Чорні діри можуть стати нескінченним джерелом енергії для технологічно просунутих цивілізацій

Jun 26 7:00 2020 Друк цієї статті

Навіть можливість перевірки цієї теорії перебувала тривалий час за межами можливостей наших нинішніх технологій, але вченим все ж таки вдалося це зробити, використовуючи в своїх експериментах звукові хвилі.

Ідея використання чорної діри в якості джерела енергії нагадує предмет одного з епізодів серіалу "Доктор Хто" 1970-х років. Але, ще в 1969 році британський фізик Роджер Пенроуз, досліджуючи властивості тоді ще теоретичних чорних дір, знайшов, що чорні діри можуть бути корисні для цивілізацій, що вийшли на певний рівень розвитку технологій. Пенроуз висунув теорію, що якщо взяти об'єкт, і помістити його в район верхньої межі горизонту подій чорної діри, він буде залишатися деякий час там, рухаючись по колу, поступово знижуючись, купуючи "негативну енергію" і розганяючись до швидкості, близької до швидкості світла. Особливі умови просторово-часового континууму в тій області сприяють тому, що кінетичну енергію цей об'єкт буде отримувати, буквально черпаючи її з вакууму.

Потім, якщо цей об'єкт розділиться на два об'єкти, один з яких кане в безодню чорної діри, а другий буде вилучено і піднято, це компенсує придбану об'єктом негативну енергію, запозичивши її у обертання чорної діри. Само собою реалізація такого, не кажучи вже про можливість перебування у безпосередній близькості від чорної діри, вимагає такого рівня розвитку технологій цивілізації, який ще навіть не видно на горизонті розвитку наших земних технологій.

У 1971 році радянський фізик Яків Борисович Зельдовіч придумав експеримент з "скрученим" світлом, який міг підтвердити теорію Роджера Пенроуза. Скручений світло - це спеціально сформований промінь світла, який скручується вздовж хвильового фронту до точки в центрі променя. У результаті виходить спіральна форма променя світла з порожнім ядром в центрі променя і якщо такий промінь націлити на металевий циліндр, що обертається з певною швидкістю, відбитий від нього промінь придбав би додаткову енергію, запозичивши її від енергії обертання циліндра за рахунок деяких явищ, пов'язаних з ефектом Доплера. Однак, для реалізації такого експерименту треба було б, щоб циліндр обертався зі швидкістю більше мільярда оборотів в секунду, що є недосяжним і на сьогоднішній день.

Питання з теорією Роджера Пенроуза стояв відкритим протягом 50 років, поки група вчених зі Школи фізики і астрономії університету Глазго, використовуючи вельми нестандартний підхід, спробувала використовувати замість скрученого світла скручені звукові хвилі, частота яких набагато менша частоти хвиль світла. І це дозволило провести експеримент вже на нинішньому рівні розвитку технологій.

Для створення коротких звукових хвиль вчені використовували безліч випромінювачів, розташованих у вигляді кільця. Отримана хвиля була націлена на обертовий поглинач, диск, виготовлений з будівельної піни. Мікрофони, встановлені позаду диска, вимірювали частоту і амплітуду пройшла крізь швидко обертається диск звукової хвилі, параметри якої повинні були вкладатися в рамки теорій Пенроуза і Зельдовича.

У цьому експерименті постійно прискорюється обертання диска спочатку знизило амплітуду звуку майже до нечутного порога, але пізніше амплітуда минулого звуку піднялася до початкового рівня, а потім - до рівня на 30 відсотків вище того, який випромінюється динаміками.

"Обертальний ефект Доплера подібний звичайному лінійного, але його ефект обмежений круглим простором, і тому саме скручені звукові хвилі змінюють свої параметри на значну величину" - пишуть дослідники, - "Та якщо поверхня обертається досить швидко, то зі скрученими звуковими хвилями можуть відбуватися дуже дивні речі, вони можуть змінити свою частоту з позитивної на негативну і "вкрасти", при цьому, деяка кількість енергії у поверхні обертової".

"Те, що ми отримали в ході нашого експерименту - екстраординарно з точки зору фізики. Спочатку частота звукових хвиль знижується майже до нуля за рахунок ефекту Доплера. Але коли швидкість обертання збільшується ще більше, звук з'являється знову, при цьому частота обертання звукових хвиль змінюється з позитивної на негативну, звукові хвилі отримують додаткову енергію від обертового диска і стають голосніше, ніж вони були до цього. І все це повністю вкладається у теоретичні викладки Якова Зельдовича, викладені ним у 1971 році".