Физики подтвердили 50-летнюю теорию о возможности инопланетян использовать черную дыру

NASA

Согласно теории, которая появилась 50 лет назад, инопланетная цивилизация могла бы использовать черную дыру для производства энергии. Сегодня это предположение было впервые проверено экспериментально в исследовательской лаборатории в Глазго. Результаты работы были опубликованы в Nature Physics.

В 1969 году британский физик Роджер Пенроуз предположил, что энергию можно генерировать, опуская объект в эргосферу черной дыры - внешний слой горизонта событий, - где он должен был бы двигаться быстрее скорости света, чтобы не исчезнуть. По расчетам физика, этот объект должен получать отрицательную энергию.

Если его бросить и разделить на две части так, чтобы одна половина упала в черную дыру, а другая осталась, то последняя подучила бы энергию, извлеченную из вращения черной дыры. Однако этот процесс настолько сложен, что, по мнению Пенроуза, только очень продвинутая цивилизация сможет его воплотить в реальность.

Два года спустя другой физик, Яков Зельдович, предположил, что теория может быть проверена с помощью более практичного, наземного эксперимента. Он выдвинул гипотезу, что «закрученные» световые волны, падающие на поверхность вращающегося с правильной скоростью металлического цилиндра, в конечном итоге будут отражаться с дополнительной энергией, извлекаемой из его вращения, благодаря эффекту Доплера.

Теперь исследователи из Школы физики и астрономии Университета Глазго наконец нашли способ экспериментально проверить теорию, предложенную Пенроузом и Зельдовичем, путем скручивания звуковых волн вместо света, которые гораздо более практичны для лабораторного эксперимента. Для создания таких волн ученые использовали систему, состоящую из небольшого кольца динамиков, которые формировали завихрения в звуковых волнах, аналогичного повороту в световых волнах, предложенного Зельдовичем.

Эти скрученные звуковые волны были направлены на вращающийся звукопоглотитель из пенопластового диска. Ряд микрофонов за диском улавливал звук из динамиков, когда он проходил через него, что постоянно увеличивало скорость вращения.

Команда хотела уловить характерное изменение частоты и амплитуды звуковых волн при их прохождении через диск, вызванное эффектом Доплера. В результате было обнаружено, что закрученные волны меняют высоту звука при измерении с точки зрения вращающейся поверхности. В частности, если она вращалась достаточно быстро, то звуковая частота переходила с положительной на отрицательную, забирая при этом у вращающейся поверхности часть энергии. По мере увеличения скорости вращения, высота звука из динамиков падала, пока он не становился слишком низким. После этого она снова увеличивалась, пока не достигала предыдущего значения, но громче, с амплитудой до 30% больше, чем исходный звук.

«Мы очень рады, что смогли экспериментально проверить чрезвычайно странную физику спустя полвека после того, как теория была предложена. Удивительно, что мы смогли подтвердить ее здесь, в нашей лаборатории на западе Шотландии, но мы думаем, что это откроет много новых возможностей для дальнейших научных исследований», - заключили ученые.

ЧИТАЙТЕ ТАКЖЕ: