Prije 50 godina, Robert Penrose svijetu je predstavio ideju koja opisuje način na koji izvanzemaljske civilizacije mogu dobavljati energiju iz crnih rupa. Prošle je godine ova teorija ponovno zaživjela nakon što je znanstveni tim proveo nekolicinu eksperimenata.
Godine 1969. engleski fizičar i matematičar Roger Penrose predložio je teoriju koja opisuje postupak izdvajanja energije iz crnih rupa. Za početak, ondje je potrebno smjestiti objekt i unaprijed osigurati mehanizam koji će objekt podijeliti na dva dijela čim uđe u ergosferu.
Ergosfera je područje izvan horizonta događaja gdje su znanstvenici nedavno otkrili tajanstvene, brzo rotirajuće prstenove svjetlosti.
Jedan dio objekta mora uletjeti u središte crne rupe. Povratna energija nastala od razdvajanja dati će primarni impuls polovici objekta koja se nalazi u ergosferi. Krećući se unutar rotirajućeg vanjskog područja crnih rupa, preostali dio objekta steći će negativnu energiju, koja je u apsolutnoj vrijednosti superiornija u odnosu na izvornu.
Jedini problem je što se na taj način može izvuči energija jedino ako se objekt kreće brže od brzine svjetlosti. Zbog toga je Roger Penrose prije 50 godina sugerirao da bi samo predstavnici visokotehnološke izvanzemaljske civilizacije mogli koristiti njegovu ideju iskorištavanja energije iz crnih rupa.
Dvije godine kasnije, 1971. godine, sovjetski nuklearni fizičar Yakov Zeldovich opisao je eksperiment koji bi mogao potvrditi Penroseovu teoriju. Zeldovich je predložio “uvijanje” svjetlosnih valova u brzo rotirajućem metalnom šupljem cilindru. Udarivši o stijenke cilindra, svjetlosni bi se valovi “zavrnuli”, a njihova bi se energija povećala.
Zbog ovoga bi brzina vrtnje cilindra morala uvelike premašiti frekvenciju oscilacija svjetlosnog vala. Tadašnje mogućnosti nisu mogle osigurati dizajn takve instalacije jer bi se cilindar morao okretati najmanje milijardu puta u sekundi. Ali sada su znanstvenici testirali ove teorije s potpuno novim pristupom.
Izdvajanje energije iz crnih rupa: kako su znanstvenici dokazali da je to moguće?
Prošle su godine znanstvenici sa Škole za fiziku i astronomiju Sveučilišta u Glasgowu malo promjenili ideju Zeldvicheva eksperimenta i izgradili setup pomoću koje su uspjeli dokazati Penroseovu teoriju. Umjesto svjetlosnih valova, istraživači su koristili zvučne valove.
Frekvencija vibracija zvučnih valova mnogo je niža od one svjetlosnih valova. To znači da se površina od koje će se odbijati može rotirati puno sporije dajući očekivani rezultat.
Eksperiment znanstvenika iz Glasgowa opisan je u članku objavljenom u časopisu Nature Physics. Sastojao se od malog rotirajućeg prstena od pjene koji je primao zvučne valove.
Odabrali su pjenu s razlogom – dobro apsorbira zvuk. Na stražnjoj strani prstena nalazili su se mikrofoni koji su detektirali zvuk. Mikrofoni su bili spojeni na zvučnike, što je znanstvenicima omogućavalo da „čuju“ rezultat dok je eksperiment još u tijeku.
Prsten se postupno odmotavao. Frekvencija zvuka mijenjala se s frekvencijom rotacije. U početku se frekvencija zvučnih valova smanjivala. Zvuk je postajao sve dublji i dublji, kao onaj u tinejdžera koji prolazi kroz mutaciju. Ali onda se dogodilo nešto čudno.
Kad je zvuk postao toliko dubok da ga je bilo gotovo nemoguće čuti kroz zvučnike, visina mu se ponovno počela povećavati, kao da se Benjamin Button od starca sa hrapavim basom pretvara u vrišteću mladež. Na početnoj visini, porast frekvencije se zaustavio. Istodobno, zvuk je bio glasniji: njegova amplituda povećala se za 30% u odnosu na početnu.
Sve se dogodilo točno onako kako je predvidio Yakov Zeldovich. Znanstvenik je vjerovao da se zvuk vraća jer u određenom trenutku dolazi do “promjene polariteta”: s pozitivne frekvencije na negativnu. Valovi negativne frekvencije mogu uzeti dio energije s rotirajućeg diska od pjene i tako zvuk postaje glasniji.
Prema riječima fizičara sa Sveučilišta u Glasgowu, ista stvar događa se sa svjetlošću u ergosferi crne rupe. Jedina je razlika u tome što ne postaje frekvencija negativna, već energija zračenja.
Ako napredne izvanzemaljske civilizacije postoje, tada je moguće da se crne rupe koriste za energiju umjesto atomskih reaktora, ali to, naravno, u ovom trenutku, nije ništa drugo nego hipoteza. Prvo moramo pronaći izvanzemaljce, a zatim se brinuti o njihovim načinima i metodama.
Znanstvenici sa Sveučilišta u Glasgowu planiraju ponoviti eksperiment u potrazi za još uvjerljivijim rezultatima, ali s elektromagnetskim, a ne akustičnim valovima.
Ja sam Matija Klarić.
Student sam Ekonomskog fakulteta, a u slobodno se vrijeme bavim volonterstvom te istraživanjem, čitanjem i pisanjem o mojim omiljenim temama; svemiru, astronomiji, astrofizici i tehnologiji.
