العالم _ منوعات
وبدأت النظرية (عمرها 50 عاما) كتكهنات حول كيفية استخدام الحضارة الغريبة للثقب الأسود لتوليد الطاقة. وفي عام 1969، اقترح الفيزيائي البريطاني البروفيسور روجر بنروز، أن الطاقة يمكن توليدها عن طريق مرور جسم عبر محيط الثقب الأسود، أي الطبقة الخارجية لأفق حدث الثقب.
وينبغي أن يتحرك الجسم بشكل أسرع من سرعة الضوء ليظل ثابتا.
وتوقع البروفيسور بنروز، أن يكتسب الجسم طاقة سلبية في هذه المنطقة المتطرفة من الفضاء.
ومن خلال إسقاط الجسم وشطره إلى نصفين، بحيث يقع نصف في الثقب الأسود بينما يتم استرداد النصف الآخر، سيكتسب النصف المسترد طاقة مستخرجة من دوران الثقب الأسود.
ومع ذلك، فإن الحجم الهائل للتحدي الهندسي، الذي اقترحه الفيزيائي المشهور، يقترح أن كائنات متقدمة وربما غريبة، يمكنها تحقيق هذه المهمة.
وبعد ذلك بعامين، اقترح فيزيائي آخر الدكتور ياكوف زيلدوفيتش، أن هذه النظرية يمكن اختبارها من خلال تجربة عملية أكثر واقعية.
واقترح العلماء السوفييت أن موجات الضوء "الملتوية"، التي تضرب سطح أسطوانة معدنية دوارة تدور بسرعة مناسبة، سينتهي بها الأمر إلى انعكاسها بطاقة إضافية مستخرجة من دوران الأسطوانة، بفضل غرابة تأثير "دوبلر" الدوراني.
ولكن فكرة الدكتور زيلدوفيتش اعتبرت غير قابلة للاختبار لأنه، لكي تنجح التجربة، ستحتاج أسطوانة المعدن المقترحة له إلى التدوير على الأقل مليار مرة في الثانية.
ولكن، وجد الباحثون في كلية الفيزياء وعلم الفلك في جامعة غلاسكو أخيرا، طريقة لإثبات التجربة التي اقترحها بنروز وزيلدوفيتش تجريبيا.
ويمكن تحقيق ذلك عن طريق انحناء الصوت بدلا من الضوء، الذي يحتوي على مصدر تردد أقل بكثير وأسهل في الاختبار في المختبر.
وصمم الباحثون نظاما يشتمل على حلقة صغيرة من مكبرات الصوت، لإنشاء تطور في الموجات الصوتية يشبه الانحناء في الموجات الضوئية، التي اقترحها الدكتور زيلدوفيتش.
ووُجّهت تلك الموجات الصوتية المنحنية نحو ممتص صوت دوار مصنوع من قرص رغوي. والتقطت مجموعة من الميكروفونات خلف القرص، الصوت من مكبرات الصوت أثناء مروره عبر القرص، ما زاد من سرعة دورانه بشكل مطرد.
ولإثبات صحة النظرية، تطلع الفريق إلى سماع تغييرا مميزا في تردد واتساع الموجات الصوتية أثناء انتقالها عبر القرص، بسبب تأثير "دوبلر".
وقال ماريون كرومب، طالب دكتوراه في كلية الفيزياء وعلم الفلك بالجامعة والمعد الرئيسي للورقة البحثية: "إن النسخة الخطية من تأثير "دوبلر" مألوفة لمعظم الناس، حيث تبدو الظاهرة التي تحدث مع ارتفاع درجة صوت سيارات الإسعاف وهي تقترب من المستمع، ولكنها تخف بينما تتجه بعيدا. ويبدو أن الصوت يرتفع لأن الموجات الصوتية تصل إلى المستمع بشكل أكثر تواترا مع اقتراب سيارة الإسعاف، ثم أقل تواترا مع مرورها. إن تأثير دوبلر الدوراني متشابه، ولكن التأثير يقتصر على مساحة دائرية. وتغير الموجات الصوتية المنحنية درجة الصوت عند قياسها من وجهة نظر السطح الدوار. وإذا كان السطح يدور بسرعة كافية، فإن تردد الصوت يمكن أن يفعل أمرا غريبا جدا - يمكن أن ينتقل من تردد موجب إلى سلبي، وبذلك يسرق بعض الطاقة من دوران السطح".
ومع زيادة سرعة قرص الدوران أثناء تجربة الباحثين، تنخفض درجة الصوت من مكبرات الصوت حتى تصبح منخفضة جدا، بحيث لا يمكن سماعها.
وكانت السعة الناتجة أكبر بنسبة 30% من الصوت الأصلي القادم من السماعات.
وأضافت كرومب: "ما سمعناه خلال تجربتنا كان استثنائيا. عندما يبدأ الصوت في الظهور مرة أخرى، فذلك لأن الموجات تحولت من تردد موجب إلى تردد سلبي. وهذه الموجات ذات التردد السلبي قادرة على أخذ بعض الطاقة من القرص الدوار، لتصبح أعلى صوتا في هذه العملية - تماما كما اقترح زيلدوفيتش في عام 1971".