Извлечение бесконечной энергии из бомбы черной дыры — не мечта (перевод с японского)

Вращающаяся черная дыра — это огромная сила природы, затягивающая в окружающее пространство и время. Естественно задаться вопросом, можно ли использовать черные дыры в качестве источника энергии. В 1969 году физик-математик Роджер Пенроуз предложил теорию, которая позже будет названа «процессом Пенроуза», как способ сделать это.

Высокоразвитые цивилизации (инопланетяне и будущие люди) могут использовать эту технику для создания «бомбы черной дыры» для получения энергии. Однако некоторые физические явления, необходимые для этого, никогда не демонстрировались в экспериментах — до сих пор. Наше исследование, подтверждающее физические явления, лежащие в основе этого метода, было недавно опубликовано в журнале Nature Physics.

Энергия для побега из черной дыры

Вокруг «горизонта событий» (границы вокруг черной дыры, за которую ничто не может вырваться, даже свет) создается область, называемая «эргосферой». Объекты, которые падают сюда и улетают, не попадая в черную дыру, эффективно лишают черную дыру энергии. Другими словами, если вы посылаете свет или объект в черную дыру, вы можете восстановить энергию.

Но верна ли эта теория? В 1971 году русский физик Яков Зельдович изобрел еще одну вращающуюся систему, которая могла проверить эту теорию на Земле. Вместо черной дыры он изобрел «вращающийся цилиндр из материала, способного поглощать энергию».

Зельдович предположил, что световые волны могут извлекать энергию из этого цилиндра и усиливаться. Однако для того, чтобы усиление работало хорошо, световая волна должна иметь «угловой момент». Это означает импульс закручивания световой волны по спирали.

Когда искривленная световая волна попадает на цилиндр, частота световой волны изменяется из-за «эффекта Доплера». Все должны были испытать это, когда мимо проезжала скорая помощь. Когда машина скорой помощи приближается, она издает более громкий звук, чем когда она удаляется. Высота звука меняется в зависимости от направления движения. Точно так же при изменении скорости вращения изменяется частота воспринимаемой световой волны.

Если вращение цилиндра очень быстрое, частота измененной световой волны будет очень низкой и ее значение может быть отрицательным. Проще говоря, вращение волн идет в обратную сторону.

Волны положительной частоты частично поглощаются цилиндром и теряют энергию. Но волны отрицательной частоты вместо потери энергии цилиндром усиливаются. Он должен иметь возможность извлекать энергию из вращения цилиндра, подобно объекту, вылетающему из черной дыры в процессе Пенроуза.

Может показаться, что обосновать теорию Зельдовича несложно. Однако для этого необходимо вращать вращающийся объект с частотой, равной или превышающей частоту световой волны. Чтобы усилить видимые световые волны, колеблющиеся с частотой в сотни триллионов раз в секунду, поглотители энергии должны вращаться в миллиарды раз быстрее, чем это могут сделать современные машины.

Долгожданный прорыв

Свет распространяется со скоростью около 300 миллионов метров в секунду. Чтобы упростить проверку теории Зельдовича, мы решили использовать звуковые волны. Скорость звуковых волн составляет примерно одну миллионную скорости света. Это означает, что вам не нужно вращать поглотитель так быстро.

Для создания искривленных звуковых волн мы использовали несколько динамиков, расположенных по кольцу. Все они излучают одну и ту же частоту, но начинаются в разное время, поэтому звук закручивается по спирали. В качестве вращающегося глушителя к двигателю был прикреплен вспененный пластик, поглощающий звук. Внутри пенопласта был установлен микрофон для записи звука после действия вращающегося поглотителя и звуковых волн.

В результате эксперимента при вращении пенопласта с малой скоростью (низкой частотой) звук поглощался пенопластом, благодаря чему записываемый звук становился тише. Однако когда пенопласт вращался с такой скоростью, что частота звуковой волны становилась отрицательной из-за эффекта Доплера, звук становился громче.

Если покрыть область вокруг черной дыры отражателем

Конечно, эти эксперименты явно не подтверждают тот факт, что процесс Пенроуза действительно может извлекать энергию из черных дыр. Точнее, наши эксперименты показывают, что при изменении частоты с положительной на отрицательную волна приобретает энергию, а не теряет ее, что является основой процесса Пенроуза, противоречащего здравому смыслу физического явления.

Человечеству еще далеко до «извлечения энергии из черных дыр», но это не значит, что это не могут сделать высокоразвитые инопланетные цивилизации или даже человеческие цивилизации далекого будущего. Очень развитые цивилизации могут получать усиленную энергию, создавая вращающуюся структуру вокруг черной дыры и отправляя к ней астероиды и даже электромагнитные волны.

Будем надеяться, что черная дыра может быть полностью окружена отражающим экраном, создавая так называемую «бомбу черной дыры». Свет, излучаемый черной дырой, усиливается и возвращается. После этого отражённый от зеркала свет возвращается в чёрную дыру и снова усиливается, что продолжается бесконечно.

Это бесконечное взрывное действие увеличивает энергию в геометрической прогрессии. Извлекая часть этого усиленного света из отверстия в щите, можно управлять процессом и производить практически бесконечную энергию.

Это все еще территория научной фантастики, но в очень далеком будущем, когда вселенная будет почти мертва и останутся лишь черные дыры, остатки галактик и звезд, этот метод должен стать единственной надеждой цивилизации на выживание. В этой вселенной огромные источники энергии, плавающие точками, будут ярко сиять в небе, которое в противном случае будет совершенно темным.

источник: