Forskare från University of Glasgow har fått bekräftelse av en teoris tillförlitlighet, uttryckt för mer än femtio år sedan, enligt vilken en mycket tekniskt avancerad utomjordisk civilisation kan använda svarta hål som en nästan outtömlig energikälla.
Till och med möjligheten att testa denna teori var under en längre tid utöver kapaciteten i vår nuvarande teknik, men forskare lyckades ändå göra detta med hjälp av ljudvågor i sina experiment.
Idén att använda ett svart hål som energikälla påminner om ett avsnitt från 1970-talets Doctor Who-serie. Men redan 1969 fann den brittiska fysikern Roger Penrose som studerade egenskaperna för de då teoretiska svarta hålen att svarta hål kan vara användbara för civilisationer som har nått en viss teknisk utveckling. Penrose framförde teorin om att om du tar ett föremål och placerar det i området för den övre gränsen för det svarta hålets horisont, kommer det att stanna där ett tag, röra sig i en cirkel, gradvis minska, skaffa "negativ energi" och accelerera till en hastighet nära ljusets hastighet. De speciella förhållandena för rymdtidskontinuumet i den regionen gynnar det faktum att detta objekt kommer att få kinetisk energi, och bokstavligen drar det från vakuumet.
Sedan, om detta objekt delas upp i två föremål, varav ett sjunker i avgrunden av det svarta hålet, och det andra dras ut och lyfts, kommer detta att kompensera för den negativa energi som förvärvas av objektet och låna det från rotationen av det svarta hålet. Naturligtvis kommer implementeringen av detta, för att inte tala om möjligheten att befinna sig i omedelbar närhet av ett svart hål, kräva en utvecklingsnivå av civilisationsteknologier som inte ens syns i horisonten för våra jordiska tekniker.
1971 uppfann den sovjetiska fysikern Yakov Borisovich Zeldovich ett experiment med "tvinnat" ljus, vilket kunde bekräfta Roger Penroses teori. Twisted light är en speciellt formad ljusstråle som vrids längs sin vågfront till en punkt i mitten av strålen. Resultatet är en spiralform av en ljusstråle med en tom kärna i mitten av strålen, och om en sådan balk riktas mot en metallcylinder som roterar med en viss hastighet, skulle strålen som reflekteras från den erhålla ytterligare energi och låna den från cylinderns rotationsenergi på grund av vissa fenomen associerade med effekten Doppler. Ett sådant experiment skulle emellertid kräva att cylindern roterar med mer än en miljard varv per sekund, vilket fortfarande är ouppnåeligt idag.
Installation för att erhålla tvinnade ljudvågor.
Frågan med Roger Penroses teori förblev öppen i 50 år, medan en grupp forskare från School of Physics and Astronomy vid University of Glasgow, med ett mycket okonventionellt tillvägagångssätt, försökte använda tvinnade ljudvågor, vars frekvens är mycket lägre än frekvensen av ljusvågor, istället för tvinnat ljus. Och detta gjorde det möjligt att genomföra ett experiment på den nuvarande tekniska utvecklingen.
För att skapa tvinnade ljudvågor använde forskare en mängd emittrar ordnade i en ring. Den resulterande vågen var riktad mot en roterande absorber, en skiva tillverkad av konstruktionsskum. Mikrofoner monterade bakom skivan mätte frekvensen och amplituden för en ljudvåg som passerade genom en snabbt roterande skiva, vars parametrar var tänkta att passa inom ramen för teorierna om Penrose och Zeldovich.
Kampanjvideo:
I detta experiment reducerade den ständigt accelererande rotationen av skivan först ljudets amplitud till en nästan ohörbar tröskel, men senare ökade amplituden för det överförda ljudet till dess ursprungliga nivå och sedan till en nivå 30 procent högre än den som avges av högtalarna.
"Den roterande Doppler-effekten liknar den vanliga linjära, men dess effekt är begränsad till ett cirkulärt utrymme, och därför är det de tvinnade ljudvågorna som ändrar deras parametrar med en betydande mängd," skriver forskarna, "Och om ytan roterar tillräckligt snabbt, då är mycket konstigt saker, kan de ändra sin frekvens från positiv till negativ och "stjäla", samtidigt en viss mängd energi från den roterande ytan."
”Det vi fick under vårt experiment är extraordinärt ur fysikens synvinkel. Först reduceras frekvensen för ljudvågor till nästan noll på grund av Doppler-effekten. Men när rotationshastigheten ökar ännu mer visas ljudet igen, medan ljudvågens rotationsfrekvens förändras från positivt till negativt, får ljudvågorna ytterligare energi från den roterande skivan och blir högre än de var tidigare. Och allt detta passar helt in i de teoretiska beräkningarna av Yakov Zeldovich, som han lade fram 1971”.