Veľké potvrdenie revolučnej teórie po 50 rokoch: Z čiernych dier sa dá ťažiť energia
Už pred 50 rokmi matematický fyzik menom Roger Penrose predstavil teóriu, podľa ktorej by sa z rotujúcich čiernych dier dala ťažiť energia. Až teraz boli vedci po dlhom čase schopní túto teóriu experimentálne overiť.
Portál ScienceAlert upozornil na novú štúdiu vedcov z Glasgowskej fakulty fyziky a astronómie v Škótsku, ktorá sa dočkala aj svojej publikácie v žurnále Nature Physics a popisuje experimentálne overenie takzvaného Pensroseovho procesu.
Ide o takmer viac ako 50-ročnú teóriu v súvislosti s čiernymi dierami, na ktorú vedci doposiaľ nemali vhodné vybavenie, aby ju dokázali experimentálne overiť.
Teória vychádzajúca z neobyčajnej myšlienky
V roku 1969 matematický fyzik Roger Penrose navrhol teóriu, ktorá skrsla z myšlienky, ako by vyspelá alebo mimozemská civilizácia mohla použiť čiernu dieru na výrobu energie. Samotné čierne diery sú totižto extrémne vesmírne objekty vznikajúce so zánikom hviezd, ktoré prešli supernovou a ich jadro sa stalo tak masívne, že už viac nedokázalo udržať svoju vlastnú gravitáciu a zrútilo sa do singularity.
Signularita čiernej diery je jednorozmerný bod nekonečnej hustoty, ktorá leží vo vnútri oblasti nazývanej horizont udalostí, bod, v ktorom je gravitácia okolo čiernej diery taká silná, že na dosiahnutie únikovej rýchlosti nestačí ani rýchlosť svetla.
Okolo horizontu udalostí vytvára rotujúca čierna diera oblasť nazývanú „ergosféra“. Roger Penrose navrhol, že pre extrakciu energie by sa mohla využiť práve táto oblasť.
Penroseové výpočty hovoria, že ak by sa objekt padajúci do ergosféry rozdelil na dve časti, jedna z nich by bola pohltená horizontom udalostí. Druhá by však bola vyhodená smerom von z čiernej diery s dodatočným zrýchlením. Ak by všetko prebehlo podľa teórie, druhá časť objektu by unikla ergosfére čiernej diery s energiou o 21 % vyššou, s akou do nej vstupoval pôvodný objekt.
Futuristická teória, ktorú nebolo možné nijako overiť
Bohužiaľ, ani vtedy a dokonca ani dnes nebolo možné len tak prísť k čiernej diere a túto teóriu experimentálne overiť. Asi 2 roky po zverejnení teórie Pensroseovho procesu navrhol sovietsky fyzik Jakov Zeľdovič praktickejší experiment.
Zeľdovič tvrdil, že rotujúcu čiernu dieru by bolo možné nahradiť rotujúcim kovovým valcom, na ktorý namierime skrútené lúče svetla.
Ak by sa valec otáčal tou správnou rýchlosťou, svetlo by sa odrazilo späť s dodatočnou energiou získanou z rotácie valca vďaka efektu známemu ako rotačný Dopplerov jav.
Tento experimentálny návrh mal však jeden podstatný problém – rýchlosť otáčania valca. Počet otáčok valca za sekundu by musel dosahovať 1 miliardu.
Namiesto svetla zvuk
Tím z Glasgowskej univerzity sa ale zamyslel a navrhol experiment vychádzajúci zo Zeľdovičovej práce. Namiesto použitia svetelných vĺn použili zvukové vlny a rovnako tak vynechali rotujúci valec.
Experiment pozostával z kruhu reproduktorov zostavených tak, aby bolo možné vo zvukových vlnách vyvolať skrútenie, analogické so skrúteným svetlom v Zeľdovičovom experimente.
„Čierna diera“ bola v toto prípade nahradená rotačný absorbérom zvuku vyrobeného z penového disku, ktorého rotácia by sa zrýchlila, ak naň narazia zvukové vlny. Súbor mikrofónov na druhej strane disku by zároveň detegoval zvukové vlny, ktoré cez neho prešli.
„Skrútené zvukové vlny menia svoj smer, keď sú merané z hľadiska rotujúceho povrchu. Ak sa tento povrch otáča dostatočne rýchlo, môže potom frekvencia zvuku urobiť niečo veľmi podivné – môže prejsť z pozitívnej frekvencie na negatívnu, a tak z rotujúceho povrchu ukradne istú časť energie,“ vysvetlil fyzik a astronóm Marion Cromb z Univerzity v Glasgowe, hlavný autor publikovanej štúdie.
Výsledky boli úžasné. Keď sa otáčanie disku zrýchľovalo, výška zvuku, ktorá zasiahla mikrofóny, sa postupne znižovala, až kým nebolo nič počuť. Potom však začal zvuk opäť stúpať späť na pôvodnú výšku – tentoraz však o 30 % hlasnejšie ako bola hlasitosť zvuku vychádzajúceho z reproduktorov. Zvukové vlny tak zachytávali ďalšiu energiu z rotujúceho disku.
„Udialo sa to, že frekvencia zvukových vĺn sa s rastúcou rýchlosťou otáčania znížila Dopplerovským posunom na nulu. Keď sa zvuk začal znovu objavovať, bolo to preto, že vlny sa posunuli z pozitívnej frekvencie na negatívnu. Tieto negatívne frekvenčné vlny sú tak schopné odobrať časť energie z rotujúceho penového disku, čím sa proces stáva hlasnejším – presne ako to navrhol Zeľdovič v roku 1971,“ uviedol Cromb.
Tím sa chce teraz pokúsiť prísť na to, ako by mohol rozšíriť tento experiment na elektromagnetické vlny alebo svetlo. Aj tak však ide o úžasný výsledok, ktorý je významným krokom vpred v porozumení čiernych dier a ukazuje, ako sa dajú testovať ich extrémne vlastnosti v laboratórnych podmienkach.
Čítajte viac z kategórie: Novinky
Ďakujeme, že čítaš Fontech. V prípade, že máš postreh alebo si našiel v článku chybu, napíš nám na redakcia@fontech.sk.
Teraz čítajú
Zuby staré 2,8 milióna rokov zaskočili vedcov. Odhalili nový druh človeka, ktorý mení históriu
Vedci vo vesmíre zachytili „Oko Saurona“. Vysiela priamo k Zemi záhadné duchovné častice
Zem zasiahol signál s neuveriteľnou energiou. Vedci tvrdia, že prišiel z ďalekého kúta vesmíru
Vypadával GPS signál a magnetické pole kolísalo. Zem zasiahol nebezpečný vesmírny hurikán
Rusi a EÚ sa za ním idú roztrhať. Rakety bude poháňať palivo budúcnosti, ktoré vyrobíme aj na Marse
NAJČÍTANEJŠIE ZO STARTITUP
K Zemi sa blíži neznámy objekt. Harvardský astronóm hovorí o možnej mimozemskej sonde
Andrej Kiska o svojom utajovanom startupe: Cieľom je dostať sa na 100 miliónov tržieb a byť „unicorn“. Nič iné ma nezaujíma
Najnovší test pneumatík „potopil“ favorita Slovákov. Polovica je nebezpečná, dve úplne zlyhali (REBRÍČEK)
Zomrela hviezda hororov: Jej najslávnejší film videl takmer každý Slovák
Fiktívne živnosti ohrozujú dávky a odvody: Ministerstvo chystá zmeny
- 24 hod
- 48 hod
- 7 dní
-
- Zem zasiahol signál s neuveriteľnou energiou. Vedci tvrdia, že prišiel z ďalekého kúta vesmíru
- True Detective má konkurenciu. HBO ukazuje brutálnu detektívku s hviezdou Marvelu
- Vedci si ťukajú na čelo. Zistili, že táto „zdravotná“ funkcia smart hodiniek je absolútne nepresná
- Trhu hrozí úplný kolaps. Šéf veľkej automobilky sa otvorene postavil proti zákazu spaľovákov
- Netflix predstavil najväčší seriál roka. Búra všetky rekordy, jednu vec mu ale diváci nevedia odpustiť
-
- Zem zasiahol signál s neuveriteľnou energiou. Vedci tvrdia, že prišiel z ďalekého kúta vesmíru
- NASA sleduje emisie CO2 z vesmíru. Najväčší znečisťovateľ v Európe je blízko Slovenska
- Európa sa vráti 20 000 rokov späť v čase, katastrofu už nemožno zastaviť
- Rusi a EÚ sa za ním idú roztrhať. Rakety bude poháňať palivo budúcnosti, ktoré vyrobíme aj na Marse
- Schytal pokutu vyše 100 000 €. Túto vec za volantom radšej nikdy nerob
-
- NASA sleduje emisie CO2 z vesmíru. Najväčší znečisťovateľ v Európe je blízko Slovenska
- Najväčší nepriateľ nebol Rus, ale mikro zabijak. Vedci po 200 rokoch odhalili, čo zabilo armádu Napoleona
- Spojenec Slovenska stavia svoju najdrahšiu zbraň. Ponesie 144 jadrových hlavíc a vyzerá ako zo sci-fi
- Európa sa vráti 20 000 rokov späť v čase, katastrofu už nemožno zastaviť
- Najnovší vynález Číňanov navždy zmení elektromobily. Môže byť nasadený okamžite a pochovať spaľováky
Putin berie Rusom aj posledný kúsok slobody. Ľuďom bizarne ruší hovory cez obľúbené aplikácie
Rada Európy vyslala jasný odkaz: Prestaňte predávať zbrane do tejto krajiny
Niečo sa chystá a „nikto nevie čo“. USA začali vojenské cvičenia s nečakanou krajinou
Na objavenie čakal 66 rokov. Antarktída odkryla príbeh vedca, ktorý nečakane zmizol
Tesla sa pustí do energetiky. Britom ponúkne elektrinu aj nové možnosti
NAJČÍTANEJŠIE ZO STARTITUP