O echipă internațională de cercetători a reușit să creeze în laborator prima „bombă cu găuri negre”, un concept teoretic despre care se vorbea încă din 1969. Este vorba despre un fenomen în care o gaură neagră ar putea capta și amplifica energie până la un punct în care ar exploda, relatează NewScientist, care citează un studiu publicat pe platforma ArXiv.
Deși nu este vorba despre o gaură neagră reală din spațiul cosmic, experimentele efectuate folosesc un model analogic în laborator ne pot ajuta să înțelegem mai bine cum funcționează găurile negre din univers, susțin autorii studiului.
Cum funcționează o „bombă cu găuri negre”?
Ideea de a extrage energie dintr-o gaură neagră a fost propusă pentru prima dată în 1969 de fizicianul britanic și laureatul Nobel pentru fizică, Sir Roger Penrose. Acesta a explicat că o particulă care ajunge extrem de aproape de o gaură neagră în rotație va câștiga energie. Asta datorită unui efect din teoria relativității, care face ca gaura neagră să absoarbă spațiul din jurul său.
Mai târziu, în 1971, fizicianul rus Iakov Borisovici Zeldovici a demonstrat că un proces similar ar putea apărea și în alte condiții, de exemplu, atunci când lumina se rotește în jurul unui cilindru metalic. El a descoperit că dacă cilindrul se rotește foarte rapid, lumina se poate amplifica.
Dacă cilindrul este înconjurat de o „oglindă”, energia se poate reflecta și crește continuu până când explodează. Acest concept a fost numit „bombă cu găuri negre” și s-a crezut că ar putea produce o cantitate imensă de energie, similar cu o supernovă.
Cum a fost realizată această „bombă” în laborator?
În laborator, cercetătorii de la Universitatea din Southampton, alături de omologii lor de la Universitatea din Glasgow și de la Institutul de Fotonică și Nanotehnologii din Trento, Italia, au construit un prototip în care au folosit un cilindru rotativ de aluminiu, alimentat de un motor electric, înconjurat de bobine care creează un câmp magnetic.
Aceste bobine au funcționat ca o „oglindă” pentru câmpul magnetic și, după cum a prezis Zeldovici, energia magnetică a fost amplificată semnificativ. Cercetătorii au observat că energia generată în acest sistem depășește energia introdusă inițial, exact cum ar fi trebuit să se întâmple într-o „bombă cu găuri negre”.
„Efectul este incredibil. Când arunci o undă electromagnetică de frecvență joasă într-un cilindru care se rotește, nu te-ai gândi niciodată că vei obține mai mult decât ceea ce ai aruncat. Este absolut uluitor”, declară Vitor Cardoso, fizician la Universitatea din Lisabona, care nu a fost implicat în proiect.
Ce înseamnă acest experiment pentru știință?
Deși experimentul folosește un model simplificat, descoperirea ar putea ajuta cercetătorii să înțeleagă mai bine cum găurile negre reale eliberează energie și cum afectează particulele din jurul lor. Aceasta ar putea fi o unealtă importantă în testarea unor teorii despre particule încă neobservate, cum ar fi cele care ar putea explica misterul materiei întunecate, afirmă cercetătorii.
„Dacă există câmpuri particulare noi, am putea vedea undele gravitaționale emise de găurile negre sau cum găurile negre își pierd energia. Superradianta (fenomen fizic prin care radiația electromagnetică este amplificată) ar transforma găurile negre în detectoare de particule mult mai eficiente decât orice experiment de la CERN”, a adăugat Cardoso.
Această cercetare deschide noi perspective pentru studierea unor fenomene cosmice esențiale și ar putea adânci înțelegerea noastră despre Univers. Chiar dacă acest experiment a fost realizat în laborator și este doar un model, el ar putea reprezenta un pas semnificativ în înțelegerea modului în care funcționează găurile negre și, în final, ar putea conduce chiar către descoperirea materiei întunecate, afirmă autorii studiului.
