Wissenschaftler der Universität Glasgow haben die Bestätigung der Zuverlässigkeit einer vor mehr als fünfzig Jahren geäußerten Theorie erhalten, wonach eine sehr technologisch fortschrittliche außerirdische Zivilisation Schwarze Löcher als nahezu unerschöpfliche Energiequelle nutzen kann.
Selbst die Möglichkeit, diese Theorie zu testen, lag lange Zeit außerhalb der Möglichkeiten unserer derzeitigen Technologien, aber die Wissenschaftler haben es dennoch geschafft, dies in ihren Experimenten mithilfe von Schallwellen zu tun.
Die Idee, ein Schwarzes Loch als Energiequelle zu nutzen, erinnert an eine Episode der Doctor Who-Serie aus den 1970er Jahren. Bereits 1969 stellte der britische Physiker Roger Penrose, der die Eigenschaften der damals theoretischen Schwarzen Löcher untersuchte, fest, dass Schwarze Löcher für Zivilisationen nützlich sein können, die einen bestimmten technologischen Entwicklungsstand erreicht haben. Penrose stellte die Theorie auf, dass ein Objekt, wenn Sie es im Bereich der oberen Grenze des Ereignishorizonts des Schwarzen Lochs platzieren, eine Weile dort bleibt, sich im Kreis bewegt, allmählich abnimmt, "negative Energie" aufnimmt und auf eine Geschwindigkeit nahe der Lichtgeschwindigkeit beschleunigt. Die besonderen Bedingungen des Raum-Zeit-Kontinuums in dieser Region begünstigen die Tatsache, dass dieses Objekt kinetische Energie erhält und diese buchstäblich aus dem Vakuum zieht.
Wenn sich dieses Objekt dann in zwei Objekte aufteilt, von denen eines in den Abgrund des Schwarzen Lochs sinkt und das zweite herausgezogen und angehoben wird, kompensiert dies die negative Energie, die das Objekt aufnimmt, indem es sie aus der Drehung des Schwarzen Lochs entlehnt. Natürlich erfordert die Umsetzung, ganz zu schweigen von der Möglichkeit, in unmittelbarer Nähe des Schwarzen Lochs zu sein, einen solchen Entwicklungsstand der Zivilisationstechnologien, der am Horizont der Entwicklung unserer irdischen Technologien nicht einmal sichtbar ist.
1971 erfand der sowjetische Physiker Jakow Borisowitsch Zeldowitsch ein Experiment mit "verdrehtem" Licht, das die Theorie von Roger Penrose bestätigen konnte. Verdrilltes Licht ist ein speziell geformter Lichtstrahl, der entlang seiner Wellenfront zu einem Punkt in der Mitte des Strahls verdreht wird. Das Ergebnis ist eine spiralförmige Form eines Lichtstrahls mit einem leeren Kern in der Mitte des Strahls. Wenn ein solcher Strahl auf einen Metallzylinder gerichtet ist, der sich mit einer bestimmten Geschwindigkeit dreht, würde der von ihm reflektierte Strahl zusätzliche Energie gewinnen und diese aufgrund einiger mit dem Effekt verbundener Phänomene aus der Rotationsenergie des Zylinders entlehnen Doppler. Für ein solches Experiment müsste sich der Zylinder jedoch mit mehr als einer Milliarde Umdrehungen pro Sekunde drehen, was bis heute unerreichbar ist.
Installation zum Erhalten verdrehter Schallwellen.
Die Frage nach Roger Penroses Theorie blieb 50 Jahre lang offen, während eine Gruppe von Wissenschaftlern der Fakultät für Physik und Astronomie der Universität Glasgow mit einem sehr unkonventionellen Ansatz versuchte, verdrehte Schallwellen anstelle von verdrehtem Licht zu verwenden, dessen Frequenz viel niedriger ist als die Frequenz von Lichtwellen. Dies ermöglichte es, ein Experiment auf dem aktuellen Stand der Technologieentwicklung durchzuführen.
Um verdrehte Schallwellen zu erzeugen, verwendeten die Wissenschaftler verschiedene Emitter, die in einem Ring angeordnet waren. Die resultierende Welle war auf einen rotierenden Absorber gerichtet, eine Scheibe aus Konstruktionsschaum. Hinter der Scheibe montierte Mikrofone maßen die Frequenz und Amplitude einer Schallwelle, die durch eine schnell rotierende Scheibe lief, deren Parameter in den Rahmen der Theorien von Penrose und Zeldovich passen sollten.
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In diesem Experiment reduzierte die ständig beschleunigte Drehung der Platte zuerst die Amplitude des Tons auf einen fast unhörbaren Schwellenwert, später stieg die Amplitude des übertragenen Tons auf ihren ursprünglichen Pegel und dann auf einen Pegel, der 30 Prozent höher war als der von den Lautsprechern emittierte.
„Der Rotations-Doppler-Effekt ähnelt einem gewöhnlichen linearen Effekt, ist jedoch auf einen kreisförmigen Raum beschränkt. Daher ändern die verdrehten Schallwellen ihre Parameter erheblich“, schreiben die Forscher. „Und wenn sich die Oberfläche schnell genug dreht, können den verdrehten Schallwellen sehr seltsame Dinge passieren. Dinge können sie ihre Frequenz von positiv nach negativ ändern und gleichzeitig eine bestimmte Energiemenge von der rotierenden Oberfläche "stehlen"."
„Was wir während unseres Experiments bekommen haben, ist aus physikalischer Sicht außergewöhnlich. Erstens wird die Frequenz der Schallwellen aufgrund des Doppler-Effekts auf nahezu Null reduziert. Wenn jedoch die Rotationsgeschwindigkeit noch weiter zunimmt, erscheint der Schall erneut, während sich die Rotationsfrequenz der Schallwellen von positiv nach negativ ändert. Die Schallwellen erhalten zusätzliche Energie von der rotierenden Scheibe und werden lauter als zuvor. Und all dies passt voll und ganz zu den theoretischen Berechnungen von Jakow Zeldowitsch, die er 1971 aufgestellt hat. “
