inovacija otvara vrata novim mogućnostima u razumijevanju crnih rupa i njihova utjecaja na energiju.
Što je Zel’dovičev efekt?
Zel’dovičev efekt, koji potječe iz 1969. godine, vezuje se uz rad britanskog fizičara i matematičara Rogera Penrosea. Penrose je sugerirao da se energija može izvući iz crnih rupa spuštanjem objekta u ergosferu (područje neposredno izvan horizonta događaja) i omogućavanjem da taj objekt ubrza, kradući dio energije crne rupe. Ova ideja, poznata kao Penroseov proces, zahtijeva da objekt stekne negativnu energiju kako bi se vratio iz crne rupe; inače se jednostavno “hranimo” crnoj rupi.
Kako funkcionira Penroseov proces?
Profesor Jorge Pinochet sa Sveučilišta Metropolitana de Ciencias de la Educación objašnjava ovaj proces: “Zamislimo da lansiramo česticu iz vrlo velike udaljenosti u ergosferu Kerr-ove crne rupe, slijedeći retrogradnu orbitu. Pretpostavimo da možemo izračunati putanju tako da, kada uđe u ergosferu, čestica fragmentira u dva dijela – jedan dio biva apsorbiran od strane crne rupe, dok drugi slobodno izlazi, udaljavajući se od crne rupe.” Ovaj fenomen postavlja zanimljiva pitanja o očuvanju zakona o energiji unutar konteksta opće relativnosti.
Od teorije do eksperimenta: Izazovi i uspjesi
Iako ne možemo pristupiti bliskim crnim rupama, Zel’dovičev pristup testiranju ideje o krađi energije iz rotirajućih sustava pokazao se praktičnijim. Ova ideja povezuje se s Dopplerovim efektom, koji čini da se svjetlost prikazuje crvenom ili plavom pomakom, ovisno o kretanju objekta u odnosu na nas.
- Dopplerov efekt: Fenomen koji se javlja kada zvučni valovi dolaze do slušatelja češće dok se vozilo približava.
- Rotacijski Dopplerov efekt: U nekim slučajevima, zvučni valovi mogu preći iz pozitivne u negativnu frekvenciju, “kradući” energiju s rotacijske površine.
U ranijim eksperimentima, istraživački tim je reflektirao zvučne valove s rotirajuće ploče, tražeći pomake u frekvenciji koji bi ukazivali na stjecanje energije iz rotacije. U najnovijem eksperimentu koristili su elektromagnetske valove, postavljajući femmeta. Dr. Marion Cromb objašnjava: “Za pojačanje valova potrebna je rotacija objekta koja omogućava promjenu u frekvenciji do negativne, što posljedično dovodi do pojačanja.”
Kreiranje “crne rupe bombe” analoga
Tim se nije zadovoljio samo testiranjem, već su krenuli prema ambicioznijem projektu – stvaranju analoga “crne rupe bombe”. U ovom slučaju, energija se reflektira prema “crnoj rupi”, pojačava se i reflektira ponovno, vodeći do eksponencijalnog porasta signala iz primarne buke.
“U ovom eksperimentu pokazujemo da mehanički rotirajući metalni cilindar ne samo da djeluje kao pojačavač rotirajućeg elektromagnetskog polja, nego također postaje nestabilan i djeluje kao generator, potaknut bukom,” navodi tim u svom radu.
Budući izazovi i istraživanja
Iako ovo nije na razini krađe energije iz crne rupe, analog sugerira da bi crne rupe mogle pojačavati energiju na sličan način. Tim također ističe: “Izazov za budućnost ostaje promatranje spontano generiranih [elektromagnetskih] valova i njihovog porasta, potaknutih iz vakuuma.” Ova istraživanja, postavljena na arXiv, još uvijek čekaju na recenziju, ali već sada predstavljaju intrigantan korak naprijed u fizičkoj znanosti.
Ova otkrića ne samo da potkrepljuju teorije o crnim rupama, već također otvaraju vrata za daljnja istraživanja u oblasti kvantne fizike i energije. Znanstvena zajednica s nestrpljenjem očekuje sljedeće korake u ovim fascinantnim znanstvenim proučavanjima.
