Index Vakbarát Hírportál

Az atombomba csak petárda a létező legerősebb bombához képest

2025. május 18., vasárnap 15:03

Akárcsak a maghasadás esetében, nemcsak pusztításra alkalmas, de kiváló energiaforrás is az elméletben leírt mechanizmus.

A gyakorlatban is igazolták az elméletben leírt feketelyuk-bomba működőképességét a Southamptoni Egyetem, a Glasgow-i Egyetem és az olasz Nanotechnológiai és Fotonikai Intézet munkatársai.

A feketelyuk-bombát 1972-ben írta le William Press és Saul Teukolsky. Ötletük háttere a Nobel-díjas Roger Penrose által 1969-ben felvetett elmélet volt, amely leírta, hogyan nyerhető energia egy forgó fekete lyukból. Penrose gondolatmenetét ugyanebben az időben Jakov Zeldovics fehérorosz fizikus fejlesztette tovább, aki arra jutott, hogy megfelelő körülmények között bármilyen forgó tárgy felerősítheti az elektromágneses hullámokat.

A feketelyuk-bomba működésének megértéséhez fontos tudni, hogy a fekete lyuk egy olyan égitest, aminek szélsőségesen erős gravitációs mezejét a fény sem képes elhagyni, mert a szökési sebesség meghaladja a fénysebességet, vagyis az univerzum felső sebességi határát. Az erős gravitáció egy ponton a feje tetejére állítja a fizika törvényeit, amiből most csak annyi a lényeges, hogy a legtöbbször irgalmatlan nagy sebességgel forgó fekete lyuk maga köré tekeri a téridőt. Ez a feltekeredő régió az ergoszféra, ahol még éppen csak elkezdődik a fizika törvényeinek fejre állása. Itt már a fénysebességnél gyorsabban kellene mozogni, hogy egy helyben maradjunk, az idekerülő elektromágneses hullámok energiája tehát mindenképpen felerősödik. 

Mi történne, ha tükrökből álló burkolatot építenénk egy fekete lyuk köré, és belőnénk egy kis fényt? A burkolat megépítésének feladata valószínűleg nem olyan nagy, mint gondoljuk, tekintve, hogy egy fekete lyuk végtelenül kicsi. Az elektromágneses hullám viszont felerősödne, visszaverődne a tükrökről, majd addig pörögne minden tükröződésnél exponenciálisan növekvő energiára erősödve, míg az egész fel nem robban a legerősebb ismert robbanáshoz, egy szupernóva-robbanáshoz hasonló energiával. Így működhetne egy feketelyuk-bomba.

Sose halunk meg

Emberként egyrészt tartunk mindenféle bombától, másrészt valószínűleg csalódással tölt el egyeseket, hogy nem dobhatunk le egymásra egy-egy feketelyuk-bombát. Ugyanakkor biztató, hogy e mechanizmusból a megfelelő beállításokkal robbanás nélkül kinyerhető az energia. Ez pedig végtelen energiaforrásként szolgálhat, a szó szoros értelmében, akár a világegyetem végéig, az utolsó csillag kihunyta után is. Arra, hogy mindez lehetséges, elegendő bizonyíték a fent említett, Jakov Zeldovics által felvetett Zeldovics-hatás. A sugárzáserősítő hatást, az úgynevezett szuperradianciát sikerült demonstrálni egy nem fekete lyuknak minősülő forgó tárgyon. 

A kutatók egy olyan szerkezetet építettek, amelynek a közepén egy alumíniumhenger forgott. Ezt egy elektromotorból kiszerelt állórész tekercsei vették körül, amelyet ügyes áramkörbe építve egyszerre használtak a sugárzás hozzáadására és tükrözésére. A kutatók elmondása szerint többször sikerült felrobbantaniuk a berendezést, de nem azért, mert feketelyuk-bombává alakult, hanem mert egy marék biztosíték elégetése árán is meg kellett találniuk a megfelelő beállítást, ahol a szuperradiancia mérhető. Végül sikerült megmérni a forgó henger mozgási energiájának hozzáadódását, az erősítő hatás egy millijoule-ban (egy billentyű leütésének megfelelő munka) volt mérhető.

Egy fokkal meglepőbb volt, hogy mindez elektromágnesesség külső hozzáadása nélkül, látszólag a vákuum kvantumfluktuációjának erősítésével is működött. A kutatáson dolgozó Vitor Cardoso szerint a kísérlet egyik tanulsága, hogy nagyon drága berendezések nélkül is modellezhető a fekete lyukak környezetének működése.

A Southamptoni Egyetem kutatója, Hendrik Ulbricht a hatás kvantumfluktuációkkal kapcsolatos működésének szeretne a végére járni a kísérlet hőforrásoktól függetlenített változatával. Ez a munka azért jelentős, mert ebben a jelenségben összekapcsolódik a fekete lyukak relativitáselmélet által leírt környezete és a kvantumfizika léptéke – a fizika legnagyobb problémáinak listáját jelenleg vezeti, hogy a világot leíró e két elméletet eddig nem sikerült egyesíteni.

(Live Science, Scientific American)

Rovatok