Os investigadores conseguiram criar o primeiro análogo de laboratório da “bomba de buraco negro”, um conceito teórico desenvolvido por físicos na década de 1970.
Se há algo por que os buracos negros são famosos, é pela sua gravidade voraz e praticamente incontornável. A matéria entra num buraco negro - e dificilmente se espera que volte a sair.
Do lado de lá do horizonte de eventos, tanto quanto sabemos, isto mantém-se verdadeiro. No entanto, na região de espaço em torno de um buraco negro, pode haver forma de extrair algo. Em 1971, Roger Penrose propôs que a energia rotacional intensa de um buraco negro em rotação poderia ser usada para amplificar a energia de partículas próximas.
Da ideia de Penrose à “bomba de buraco negro”
Mais tarde, o físico Yakov Zel’Dovich apercebeu-se de que não era necessário um buraco negro para observar este tipo de fenómeno. Segundo o seu raciocínio, um corpo axialmente simétrico a rodar dentro de uma câmara de ressonância poderia produzir a mesma transferência e amplificação de energia, ainda que numa escala muito mais pequena.
Trabalhos subsequentes de outros físicos concluíram que, ao envolver todo o dispositivo num espelho, se cria um ciclo de retroação positiva, aumentando a energia até esta “rebentar” para fora do sistema.
A este cenário deu-se o nome de bomba de buraco negro, e uma equipa de físicos liderada por Marion Cromb, da Universidade de Southampton, no Reino Unido, afirma agora ter conseguido concretizá-lo. Um artigo a descrever a experiência foi disponibilizado no servidor de pré-publicações arXiv.
Como o aparelho de laboratório simula a ergosfera
Para tranquilizar desde já: o dispositivo não representa qualquer perigo. A montagem consiste num cilindro de alumínio em rotação, colocado no interior de camadas de bobinas que geram campos magnéticos a rodar em torno dele, a velocidades controláveis.
Antes, é preciso falar um pouco da ergosfera de um buraco negro - a região de espaço fora do horizonte de eventos. Sabemos que a gravidade deforma o espaço-tempo. No caso de um buraco negro, o campo gravitacional é tão extremo que não só curva o espaço-tempo, como o arrasta com a própria rotação. A este efeito chama-se arrastamento de referenciais.
Quando partículas atravessam um espaço-tempo afectado pela gravidade, deslocam-se, por assim dizer, à sua própria velocidade. Mas se esse espaço-tempo estiver em movimento e as partículas seguirem na mesma direcção desse movimento, para um observador fora dessa região em movimento elas parecem deslocar-se mais depressa - um pouco como caminhar num tapete rolante de aeroporto.
Quando a partícula sai dessa zona de espaço-tempo em movimento, leva consigo mais momento.
Não é possível reproduzir experimentalmente este efeito gravitacional. O que a equipa fez foi simulá-lo, usando campos magnéticos como substituto das partículas, com as bobinas em torno do sistema a funcionarem como reflector para gerar o ciclo de retroação.
O que os resultados mostram
Ao executar a experiência, os investigadores observaram que, quando o cilindro roda mais depressa do que o campo magnético - e no mesmo sentido - o campo magnético é amplificado, em comparação com a situação em que não existe cilindro. Porém, quando o cilindro roda mais devagar do que o campo magnético, o campo é atenuado.
Este resultado é particularmente interessante porque evidencia um efeito de amplificação muito nítido, precisamente como previsto por teorias formuladas há décadas.
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