Nel Regno Unito un gruppo di fisici ha compiuto un'impresa straordinaria, realizzando per la prima volta in laboratorio una sorta di "bomba di buco nero".
Questo ingegnoso esperimento replica un fenomeno teorico vecchio di decenni, in cui l'energia che circonda un buco nero rotante si accumula fino a innescare un rilascio esplosivo.
Il team di ricerca, guidato dal professor Hendrik Ulbricht, fisico all'Università di Southampton, ha costruito un dispositivo sperimentale utilizzando un cilindro di alluminio rotante avvolto da bobine magnetiche.
In questo modo, sono riusciti a simulare le condizioni previste dalla teoria originale, proposta dal matematico inglese Roger Penrose nel lontano 1971.
L'esperimento ha dimostrato con successo come l'energia possa essere estratta e amplificata attraverso un processo noto come superradianza ...
Sebbene l'esperimento non abbia coinvolto veri buchi neri, gli scienziati ritengono che possa fornire preziose indicazioni su come questi oggetti celesti interagiscono con il tessuto dello spazio-tempo.
L'idea di Penrose descrive un modo per sottrarre energia a un buco nero in rotazione, basandosi su un effetto chiamato "trascinamento dello spazio-tempo".
Questo fenomeno fa sì che un oggetto rotante trascini con sé lo spazio circostante, influenzando il movimento degli oggetti vicini.
Sebbene questo effetto sia stato osservato vicino alla Terra, la sua intensità è estremamente ridotta.
Al contrario, nei pressi di un buco nero, il trascinamento dello spazio-tempo diventa molto più intenso. Nell'ergosfera, una regione esterna a un buco nero rotante dove lo spazio-tempo viene trascinato dalla rotazione del buco nero, gli oggetti possono essere trascinati a velocità superiori a quella della luce nel vuoto.
La teoria fu ulteriormente sviluppata dal fisico sovietico Yakov Zeldovich, il quale suggerì che un'amplificazione di energia simile potesse verificarsi se la luce passasse attorno a un cilindro metallico rotante a velocità incredibili. Egli predisse anche che, se uno specchio riflettente circondasse il cilindro, l'energia avrebbe potuto accumularsi in un ciclo di feedback positivo.
Applicato ai buchi neri, questo fenomeno suggerisce che una "bomba di buco nero" potrebbe rilasciare un'energia paragonabile a quella di una supernova. Inoltre, non richiederebbe nemmeno una fonte di energia esterna, poiché il buco nero amplificherebbe minuscole fluttuazioni elettromagnetiche nel vuoto dello spazio, generando energia dal rumore di fondo.
Tuttavia, costruire un oggetto fisico in grado di ruotare abbastanza velocemente da eguagliare la frequenza della luce sembrava impossibile, lasciando la sfida irrisolta per decenni, fino a quando Ulbricht e il suo team non l'hanno affrontata durante il lockdown dovuto al COVID-19 nel 2020. Il fisico dell'Università di Southampton ha rivelato di essere alla ricerca di un progetto significativo quando ha deciso di utilizzare un cilindro di alluminio rotante e campi magnetici per costruire il primo prototipo e dimostrare il ciclo di feedback di Zeldovich.
Con sua grande sorpresa, il sistema ha mostrato una chiara amplificazione di energia, spingendolo ad assemblare immediatamente un team e a sviluppare una versione più sofisticata dell'esperimento. "Ero così entusiasta che, in realtà, si potrebbe dire che mi ha salvato durante il Covid", ha affermato il fisico. Il dispositivo finale è costituito da un cilindro di alluminio rotante, circondato da tre strati di bobine metalliche che generano un campo magnetico che ruota approssimativamente alla stessa velocità del cilindro.
In questo sistema, il campo magnetico svolge il ruolo della luce, mentre le bobine agiscono come lo specchio, intrappolando e amplificando l'energia. Come previsto da Zeldovich, il team ha osservato un segnale magnetico potenziato, creando di fatto una "bomba di buco nero" in miniatura. Il team ha anche scoperto che, senza un campo magnetico esterno iniziale, il sistema poteva generare spontaneamente un segnale incontrollato dal rumore di fondo, rispecchiando ciò che accadrebbe in un vero scenario di "bomba di buco nero".
Vitor Cardoso, fisico ricercatore all'Università di Lisbona in Portogallo, ha spiegato che avere misurazioni di laboratorio precise di questo processo fornisce una forte evidenza che lo stesso fenomeno deve verificarsi anche nella fisica dei buchi neri.
Sebbene la "bomba" da laboratorio sia un modello innocuo, offre ai fisici una rara opportunità di studiare la superradianza in dettaglio. I ricercatori ritengono che potrebbe anche aiutare a testare teorie che coinvolgono campi esotici, inclusi quelli che si pensa siano collegati alla materia oscura.
Fonte: www.hdblog.it
Schema del dispositivo sperimentale costruito per simulare il buco nero rotante.
Credit: Cromb et al. 2025, arxiv 2503.24034v1
Attenzione!
Non è stato creato artificialmente un buco nero, piuttosto un dispositivo che ruota seguendo la stessa fisica di un buco nero.
Iniettando onde nel dispositivo si è verificato come a seguito di ripetute riflessioni questa energia venga amplificata.
In sintesi, si è dimostrato sperimentalmente come l'energia possa essere amplificata utilizzando principi simili a quelli che governano i buchi neri.
Il tutto è stato realizzato nel Regno Unito, nei laboratori dell’Università di Southampton da un team di ricercatori guidato da Marion Cromb.
Il Principal Investigator di questo esperimento assicura che nessun disastro ambientale è derivato o potrà mai derivare da un simile esperimento. I risultati, recentemente pubblicati, (al momento disponibili in un preprint pubblicato su ArXiv) segnano la prima conferma del fenomeno basata su esperimenti di laboratorio.
Fonte e articolo completo: www.ilmeteo.net
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