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
Z vojaka urobia terminátora. Američania vyvíjajú „inteligentnú“ krv na použitie vo vojne
PRELOM: Osídľovanie Mesiaca a Marsu môže začať. Blue Origin vyvinulo technológiu, ktorá vyrába kyslík
WHO varuje: Bežná prísada v jedle zabije ročne až 2 milióny ľudí. Toto je jej jednoduchá alternatíva
Zem je vo vnútri úplne iná ako sme si mysleli. Stojíme na gigantickom „oceáne”
Génius Hawking mal znova pravdu. Vedci potvrdili jeho odvážnú teóriu o časopriestore
NAJČÍTANEJŠIE ZO STARTITUP
Slovensko hlási prvý prípad nakazenia: Nebezpečná infekcia odolná liekom sa šíri Európou
Prudká zmena počasia na Slovensku: Rútia sa búrky a výrazné ochladenie, varujú experti (PREDPOVEĎ)
Vodičom hrozí pokuta až 1 050 eur. Slovensko otvorí najdlhší tunel a pridá nové platené úseky (PREHĽAD)
Slovenská dráma ohromila svet. Film Otec s Milanom Ondríkom mieri za Oscarom do Hollywoodu
Rakovina pred ňou ustupuje. Štipľavá zelenina z kuchyne Slovákov zbavuje telo škodlivín
- 24 hod
- 48 hod
- 7 dní
-
- Prekvapivá krajina má obrovský záujem o slovenské zbrane. Štát rokuje o kúpe pokročilých systémov
- Padnutý strom v Amazónii nechal vedcov v nemom úžase. Odhalil tajomstvo ukryté stáročia
- Tisíce ton zlata, medi a striebra. Na hranici dvoch štátov našli najväčší poklad za posledných 30 rokov
- Zem je vo vnútri úplne iná ako sme si mysleli. Stojíme na gigantickom „oceáne”
- OFICIÁLNE: Legendárna Nokia je späť. Predstavila odolný smartfón s neuveriteľnými parametrami
-
- Padnutý strom v Amazónii nechal vedcov v nemom úžase. Odhalil tajomstvo ukryté stáročia
- Tisíce ton zlata, medi a striebra. Na hranici dvoch štátov našli najväčší poklad za posledných 30 rokov
- Prekvapivá krajina má obrovský záujem o slovenské zbrane. Štát rokuje o kúpe pokročilých systémov
- Zem je vo vnútri úplne iná ako sme si mysleli. Stojíme na gigantickom „oceáne”
- Dôležitá zmena pre používateľov Gmailu. Tradičným spôsobom sa už čoskoro neprihlásiš
-
- Padnutý strom v Amazónii nechal vedcov v nemom úžase. Odhalil tajomstvo ukryté stáročia
- Vedcom padla sánka. 4 757 metrov pod ľadom Antarktídy objavili stratený svet
- Tisíce ton zlata, medi a striebra. Na hranici dvoch štátov našli najväčší poklad za posledných 30 rokov
- Vedci našli artefakt starý 80 000 rokov. Odhalil, že o minulosti ľudstva sme sa totálne mýlili
- Japonci zaskočili konkurenciu. Nissan predstavil motor, aký svet ešte nevidel
Európskej únii hrozí kríza: Zákaz spaľovacích motorov zrušíme, sľúbil Európanom predseda ľudovej strany
Umelá inteligencia dostane prísnejšie pravidlá. Brusel chce Kódex praxe do roku 2026
Rusko zradil verný európsky spojenec. Poza jeho chrbát dodáva muníciu Ukrajine
Blanárove slová o dronoch vzbudili reakciu. Ukrajina odmieta spochybňovanie faktov
Rusko bojuje s krízou. Dôležitá komodita je ohrozená a láme rekordy cien, urobili zúfalý krok
NAJČÍTANEJŠIE ZO STARTITUP