Il est possible de tirer de l’énergie d’un trou noir, selon une expérience de laboratoire
Bien que nous les connaissions depuis longtemps, nous ne comprenons toujours pas complètement les trous noirs, et le peu que nous savons est plein de bizarreries et de casse-tête.
S’il y a une chose que vous savez probablement sur les trous noirs, c’est que rien ne peut leur échapper. Cependant, une théorie particulière, connue sous le nom de processus de Penrose, suggère une façon d’extraire l’énergie d’un trou noir en rotation. Les chercheurs ont maintenant trouvé un moyen de montrer en laboratoire que c’est possible.
Il est évident qu’on ne peut pas faire de trou noir en laboratoire, mais les chercheurs de l’université de Glasgow ont utilisé ce qu’il y a de mieux : des ondes sonores. Les résultats, rapportés dans Nature Physics, montrent qu’il est parfaitement possible d’extraire de l’énergie d’un système en rotation.
C’est en 1969 que Roger Penrose a proposé pour la première fois d’utiliser un trou noir comme générateur. L’approche consiste à placer un morceau de matière ou un objet sur une orbite particulière non pas dans l’horizon des événements du trou noir, mais dans la région spatio-temporelle en rotation qui l’entoure : l’ergosphère.
Penrose a réalisé qu’il était possible de voler une partie de l’énergie de rotation en séparant la matière en deux et en s’arrangeant pour qu’un morceau tombe dans le trou noir sur une trajectoire spécifique, l’autre morceau sortant du trou noir. Le morceau qui s’échappe aura plus d’énergie qu’il n’en avait lorsqu’il a été mis à l’intérieur. Deux ans plus tard, Yakov Zel’dovich a montré qu’il n’est pas nécessaire d’avoir de véritables trous noirs pour le prouver : un cylindre rotatif réfléchissant la lumière peut produire un effet similaire. Mais il y a un problème : le cylindre doit tourner un milliard de fois par seconde pour que cela fonctionne.
Près de cinquante ans plus tard, la technologie n’est toujours pas là pour tester cela avec la lumière, mais les chercheurs ont trouvé un moyen de tester ce phénomène avec des sons. Ils ont créé une onde sonore tordue avec un anneau de haut-parleurs et l’ont fait interagir avec un disque rotatif. Au-delà d’une certaine vitesse du disque, la torsion de l’onde est inversée et elle vole une partie de l’énergie du disque, devenant ainsi plus forte. Le phénomène est basé sur l’effet Doppler, plus connu, observé lorsque la source des ondes se déplace par rapport à un observateur.
« La version linéaire de l’effet Doppler est familière à la plupart des gens, car le phénomène qui se produit lorsque le son d’une sirène d’ambulance semble s’élever à l’approche de l’auditeur mais s’abaisse en s’éloignant. Il semble augmenter parce que les ondes sonores atteignent l’auditeur plus fréquemment à l’approche de l’ambulance, puis moins fréquemment à son passage », a expliqué l’auteur principal, Marion Cromb, dans une déclaration.
« L’effet Doppler rotatif est similaire, mais l’effet est confiné à un espace circulaire. Les ondes sonores tordues changent de hauteur lorsqu’elles sont mesurées du point de vue de la surface en rotation. Si la surface tourne assez vite, la fréquence du son peut faire quelque chose de très étrange – elle peut passer d’une fréquence positive à une fréquence négative, et ce faisant, voler un peu d’énergie à la rotation de la surface. »
Les chercheurs affirment qu’ayant pu confirmer une théorie vieille d’un demi-siècle, ils souhaitent explorer à l’avenir comment ils peuvent étudier l’effet sur différentes sources, comme les ondes électromagnétiques.
Nous ne sommes pas encore assez avancés pour extraire réellement de l’énergie d’un trou noir en rotation, mais cette technologie pourrait avoir des applications d’amplification amusantes.
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Source : IFLScience – Traduit par Anguille sous roche
