Γενικά, Έρευνα, Τεχνολογία

Οι μαύρες τρύπες μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως πηγή απεριόριστης ενέργειας.

Το 1969, ο Άγγλος φυσικός Sir Roger PenroseΠρώτα πρότεινε ότι η άπειρη ενέργεια μπορεί να εξαχθεί από μια μαύρη τρύπα. Ο επιστήμονας πίστευε ότι μόνο ένας πολύ ανεπτυγμένος εξωγήινος πολιτισμός θα είναι σε θέση να παράγει ενέργεια στην εργοσφαίρα μιας μαύρης τρύπας - το εξωτερικό στρώμα του ορίζοντα συμβάντός του, όπου, για να παραμείνει ακίνητο, ένα αντικείμενο πρέπει να κινείται πιο γρήγορα από την ταχύτητα του φωτός. Δύο χρόνια αργότερα, ένας άλλος φυσικός με το όνομα Yakov Zeldovich πρότεινε ότι η θεωρία του Penrose θα μπορούσε να επαληθευτεί χρησιμοποιώντας ένα πείραμα στη Γη, και πιο πρόσφατα, οι ερευνητές από το Πανεπιστήμιο της Γλασκόβης πέτυχαν. Οι επιστήμονες έχουν αποδείξει ότι ο τρόπος για να πάρει την ενέργεια μιας μαύρης τρύπας λειτουργεί πραγματικά στην πραγματική ζωή - χρησιμοποιώντας το εφέ Doppler και τα ηχητικά κύματα.

Ίσως υπάρχει ένας πολιτισμός στον γαλαξία μας που αξιοποιεί την ενέργεια των μαύρων οπών

Εργόσφαιρα - η περιοχή χωροχρόνου κοντά στη μαύρη τρύπα, που βρίσκεται μεταξύ του ορίζοντα συμβάντος και του ορίου του στατικού.

Σημείο χωρίς επιστροφή

Ο Penrose πίστευε ότι εάν τοποθετήσετε ένα αντικείμενο στην εργοσφαιρία μιας μαύρης τρύπας, τότε σε αυτήν την ασυνήθιστη περιοχή του χώρου θα αποκτήσει αρνητική ενέργεια. Αλλά για να λειτουργήσει αυτό, το αντικείμενο πρέπει να κινείται πιο γρήγορα από την ταχύτητα του φωτός. Ο Penrose φαντάστηκε έναν μηχανισμό πουθα χωρίσει ένα αντικείμενο που πέφτει σε μια μαύρη τρύπα σε δύο μέρη, το ένα μέρος θα πέσει στην τρύπα και το άλλο θα αφαιρεθεί. Όπως εξηγείται στο επίσημο δελτίο τύπου της μελέτης στον ιστότοπο του Πανεπιστημίου της Γλασκόβης, η επιστροφή που δημιουργείται από αυτήν τη διαδικασία θα προκαλέσει στο εξαγόμενο μισό να λάβει ενέργεια από την περιστροφή της μαύρης τρύπας. Όλα ακούγονται πολύ περίπλοκα (και είναι πραγματικά), γι 'αυτό το 1969 ένας Βρετανός φυσικός κατέληξε στο συμπέρασμα ότι μόνο πολιτισμός υψηλής τεχνολογίας θα μπορούσε να εφεύρει τέτοιες τεχνολογίες.

Στην καρδιά του έργου που δημοσιεύθηκε στο περιοδικό NatureΗ Φυσική, βρίσκεται η ιδέα που προτείνει ο Ζέλντοβιτς, σύμφωνα με την οποία η ενέργεια μπορεί να αποκτηθεί χρησιμοποιώντας "στριμμένα" φωτεινά κύματα που δημιουργούν ενέργεια χτυπώντας έναν περιστρεφόμενο μεταλλικό κύλινδρο, ο οποίος συμβαίνει χρησιμοποιώντας το περιστροφικό φαινόμενο Doppler. Αυτό σημαίνει ότι εάν ένα μόριο που εκπέμπει (ή απορροφά) ένα φωτόνιο περιστρέφεται, τότε η ενέργεια του φωτονίου που εκπέμπεται (ή απορροφάται) από αυτό μπορεί να διαφέρει από την ενέργεια στην ακίνητη περίπτωση.

Διαβάστε ακόμα πιο συναρπαστικά άρθρα σχετικά με τα μυστικά του Σύμπαντος και τις εκπληκτικές ανακαλύψεις στη φυσική στο κανάλι μας στο Yandex.Zen.

Μια μαύρη τρύπα μπορεί να προσφέρει στον πλανήτη μας απεριόριστη ενέργεια

Ωστόσο, ερευνητές από τη σχολή φυσικής και αστρονομίαςΤο Πανεπιστήμιο της Γλασκόβης αποφάσισε να «στρίψει» έναν ήχο αντί για ένα φως. Αυτό συμβαίνει επειδή τα ηχητικά κύματα αποτελούν πηγή πολύ χαμηλότερων συχνοτήτων και επομένως είναι πολύ πιο πρακτικά για επίδειξη σε εργαστήριο. Κατά τη διάρκεια της εργασίας, οι φυσικοί έχουν αναπτύξει μια ειδική εγκατάσταση που χρησιμοποιεί ένα μικρό δακτύλιο ηχείων που στροβιλίζεται ηχητικά κύματα. Η αναταραχή συμβαίνει με τον ίδιο τρόπο που τα κύματα του φωτός θα έπρεπε να είχαν συστραφεί στη θεωρία του Ζέλντεβιτς.

Φωτεινά κύματα και το φαινόμενο Doppler

Οι φυσικοί περιγράφουν την εργασία τους ως εξής: τα στριμμένα ηχητικά κύματα κατευθύνθηκαν σε έναν περιστρεφόμενο απορροφητή ήχου από έναν δίσκο αφρού. Τα μικρόφωνα που βρίσκονται στο πίσω μέρος του δίσκου πήραν τον ήχο από τα ηχεία καθώς περνούσε μέσα από το δίσκο. Αυτό αύξησε την ταχύτητα περιστροφής του. Οι συγγραφείς της μελέτης διαπίστωσαν ότι λόγω της ασυνήθιστης συμπεριφοράς του φαινομένου Doppler, αυτή η διαδικασία προκάλεσε προφανείς αλλαγές στη συχνότητα και το πλάτος των ηχητικών κυμάτων.

Επιτρέψτε μου να σας υπενθυμίσω ότι σύμφωνα με το εφέ Doppler, το ύψοςο ήχος του αυτοκινήτου που πλησιάζει φαίνεται να μας φαίνεται πιο ψηλός και να απομακρυνόμαστε χαμηλότερα. Αυτό συμβαίνει επειδή τα ηχητικά κύματα έρχονται σε εμάς με μεγαλύτερη συχνότητα όταν πλησιάζει το αυτοκίνητο, αλλά με λιγότερα όταν περνάει.

Η ρύθμιση του πειράματος.

Όπως είπε ο κύριος συγγραφέας στο Big ThinkΈρευνα του Marion Cromb, μεταπτυχιακού φοιτητή στη Σχολή Φυσικής και Αστρονομίας του Πανεπιστημίου της Γλασκόβης, το περιστροφικό φαινόμενο Doppler περιορίζεται στον κυκλικό χώρο. Αυτό σημαίνει ότι τα στριμμένα ηχητικά κύματα αλλάζουν βήμα εάν μετρηθούν από την άποψη μιας περιστρεφόμενης επιφάνειας. Εάν η επιφάνεια περιστρέφεται αρκετά γρήγορα, τότε η ηχητική συχνότητα μπορεί να κάνει κάτι πολύ παράξενο - για παράδειγμα, μεταβείτε από μια θετική συχνότητα σε μια αρνητική, ενώ παίρνετε ενέργεια από την περιστροφή της επιφάνειας.

Σε γενικές γραμμές, οι συγγραφείς του νέου έργου ήταν σε θέσηδείξτε ότι καθώς η ταχύτητα του περιστρεφόμενου δίσκου αυξήθηκε, το βήμα συνέχισε να πέφτει μέχρι να εξαφανιστεί και στη συνέχεια επέστρεψε 30% πιο δυνατά από ό, τι πριν. Οι επιστήμονες αποκαλούν αυτό που άκουσαν κατά τη διάρκεια του πειράματος «εξαιρετικά», προσθέτοντας ότι «τα κύματα αρνητικής συχνότητας μπορούν να πάρουν μέρος της ενέργειας από έναν περιστρεφόμενο αφρώδη δίσκο, να γίνουν πιο δυνατά - όπως πρότεινε ο Ζέλντοβιτς το 1971».

Θα αναρωτιέστε: Μπορεί ένας γαλαξιακός πολιτισμός να επιβιώσει στο τέλος του σύμπαντος;

Φυσικά, είναι δύσκολο να πούμε ανΟι εξωγήινοι χρησιμοποιούν αυτήν την προσέγγιση για να αποκτήσουν ενέργεια από μαύρες τρύπες, αλλά οι επιστήμονες σκοπεύουν να μάθουν αν αυτό το φαινόμενο επεκτείνεται σε ηλεκτρομαγνητικά κύματα και άλλες πηγές. Και όμως, προς το παρόν, οι άνθρωποι δεν είναι σε θέση να εφεύρουν τεχνολογίες που θα μας επέτρεπαν να πάρουμε την άπειρη ενέργεια μιας μαύρης τρύπας. Τι νομίζετε, στο μέλλον θα πετύχουμε; Θα περιμένουμε την απάντηση στη συνομιλία μας στο Telegram.