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.
Ďakujeme, že čítaš Fontech. V prípade, že máš postreh alebo si našiel v článku chybu, napíš nám na redakcia@fontech.sk.
Teraz čítajú
Našli úplne nový druh supernovy. Jej pozostatky sa nachádzajú aj na Zemi
Slnečná energia aj v noci. Šialený startup chce do vesmíru poslať gigantické zrkadlá
Návrat ľudí na Mesiac je na spadnutie. NASA konečne prezradila, čo tam chce robiť
Bude stáť len pár tisíc. Elon Musk oznámil šokujúcu cenu svojho humanoidného robota
Vedci šokujú svet: Teória o koronavíruse, ktorej sme sa všetci smiali, je pravdepodobne pravdivá
- 24 hod
- 48 hod
- 7 dní
-
- Obrovský hit dorazil online. Netflix pridal najlepšiu českú komédiu tohto roka
- Legendárna akčná komédia je späť, nešetrí humorom ani akciou (trailer)
- Nepotrebuje žiadne palivo. Prelomový motor využíva nepochopenú vlastnosť fyziky
- Diváci nemajú záujem, Netflix je zúfalý. Ich najdrahšie sci-fi je absolútnym prepadákom
- Vedci šokujú svet: Teória o koronavíruse, ktorej sme sa všetci smiali, je pravdepodobne pravdivá
-
- Diváci nemajú záujem, Netflix je zúfalý. Ich najdrahšie sci-fi je absolútnym prepadákom
- Nič také tu ešte nebolo. Prvá automobilka má riešenie najväčšieho problému elektromobilov
- Nepotrebuje žiadne palivo. Prelomový motor využíva nepochopenú vlastnosť fyziky
- Legendárna akčná komédia je späť, nešetrí humorom ani akciou (trailer)
- Vedci šokujú svet: Teória o koronavíruse, ktorej sme sa všetci smiali, je pravdepodobne pravdivá
-
- USA sa po 50 rokoch vrátili na Mesiac. Historická misia sa práve zmenila na katastrofu
- Nepotrebuje žiadne palivo. Prelomový motor využíva nepochopenú vlastnosť fyziky
- Slováci už na spaľovák ani nepozrú. Prichádza elektromobil pod 10 000 € s obrovským dojazdom
- Diváci nemajú záujem, Netflix je zúfalý. Ich najdrahšie sci-fi je absolútnym prepadákom
- Veľké prekvapenie Telekomu. Predstaví dve nové služby, prídu už o pár dní (+ detaily)
Aktuálne: Najväčší kryptopodvodník histórie pozná trest
Európa by sa mala inšpirovať. Prvý krát v históriitáto krajina reštartuje jadrovú elektráreň
Najdrahší benzín spomedzi okolitých krajín EÚ má práve Slovensko
Elektrické nákladiaky Tesla môžu byť vyrábané v Európe, firma rokuje s touto krajinou
Žije. Japonská Sonda prekvapivo zvládla lunárnu noc
Copyright© 2024 by Startitup, s. r. o. Všetky práva vyhradené