Вселенная переполнена странными и не до конца понятными людям явлениями, но черные дыры превосходят любое из них. Считается, что эти объекты появляются после взрыва крупных звезд, после которого образуется мощная гравитационная яма, способная удержать даже свет. Помимо огромной силы они обладают крайне высокой скоростью вращения, приближающуюся к скорости света. Ученые уже давно задумываются, сможет ли человек освоить эту мощь для получения энергии.
Как пишет Vice, еще в 1960-х физик Роджер Пенроуз предложил, что невероятная энергия вращения черных дыр может быть использована развитой цивилизацией. Так называемый процесс Пенроуза предполагает космический равноценный обмен: люди получают энергию из вращения черной дыры, «скармливая» ей массивные объекты.
Группа ученых, возглавляемая аспирантом Университета Глазго Марионом Кромбом, в ходе эксперимента продемонстрировала ключевой момент процесса Пенроуза, используя звуковые волны. Таким образом исследователи воспроизвели это явление в земных условиях. Пенроуз предполагал, что энергию можно получить из эргосферы, области вокруг горизонта событий черной дыры.
Физик считал, что как только объект попадает за горизонт событий, он уже не сможет вернуться, но его можно потенциально погрузить в эргосферу и получить импульс от вращательной энергии. Это можно проверить на Земле, направив световые волны на вращающийся цилиндр. Правда, он должен вращаться со скоростью 1 млрд оборотов в секунду. Поэтому специалисты применили звуковые волны и эффект Доплера.
Звуковые волны — вполне работоспособный аналог процесса Пенроуза, отмечают авторы нового исследования. «И световые, и звуковые волны обладают моментом импульса», — пояснил Майлз Паджетт, соавтор работы.
Основываясь на этом, ученые направили «скрученные» звуковые волны к звукопоглощающему пенопластовому диску. За ним находились микрофоны, которые фиксировали проходящие сквозь него сигналы, пока диск наращивал скорость вращения. Диск усилил проходящие через него волны примерно на 30%.
Это сравнимо с тем, как Пенроуз представлял себе извлечение энергии из черной дыры: объект войдет в эргосферу и будет захвачен мощным вращением за пределами горизонта событий. Чтобы покинуть эргосферу, потенциальный генератор должен быть разделен на две части, возможно, взрывом, так что половина его будет поглощена черной дырой.
Эта жертва позволила бы сохранить накопленный импульс. Потеря поглощаемого объекта становится энергетическим выигрышем для сбегающего от черной дыры объекта.
Исследование подтвердило реалистичность процесса Пенроуза в компактных лабораторных условиях. В теории, высокоразвитая цивилизация могла бы использовать этот процесс для извлечения безграничной энергии из черных дыр для питания сложных технологических сооружений или ускорения космических аппаратов до огромных скоростей.
Это тоже интересно:
