Bilim İnsanları İlk 'Kara Delik Bombası' Örneğini İnşa Etti

Kara deliklerin bilindiği bir şey varsa o da doymak bilmez, kaçınılmaz çekim güçleridir. Bir şeyler kara deliğe girer. Dışarıdan pek bir şey alamazsınız.

Olay ufkunun ötesinden bakıldığında, bildiğimiz kadarıyla bu doğru. Ancak bir kara deliğin etrafındaki uzaydan bir şeyler elde etmek mümkün olabilir. Roger Penrose'un 1971'de önerdiği gibi, dönen bir kara deliğin güçlü dönme enerjisi, yakındaki parçacıkların enerjisini yükseltmek için kullanılabilir.

Daha sonra fizikçi Yakov Zel'Dovich, bu fenomeni iş başında görmek için bir kara deliğe ihtiyacınız olmadığını anladı. Bir rezonans odasında dönen eksenel simetrik bir cismin, çok daha küçük bir ölçekte de olsa aynı enerji transferini ve amplifikasyonunu üretebileceğini düşündü.

Daha sonra diğer fizikçiler tarafından yapılan çalışmalarda, tüm aparatı bir ayna içine alırsanız, pozitif bir geri besleme döngüsünün oluştuğu ve enerjiyi sistemden patlayana kadar yükselttiği bulundu.

Bu konsepte kara delik bombası adı verildi ve İngiltere'deki Southampton Üniversitesi'nden Marion Cromb liderliğindeki bir fizikçi ekibi şimdi bunu hayata geçirdiklerini iddia ediyor. Yaptıkları deneyi anlatan bir makale arXiv ön baskı sunucusuna yüklendi.

İçinizi rahatlatmak için söylüyorum, herhangi bir tehlike arz etmiyor. Etrafında kontrol edilebilir hızlarda dönen manyetik alanlar oluşturan bobin katmanlarının içine yerleştirilmiş dönen bir alüminyum silindirden oluşuyor.

Öncelikle, bir kara deliğin ergosferi - olay ufkunun dışındaki uzay - hakkında biraz konuşmamız gerekiyor. Yerçekiminin uzay-zamanı büktüğünü biliyoruz. Bir kara deliğin kütleçekim alanı o kadar güçlüdür ki, sadece uzay-zamanı çarpıtmakla kalmaz, onu kendi dönüşüyle birlikte sürükler. Buna çerçeve sürükleme denir.

Parçacıklar kütleçekiminden etkilenen uzay-zamanda seyahat ettiklerinde, kendi hızlarında ilerlerler. Ancak uzay-zaman hareket ediyorsa ve parçacıklar bu hareketle aynı yönde ilerliyorsa, hareketli uzay-zamanın dışındaki herhangi birine daha hızlı ilerliyormuş gibi görünürler - bir havaalanında bir yolcu treni boyunca yürümek gibi.

Parçacık hareketli uzay-zamandan çıktığında daha fazla momentuma sahip olur.

Bu kütleçekimsel etkiyi deneysel olarak kopyalayamayız; ekibin deneyi, manyetik alanları parçacıklar için bir vekil olarak kullanarak ve sistemin etrafındaki bobinler geri besleme döngüsünü üretmek için yansıtıcı görevi görerek bunu simüle ediyor.

Deneyi yürüttüklerinde, silindir manyetik alandan daha hızlı ve onunla aynı yönde döndüğünde, manyetik alanın silindir olmadığı duruma kıyasla güçlendiğini buldular. Silindir manyetik alandan daha yavaş döndüğünde ise manyetik alan sönümleniyor.

Bu gerçekten ilginç bir sonuç, çünkü onlarca yıl önce açıklanan teorilere dayanan çok net bir amplifikasyon etkisi gösteriyor.

Araştırmacılar makalelerinde, “Sistem, Zel'dovich tarafından kendiliğinden oluşumun gözlemlenmesi için öngörülen deneysel koşulları ve ayrıca Press ve arkadaşları tarafından kara delik bombaları için özetlenen koşulları karşılıyor” diye yazıyor.

“Burada sunulan deneyler, ilk olarak 1971 yılında Zel'dovich tarafından önerilen ve daha sonra Press ve Teukolsky tarafından kara delik bombası kavramına dönüştürülen dönen soğurucu amplifikatörün doğrudan gerçekleştirilmesidir.”

Kara delikleri doğrudan inceleyemediğimiz için, bunun gibi analoglar özelliklerini anlamak için mükemmel bir yoldur. Herhangi bir potansiyel pratik uygulamanın belirlenmesi için çok daha fazla geliştirme ve test yapılması gerekecek.

Ancak şimdilik bu deney, Evren'deki yerçekimsel açıdan en uç nesnelerin fiziğini daha iyi anlamaya yönelik önemli bir adımı temsil edebilir.

Bu yazı SCIENCELAERT’ de yayınlanmıştır.