Ein Forscherteam der University of Glasgow hat eine bahnbrechende Theorie von Roger Penrose aus dem Jahr 1969 experimentell bestätigt: Energie kann aus rotierenden Schwarzen Löchern gewonnen werden.
Wissenschaftler der School of Physics and Astronomy an der University of Glasgow validierten Penroses Arbeit mit Schallwellen und demonstrierten damit 'extrem seltsame Physik', ein halbes Jahrhundert nach ihrer Erstellung.
Der britische Physiker Penrose postulierte, dass Energie erzeugt werden könnte, indem ein Objekt wie eine Rakete in ein Schwarzes Loch fällt und dabei in zwei Teile gespalten wird. Eine Hälfte entkommt, während die andere den Ereignishorizont überschreitet.
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Die entkommende Hälfte entzieht dem Schwarzen Loch Rotationsenergie und besitzt dadurch mehr Energie als zuvor.
Penrose schlug vor, diese Energie zu speichern und zur Versorgung ganzer Welten zu nutzen – eine Technologie, die nur eine hochentwickelte, möglicherweise außerirdische Zivilisation meistern könnte.
1971 testete Yakov Zeldovich die Idee mit verdrehten Lichtwellen auf einer rotierenden Oberfläche, die eine Milliarde Umdrehungen pro Sekunde erreichen müsste – technisch bislang unmöglich.
Die Glasgower Physiker umgingen dies mit Schallwellen, die eine langsamere Rotation erlauben.
Mithilfe eines Lautsprecherrings erzeugten sie eine rotierende Schallwelle, die auf eine drehende Schaumstoffscheibe traf. Mikrofone an der Rückseite maßen eine Verstärkung der Wellen um bis zu 30 Prozent – den Rotations-Doppler-Effekt.
Marion Cromb, Erstautorin der Studie, erklärt: „Der lineare Doppler-Effekt ist bekannt: Die Sirene eines Krankenwagens klingt höher, wenn er naht, und tiefer, wenn er sich entfernt, da die Wellen häufiger oder seltener eintreffen.“
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Sie fährt fort: „Beim Rotations-Doppler-Effekt wirken verdrehte Schallwellen auf eine kreisförmige Bahn. Bei hoher Drehgeschwindigkeit kann die Frequenz negativ werden und Energie aus der Rotation stehlen.“
Im Experiment fiel die Tonhöhe vor dem Durchgang, wurde unhörbar, stieg dann an und verstärkte sich um bis zu 30 Prozent.
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Professor Daniele Faccio, Mitautor, freut sich: „Wir haben ein halbes Jahrhundert nach der Theorieformulierung in unserem Labor in Westschottland kosmische Physik verifiziert. Das eröffnet neue Forschungswege, etwa mit elektromagnetischen Wellen.“