به گزارش مجله خبری نگار، دانشمندان بریتانیایی از دانشگاه ساوتهمپتون برای اولین بار اثری را که بیش از نیم قرن پیش توسط نظریهپردازان پیشبینی شده بود - به اصطلاح بمب سیاهچالهای - در آزمایشگاه بازتولید کردند. این آزمایش به درک چگونگی تقویت انرژی ذرات اطراف توسط سیاهچالههای چرخان کمک کرد. این مطالعه در پورتال arXiv برای مقالات علمی غیر داوری شده منتشر شد.
این آزمایش بر اساس ایدهای بود که در سال ۱۹۷۱ توسط راجر پنروز، ریاضیدان بریتانیایی، در مورد استخراج انرژی از یک سیاهچاله چرخان مطرح شد. بعدها، یاکوف زلدوویچ، فیزیکدان شوروی، پیشنهاد کرد که میتوان با استفاده از یک استوانه چرخان در یک محفظه رزونانس، اثر مشابهی ایجاد کرد.
این اثر بر اساس دو پدیده کلیدی است: ارگوسفر (ناحیه اطراف یک سیاهچاله چرخان که در آن فضازمان توسط چرخش آن "کشش" مییابد) و ابرتابش (فرآیندی که طی آن امواج یا ذرات وارد ارگوسفر میشوند میتوانند انرژی چرخشی سیاهچاله را با خود حمل کنند و در این فرآیند آن را تقویت کنند).
اگر یک موج الکترومغناطیسی (مثلاً نور) را به ارگوسفر هدایت کنید، بخشی از موج توسط سیاهچاله جذب میشود، در حالی که بخش دیگر با انرژی بیشتری نسبت به انرژی اولیه خود (به دلیل "استخراج" انرژی چرخشی سیاهچاله) خارج میشود.
اگر سیاهچاله را با آینه احاطه کنید، امواج بارها و بارها منعکس میشوند و یک تقویت بهمنمانند ایجاد میکنند - تا زمانی که سیستم با انفجاری از انرژی "منفجر" شود (از این رو نام "بمب" به آن داده شده است).
در مطالعه جدید، این تیم با استفاده از یک استوانه آلومینیومی که با سرعت حداکثر ۱۵ دور در ثانیه میچرخد، سیستمی از کویلها برای ایجاد یک میدان مغناطیسی کنترلشده و یک تله «آینه» برای تشکیل یک حلقه بازخورد، این مفهوم را به واقعیت تبدیل کرد.
وقتی استوانه در همان جهت میدان مغناطیسی چرخید، محققان افزایش ۳.۲ درصدی انرژی را ثبت کردند - تأیید مستقیم اثر "کشش چارچوب" که مشخصه سیاهچالهها است. وقتی استوانه در جهت مخالف چرخید، میدان، برعکس، ضعیف شد.
اگرچه این دستگاه هیچ کاربرد عملی ندارد، اما به عنوان یک مدل منحصربهفرد برای مطالعه مکانیسمهای تابش سیاهچاله، فرآیندهای تبدیل انرژی چرخشی و پدیدهها در میدانهای گرانشی قوی عمل میکند.