Pesquisadores criaram em laboratório pela primeira vez a chamada “bomba de buraco negro”. O conceito foi proposto primeiro em 1972 pelos físicos William Press e Saul Teukolsky, e agora foi verificado experimentalmente por físicos da Universidade de Southampton, Glasgow e do Conselho Nacional de Pesquisa da Itália.
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Antes de continuar, voltemos brevemente a 1969. Naquele ano, Sir Roger Penrose, físico britânico que recebeu o prêmio Nobel, apresentou uma forma de extrair energia dos buracos negros em rotação — pois é, além de serem os objetos mais densos do universo, os buracos negros têm alta velocidade de rotação. Alguns deles alcançam mais de 90% da velocidade da luz!
O físico Yakov Zel’dovich tentou entender melhor o fenômeno, e descobriu em 1971 que dava para observá-lo sem a necessidade de um buraco negro: bastava ter em mãos um objeto simétrico em rotação em uma câmara de ressonância, produzindo transferência de energia e amplificação em escala menor. O fenômeno é conhecido como “efeito Zel’dovich”.
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Em outras pesquisas, físicos mostraram que se o dispositivo fosse cercado por um espelho, iria ocorrer um efeito de feedback em loop que amplifica a energia até o sistema explodir. É por isso que o conceito é conhecido como “bomba de buraco negro”, que é o que os autores verificaram no novo estudo.
Buraco negro em ação
Para investigá-lo, a equipe liderada por Marion Cromb, da Universidade de Southampton, usou um cilindro de alumínio que gira com um motor elétrico e o cercou por três camadas de bobinas metálicas. Elas criaram e refletiram um campo magnético no cilindro, servindo como um espelho. Conforme os pesquisadores direcionavam o campo magnético para o cilindro, perceberam que o campo magnético refletido ficava mais forte.
Depois, eles removeram o campo magnético fraco das bobinas e perceberam que o circuito começou a gerar suas próprias ondas, que foram amplificadas pelo cilindro. Entre a velocidade de rotação do cilindro e campo magnético ampliado estava o efeito de Zel’dovich, que ocorria a todo vapor.
Em suas análises, Zel’dovich previu que um objeto absorvente em rotação (como o cilindro) passaria a ter efeito de amplificação se a superfície se mover mais rapidamente que a onda recebida. “Nosso trabalho traz essa previsão totalmente para o laboratório, demonstrando não apenas a amplificação, mas também a transição para a instabilidade e a geração espontânea de ondas”, explicou Maria Chiara Braidotti, coautora do estudo.
Claro, os pesquisadores não criaram um buraco negro de verdade, mas conseguiram mostrar que a amplificação exponencial, bem como a superradiância rotacional, são universais. Os resultados, disponibilizados no repositório arXiv sem revisão de pares, vão ajudá-los a entender melhor a rotação dos buracos negros.
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