خرافة: نسرق الطاقة من الثقب الأسود؟

اسمع، لازم تحكيلي إيش رأيك باللي رح اقوله لك الحين.

الثقب الأسود معروف إنه بيسحب كل شي حوله. كل شي. ولا حتى الضوء يقدر يهرب منه. هاد اسمه "الابتلاع الكوني" — السواد ما بين النجوم بياكل كل شي يقرب منه.

بس هاي القصة غريبة أكتر: من أكتر من ٥٠ سنة، فيزياويين إرتأوا إنه تحت شروط معينة، ممكن تسرق الطاقة من ثقب أسود دوّار. أيوا، سرق. كأنها عملية تحرير من هوليوود، بس بالكون.

وصاروا فعلاً عملوها. بمختبر. بموجات الراديو.

نعم، قرأتها أكثر من مرة حتى صدقت.

عملية بينروز: حلم عمره نصف قرن

نرجع للستنيات. فيفيزيائي اسمه روجر بينروز جاء بفكرة مجنونة: إذا رميت شي جوا ثقب أسود دوّار بالطريقة الصح، هاد الشي ممكن ينقسم وهو ساقط. قطعة تعبر أفق الحدث (وتختفي للأبد)، لكن القطعة الثانية تهرب — وياكلها طاقة أكتر مما بدأت فيه.

الشغل السحري كله بيسمى الكرّة. تخيّل منطقة حول الثقب الأسود الدوّار حيث الزمكان نفسه بيتدحرج مع دوران الثقب، كانك تدور حول مصرف. لما تلقيلك جسيم هون وجواه ينقسم، القطعة المنفلتة تطلع بطاقة مسروقة من دوران الثقب الأسود.

كان الموضوع بيصير خيال علمي لما بينروز طرحه. وبعدين فيزيائي تاني اسمه ياكوف زيلدوفيتش وسّع الفكرة — قال إن الموجات ممكن تعمل نفس الشي. تاخد طاقة من شي يدور.

المشكلة الوحيدة؟ ما بتقدر تعمل تجربة جنب ثقب أسود. تقريباً مستحيلة الوصول.

بنينا ثقب أسود في بروكلين

وهون بتصير القصة ممتعة.

فريق في مركز CUNY Graduate قال: "شو لو عملنا دوران وهمي يتصرف كانه ثقب أسود؟ بدون ما ندور أي شي فعلياً؟"

وفعلوها.

الباحثين بنوا حلقة من مكوّنات إلكترونية — رنانات تردد راديوي — مرتبة بدائرة. الخدعة الذكية: ما داروا الحلقة فعلياً. بالعكس، غيّروا خصائص كل مكوّن بسرعة وتسلسل محسوب، فأنشأوا نمط متحرك يحاكي دوران خرافي.

تخيلها كأنك تشوف مروحة بتفني تصير تدور بالعكس بسبب سرعة الكاميرا. الباحثين هندسوا النظام úgy que las ondas adentro يكونوا متأكدين إنهم بيتعاملوا مع شي يدور بسرعات جنونية — سرعات ما بتقدر توصلها ميكانيكياً.

"بنعمل وهم دوران فائق السرعة," قال الفريق البحثي. "موجات بخواص معينة بتستخلص طاقة من الحركة الصناعية دي وبتتضخم."

هاي عملية بينروز بعينها. بس بدل جسيمات، بموجات راديو. وبجهاز بيصير على منضدة مختبر.

ليش هاد الموضوع مهم بهالشكل؟

خليني أشرح ليه هاد بيغيّر اللعبة.

أولاً، ممكن نختبر فيزياء الثقوب السوداء بدون ما نروح للفضا. أكثر البيئات تطرفاً بالكون — الثقوب السوداء، النجوم النيوترونية، أماكن انحناء الزمكان — كانت دائماً بعيدة عن التجريب المباشر. الحين عندنا طريقة محكومة نعيد إنتاج الفيزياء الأساسية لهاد النوع من البيئات.

ثانياً، هاد يفتح أبواب لتكنولوجيا عملية. نفس المبادئ اللي بتسمحلك تسرق طاقة من دوران الثقب الأسود الوهمي ممكن تساعدنا نصمم أنظمة أفضل للاتصالات والبصريات والفوتونيات. إذا بتقدر تضخّم إشارات باستخدام دوران اصطناعي، بتقدر تبني أجهزة أكتر كفاءة وفلترة وقدرة.

ثالثاً، التقنيات الكمية ممكن تستفيد كمان. الباحثين قالوا نفس الأسلوب ممكن يشتغل مع فوتونات وأنظمة كمية، وهاد ممكن يغيّر كيف بنعالج ونتحكم بالمعلومات الكمية.

أحلى جزء (عالأقل بأذواقي)

هون اللي فعلاً بخوّفني.

بسبب إن الدوران الصناعي بيقدر يحاكي حركة تتجاوز اللي بتقدر المادية توصلها، فجأة صرنا قادرين ندرس أنظمة فيزيائية ما كانت تخطر على بال أحد. بالفيزياء العادية، ولا شي يدور أسرع من اللي الضوء يسمحو. بس بهاد النظام الصناعي؟ الرياضيات تلعب بقواعد مختلفة.

يعني مش بس بنعيد إنتاج فيزياء موجودة — بنكتشف شو بصير لما الدوران يتجاوز الحدود الطبيعية بمراحل. وهاد ممكن يقودنا لظواهر جديدة ما تخيّلتوش أصلاً.

الباحثين نفسهم بيقولوا إنه في شغل كتير قدام لحد ما هاد المفاهيم تنتقل لأجهزة حقيقية. بس دليل المبدأ موجود، والإمكانيات مثيرة فعلاً.

خلاصة

بجد عجيب إني عايش بعصر حيث "استخراج الطاقة من ثقب أسود وهمي" بيصير بمختبرات حقيقية. مش خيال علمي. مش أوراق نظرية من الستينات. تجارب حقيقية. تضخيم حقيقي. نتائج حقيقية.

أحياناً بنسى قديتش هاد الشي. من ٥٠ سنة، روجر بينروز حلم بعملية بدت مستحيلة، مبنية على فيزياء غريبة للثقوب السوداء الدوّارة. اليوم، بنقدر نعيد إنتاج جوهر هاي العملية بموجات راديو وهندسة ذكية.

شو اللي جاي خلال الـ ٥٠ سنة الجاية؟

بصراحة؟ مش قادر استنى أشوف.