Os cientistas simularam com sucesso uma “máquina de extração de energia de buraco negro” em laboratório, abrindo um novo caminho para a exploração futura dos mecanismos físicos dos objetos mais extremos do universo. Este importante resultado experimental originou-se de uma teoria proposta pelo famoso físico do século XX, Sir Roger Penrose.
De acordo com os cálculos de Penrose, em torno de um buraco negro em rotação, a violenta distorção do espaço-tempo (o efeito de “arrasto do quadro de referência”) pode gerar e liberar enormes quantidades de energia. Esta região de extração de energia é chamada de “ergosfera” e está localizada fora do famoso “caminho sem retorno” do buraco negro – o horizonte de eventos.
Como os humanos não podem mover diretamente um buraco negro real no laboratório para testes, uma equipe de pesquisa da City University of New York (CUNY) encontrou uma alternativa perfeita. Eles usaram ondas de rádio cuidadosamente moduladas para simular com precisão a rotação do espaço e do tempo, criando assim velocidades de rotação extremamente altas que os sistemas mecânicos simplesmente não conseguiam alcançar.
Para analisar esta versão em ondas de rádio do “buraco negro”, os pesquisadores introduziram a “teoria do Floquet” na matemática. É como aplicar força a uma criança em um balanço. Contanto que o tempo de cada empurrão esteja perfeitamente sincronizado com a frequência de oscilação do próprio balanço, o balanço irá oscilar cada vez mais alto. No experimento, quando ondas eletromagnéticas com características rotacionais específicas interagiram com o sistema, a energia foi extraída com sucesso do sistema e a amplitude da onda foi amplificada.
Hady Moussa, coautor principal do estudo e estudante de doutorado na City University de Nova York, disse que ondas com características rotacionais adequadas extraem energia do sistema e são amplificadas, o que reproduz perfeitamente o mecanismo físico central do “processo Penrose-Zeldovich”.
Este experimento colocou em prática com sucesso a teoria da dinâmica rotacional extrema. Ele não apenas verificou por muito tempo a ideia genial dos físicos, mas também criou uma plataforma experimental poderosa e multifuncional. Ajudará astrofísicos, estudiosos das áreas de física de ondas e ciência quântica a se aprofundarem nos mistérios dos buracos negros mais violentos e misteriosos das profundezas do universo, em um ambiente de laboratório absolutamente seguro. Os resultados da pesquisa foram publicados oficialmente na conhecida revista acadêmica Nature.