Cientistas da Universidade de Glasgow receberam a confirmação da confiabilidade de uma teoria, expressa há mais de cinquenta anos, segundo a qual uma civilização extraterrestre muito avançada tecnologicamente pode usar buracos negros como uma fonte quase inesgotável de energia.
Mesmo a possibilidade de testar esta teoria estava por muito tempo além das capacidades de nossas tecnologias atuais, mas os cientistas conseguiram fazer isso usando ondas sonoras em seus experimentos.
A ideia de usar um buraco negro como fonte de energia é uma reminiscência de um episódio da série Doctor Who dos anos 1970. Mas, em 1969, o físico britânico Roger Penrose, estudando as propriedades dos então teóricos buracos negros, descobriu que os buracos negros podem ser úteis para civilizações que atingiram um certo nível de desenvolvimento tecnológico. Penrose apresentou a teoria de que se você pegar um objeto e colocá-lo na região do limite superior do horizonte de eventos do buraco negro, ele ficará lá por um tempo, movendo-se em um círculo, diminuindo gradualmente, adquirindo "energia negativa" e acelerando a uma velocidade próxima à velocidade da luz. As condições especiais do continuum espaço-tempo naquela região favorecem o fato de que este objeto receberá energia cinética, literalmente extraindo-a do vácuo.
Então, se esse objeto se dividir em dois objetos, um dos quais afunda no abismo do buraco negro, e o segundo é puxado para fora e levantado, isso compensa a energia negativa adquirida pelo objeto, emprestando-a da rotação do buraco negro. É claro que a implementação disso, para não falar da possibilidade de estarmos nas imediações do buraco negro, exigirá esse nível de desenvolvimento de tecnologias de civilização, que nem mesmo é visível no horizonte de desenvolvimento de nossas tecnologias terrenas.
Em 1971, o físico soviético Yakov Borisovich Zeldovich inventou um experimento com luz "torcida", que poderia confirmar a teoria de Roger Penrose. Luz torcida é um feixe de luz especialmente formado que é torcido ao longo de sua frente de onda até um ponto no centro do feixe. O resultado é uma forma espiral de um feixe de luz com um núcleo vazio no centro do feixe, e se tal feixe for direcionado a um cilindro de metal girando a uma certa velocidade, o feixe refletido dele adquiriria energia adicional, emprestando-a da energia de rotação do cilindro devido a alguns fenômenos associados ao efeito Doppler. No entanto, tal experimento exigiria que o cilindro girasse a mais de um bilhão de rotações por segundo, o que ainda é inatingível hoje.
Instalação para obtenção de ondas sonoras torcidas.
A questão com a teoria de Roger Penrose permaneceu em aberto por 50 anos, enquanto um grupo de cientistas da Escola de Física e Astronomia da Universidade de Glasgow, usando uma abordagem nada convencional, tentou usar ondas sonoras torcidas em vez de luz torcida, cuja frequência é muito mais baixa do que a frequência das ondas de luz. E isso tornou possível realizar um experimento no nível atual de desenvolvimento de tecnologia.
Para criar ondas sonoras torcidas, os cientistas usaram uma variedade de emissores dispostos em um anel. A onda resultante visava um absorvedor rotativo, um disco feito de espuma de construção. Microfones montados atrás do disco mediam a frequência e a amplitude de uma onda sonora que passa por um disco em rotação rápida, cujos parâmetros deveriam se encaixar na estrutura das teorias de Penrose e Zeldovich.
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Neste experimento, a rotação em constante aceleração do disco primeiro reduziu a amplitude do som a um limite quase inaudível, mas depois a amplitude do som transmitido aumentou para seu nível original e, em seguida, para um nível 30 por cento maior do que o emitido pelos alto-falantes.
"O efeito Doppler rotacional é semelhante ao linear usual, mas seu efeito é limitado a um espaço circular e, portanto, são as ondas sonoras torcidas que mudam seus parâmetros em uma quantidade significativa", escrevem os pesquisadores, "E se a superfície gira rápido o suficiente, então muito estranho coisas, eles podem mudar sua frequência de positiva para negativa e "roubar", ao mesmo tempo, uma certa quantidade de energia da superfície giratória."
“O que obtivemos durante nosso experimento é extraordinário do ponto de vista da física. Primeiro, a frequência das ondas sonoras é reduzida a quase zero devido ao efeito Doppler. Mas quando a velocidade de rotação aumenta ainda mais, o som aparece novamente, enquanto a frequência de rotação das ondas sonoras muda de positiva para negativa, as ondas sonoras recebem energia adicional do disco giratório e tornam-se mais altas do que antes. E tudo isso se encaixa perfeitamente nos cálculos teóricos de Yakov Zeldovich, por ele formulados em 1971”.
