Los científicos del Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley han descubierto cómo se puede extraer energía de un agujero negro en rotación para acelerar las partículas a velocidades cercanas a la de la luz. Los resultados de la simulación mostraron que el agujero negro produce "energía negativa" a través del proceso de Penrose, que acelera el cuerpo cerca del horizonte de eventos. Esto es informado por Science Alert.
Se sabe que los agujeros negros, que tienen un disco de acreción, generan chorros (chorros) de plasma relativista que escapa de los polos. Dado que el agujero negro tiene una atracción poderosa, los científicos han desarrollado varias hipótesis sobre el origen de la energía, lo que permite que los chorros abandonen el campo gravitacional. Se cree que un agujero negro giratorio tiene una región especial de espacio-tiempo: la ergosfera, que se encuentra entre el horizonte de eventos y el límite estático, es decir, el límite por debajo del cual el cuerpo ya no puede estar en reposo y se mueve hacia la rotación del agujero negro.
En la ergosfera tienen lugar procesos que permiten al cuerpo extraer la energía rotacional del agujero negro para darse suficiente aceleración. Según el proceso de Penrose, el cuerpo se puede dividir en dos partes, una de las cuales debe caer más allá del horizonte de eventos. Si dos fragmentos tienen ciertas velocidades, una posición especial entre sí y vuelan a lo largo de las trayectorias correctas, entonces la caída de un fragmento transfiere la energía de la otra parte, mayor que la energía que originalmente poseía el cuerpo. Para un observador externo, parece como si el cuerpo estuviera dividido en una parte con energía positiva y una parte con "energía negativa" que, al caer por debajo del horizonte, disminuye el momento angular del agujero negro. Como resultado, el primer fragmento sale volando de la ergosfera, "tomando" la energía de rotación del agujero negro.
Otro mecanismo, llamado proceso Blanford-Znaek, es proporcionado por el campo magnético que crea el disco de acreción. También requiere una ergosfera, donde se produce un campo eléctrico y una diferencia de potencial entre el ecuador y los polos del agujero negro. En otras palabras, un agujero negro recuerda algo a un generador unipolar, pero este proceso requiere la presencia de cascadas de pares electrón-positrón.
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Los resultados de la simulación mostraron que ambos procesos tienen lugar en la ergosfera de un agujero negro. Los científicos han simulado el comportamiento de un plasma, en el que las colisiones de partículas no juegan un papel especial, en presencia de un fuerte campo gravitacional generado por un agujero negro. Como resultado, comenzaron a aparecer electrones y positrones en el sistema, lo que contribuyó a la generación de energía en el campo electromagnético, emitida en forma de chorros. Mientras tanto, algunas partículas, aparentemente, ralentizaron la rotación del agujero negro, cayendo más allá del horizonte de eventos, es decir, tenían "energía negativa", según el proceso de Penrose. Sin embargo, la fracción de energía recuperada de esta forma fue muy pequeña.