Σχετικά Άρθρα
«Χορευτικοί πίδακες» μαύρης τρύπας συγχρονίστηκαν σαν 10.000 ήλιοι σε στιγμιαία ισχύ για πρώτη φορά
Μαύρη τρύπα διέλυσε ένα τεράστιο αστέρι στην πιο ισχυρή αστρική έκρηξη που έχει παρατηρηθεί ποτέ (scitechdaily.com)
Μια από τις πιο συναρπαστικές ιδέες της σύγχρονης φυσικής πέρασε από τις σελίδες των θεωρητικών μοντέλων στο εργαστήριο. Ερευνητές κατάφεραν να αναπαράγουν για πρώτη φορά το φαινόμενο εξαγωγής ενέργειας από μια περιστρεφόμενη μαύρη τρύπα, όχι χρησιμοποιώντας μια πραγματική μαύρη τρύπα, αλλά μια πρωτοποριακή διάταξη που δημιουργεί την ψευδαίσθηση υπερβολικά γρήγορης περιστροφής. Το επίτευγμα θεωρείται ορόσημο, καθώς επιβεβαιώνει πειραματικά μια θεωρία που διατυπώθηκε πριν από περισσότερο από μισό αιώνα και παράλληλα ανοίγει νέους ορίζοντες στην οπτική, τις τηλεπικοινωνίες και την κβαντική τεχνολογία.
Η θεωρία του Πένροουζ που άλλαξε την κοσμολογία
Το 1969, ο διάσημος φυσικός Sir Roger Penrose πρότεινε ότι μια ταχύτατα περιστρεφόμενη μαύρη τρύπα δεν καταπίνει μόνο ύλη, αλλά υπό συγκεκριμένες συνθήκες μπορεί να «δώσει πίσω» ενέργεια.
Σύμφωνα με τη θεωρία του, ένα σωματίδιο που εισέρχεται στην εργόσφαιρα -την περιοχή γύρω από τη μαύρη τρύπα όπου ο ίδιος ο χωροχρόνος παρασύρεται από την περιστροφή- μπορεί να διασπαστεί στα δύο.
Το ένα τμήμα πέφτει μέσα στη μαύρη τρύπα, ενώ το άλλο διαφεύγει με περισσότερη ενέργεια από αυτή που είχε αρχικά το σωματίδιο.
Λίγα χρόνια αργότερα, ο φυσικός Yakov Zel'dovich επέκτεινε αυτή την ιδέα, προβλέποντας ότι και τα ηλεκτρομαγνητικά κύματα μπορούν να ενισχυθούν, αν αλληλεπιδράσουν με ένα σώμα που περιστρέφεται αρκετά γρήγορα.
Η επανάσταση της «συνθετικής περιστροφής»
Η ερευνητική ομάδα του Advanced Science Research Center του CUNY Graduate Center κατάφερε να πραγματοποιήσει αυτό που μέχρι σήμερα θεωρούνταν σχεδόν αδύνατο.
Αντί να προσπαθήσουν να περιστρέψουν μηχανικά ένα αντικείμενο με αδιανόητες ταχύτητες, κατασκεύασαν μια συσκευή ραδιοσυχνοτήτων της οποίας οι ηλεκτρομαγνητικές ιδιότητες μεταβάλλονταν ταχύτατα στον χώρο και στον χρόνο.
Έτσι δημιουργήθηκε η ψευδαίσθηση ότι το σύστημα περιστρέφεται με ταχύτητες που ξεπερνούν ακόμη και την ταχύτητα του φωτός ως φαινόμενο - όχι επειδή κάποιο υλικό αντικείμενο κινείται πραγματικά τόσο γρήγορα, αλλά επειδή το μοτίβο μεταβολής των ιδιοτήτων του ταξιδεύει με αυτή την αποτελεσματική ταχύτητα.
Με αυτόν τον τρόπο οι επιστήμονες κατάφεραν να προσομοιώσουν συνθήκες που δεν μπορούν να υπάρξουν με συμβατικά μηχανικά μέσα.
Πώς «άντλησαν» ενέργεια από το σύστημα
Οι ερευνητές δημιούργησαν έναν δακτύλιο από ηλεκτρονικούς συντονιστές, των οποίων οι ιδιότητες άλλαζαν με απόλυτα συγχρονισμένο τρόπο.
Παρότι η ίδια η διάταξη παρέμενε απολύτως ακίνητη, τα ηλεκτρομαγνητικά κύματα που διέρχονταν από αυτήν συμπεριφέρονταν σαν να συναντούσαν ένα αντικείμενο που περιστρεφόταν με εξαιρετικά μεγάλη ταχύτητα.
Το αποτέλεσμα ήταν εντυπωσιακό: συγκεκριμένα κύματα απέκτησαν επιπλέον ενέργεια και ενισχύθηκαν, αναπαράγοντας στην πράξη το φαινόμενο Penrose–Zel'dovich, δηλαδή την εξαγωγή ενέργειας από μια περιστρεφόμενη πηγή.
Τι σημαίνει αυτή η ανακάλυψη
Η σημασία του πειράματος δεν περιορίζεται μόνο στην επιβεβαίωση μιας διάσημης θεωρίας της αστροφυσικής.
Η νέα τεχνολογία προσφέρει στους επιστήμονες ένα πλήρως ελεγχόμενο εργαστηριακό περιβάλλον για τη μελέτη ακραίων φυσικών φαινομένων, χωρίς να απαιτείται η ύπαρξη πραγματικών μαύρων τρυπών ή υπερβολικών ταχυτήτων περιστροφής.
Παράλληλα, η τεχνική της συνθετικής περιστροφής θα μπορούσε να αξιοποιηθεί για την ανάπτυξη νέων τεχνολογιών στις ασύρματες επικοινωνίες, στην οπτική και φωτονική, καθώς και στους κβαντικούς υπολογιστές, όπου ο έλεγχος της συμπεριφοράς των κυμάτων αποτελεί κρίσιμο παράγοντα.
Το επόμενο βήμα
Οι επιστήμονες επισημαίνουν ότι απαιτείται περαιτέρω έρευνα πριν η τεχνολογία βρει πρακτικές εφαρμογές.
Ωστόσο, το πείραμα αποδεικνύει ότι θεωρίες που μέχρι πρόσφατα θεωρούνταν καθαρά μαθηματικές μπορούν πλέον να εξετάζονται πειραματικά.
Η επιτυχία της ομάδας αποτελεί ένα σημαντικό βήμα προς την κατανόηση των ακραίων φαινομένων του Σύμπαντος και ίσως, στο μέλλον, οδηγήσει σε τεχνολογίες που σήμερα μοιάζουν εξίσου εντυπωσιακές όσο και η ίδια η ιδέα της εξαγωγής ενέργειας από μια μαύρη τρύπα.
www.worldenergynews.gr
