Явления, связанные с существованием черных дыр, привлекают внимание не только специалистов в области теоретической физики. Специалисты уже установили, что из этих объектов могут высвобождаться частицы и энергия, и сейчас разрабатываются технологии для использования этого потенциала.

Британский ученый Сэр Роджер Пенроуз выдвинул гипотезу о возможности извлечения энергии из черных дыр при соблюдении определенных параметров. В частности, для этого необходимо, чтобы черная дыра обладала вращением; в таком случае объект, приближающийся к гравитационной сфере ее воздействия, может расколоться на две части: балласт и остаточную массу. Первая часть будет поглощена черной дырой, а вторая, посредством сложного механизма, получит энергию от процесса вращения массивного объекта.

Процесс Пенроуза основанВлияние оказывает то, что происходит в эргосфере – зоне, где вращение черной дыры затягивает само пространство-время. Именно там объект разделяется на две части. Получающийся остаток получает энергию, зависящую от энергии объекта, помещенного внутрь. Теоретически, используя этот принцип, можно извлекать мощность из вращающихся черных дыр.

Впоследствии советский ученый Яков Зельдович расширил эту идею и продемонстрировал потенциал использования гравитационных волн для аналогичных целей, получать энергию от вращающихся объектов и усиливаться.

Недавно физики объявили об успешном воспроизведении данного явления в лабораторной среде. Для этого они использовали устройство, имитирующее интенсивное вращение без необходимости создания реального механического движения. Описание этой работы было опубликовано в научной статье. опубликована в журнале Nature.

Ученые создали функционирующий прибор, работающий в радиочастотном диапазоне и демонстрирующий быстро меняющиеся характеристики пространства-времени. Это представляло собой кольцо электронных резонаторов с тщательно скоординированной последовательностью изменений параметров. Несмотря на фиксированное положение аппаратного комплекса, эти изменения генерировали волновой паттерн внутри структуры, что приводило к усилению электромагнитных волн. вели себя так, будто система физически вращалась.

«Энергетические колебания вытягивали ресурсы из системы и усиливались, повторяя ключевые физические принципы Пенроуза — Зельдовича. Наша методика основана на применении специально созданных метаматериалов для контроля над распространением волн», – объяснил один из авторов исследования Хади Мусса ( Hady Moussa).

Переход от реального движения к «искусственному» вращению позволил ученым обойти проблемы, которые тормозили развитие этой области на протяжении многих лет. Такой подход позволяет моделировать взаимодействие волн с объектом, движущимся со скоростью, превышающей скорость света – что в противном случае было бы невозможно. исследовать невозможно.

«Благодаря этому удачному опыту изучение поведения при очень больших скоростях перестало быть чисто теоретическим занятием, а получило возможность практической реализации. Также была разработана универсальная установка для изучения разнообразных процессов на стыке астрофизики, волновой механики и квантовой физики. Это открытие окажет влияние на базовые научные дисциплины, фотонику, оптику и технологии передачи данных», — сообщила ведущий автор публикации Хадисе Насари ( Hadiseh Nasari).