ผลทดลองล่าสุดชี้ แนวคิดหย่อนวัตถุลงหลุมดำเพื่อดึงพลังงานมาใช้เป็นไปได้จริง
นับเป็นเวลากว่าครึ่งศตวรรษมาแล้วที่โรเจอร์ เพนโรส นักฟิสิกส์ชาวอังกฤษ ได้เสนอแนวคิดการนำพลังงานมหาศาลจากหลุมดำมาใช้ โดยให้หย่อนวัตถุลงตรงด้านนอกของขอบฟ้าเหตุการณ์ก่อนจะดึงกลับมาบางส่วน ซึ่งเขาเชื่อว่าสิ่งมีชีวิตทรงภูมิปัญญาต่างดาวสามารถใช้วิธีนี้เก็บเกี่ยวพลังงานจากหลุมดำได้แล้ว
แนวคิดของเพนโรสเชื่อว่า เมื่อหย่อนวัตถุลงใน ergosphere ของหลุมดำ อันเป็นบริเวณเชื่อมต่อระหว่างขอบฟ้าเหตุการณ์ด้านนอกและจานพอกพูนมวลที่หมุนอย่างรวดเร็ว วัตถุนั้นจะเคลื่อนที่เร็วกว่าแสงและจะได้พลังงานลบ (negative energy) มาเก็บไว้ในตัว หากเราทำให้วัตถุนั้นตกลงไปในหลุมดำครึ่งหนึ่ง และดึงกลับขึ้นมาอีกครึ่งหนึ่ง การเคลื่อนที่ถอยกลับจะทำให้วัตถุครึ่งที่ถูกดึงกลับมามีพลังงานจากการหมุนของหลุมดำ ซึ่งมนุษย์สามารถนำมาใช้ประโยชน์ได้
- พบแสงจ้าจากหลุมดำรวมตัวกันครั้งแรก สว่างเท่าดวงอาทิตย์ล้านล้านดวง
- เผยภาพถ่ายใหม่ล่าสุดของหลุมดำขณะปะทุไอพ่นพลังงานสูง
- พบร่องรอยการระเบิดครั้งใหญ่ที่สุดในจักรวาลรองจากบิ๊กแบง
ที่ผ่านมาเราไม่อาจพิสูจน์ความถูกต้องของแนวคิดนี้กับหลุมดำของจริง แต่ล่าสุดทีมนักฟิสิกส์จากมหาวิทยาลัยกลาสโกว์ของสหราชอาณาจักร ลงมือทำการทดลองที่ให้ผลยืนยันว่า แนวคิดดึงพลังงานจากหลุมดำมาใช้นั้นเป็นไปได้ โดยมีการจำลองสภาพบางอย่างของหลุมดำในห้องปฏิบัติการ
รายงานวิจัยที่ตีพิมพ์ในวารสาร Nature Physics ระบุว่า ระเบียบวิธีที่ใช้ในการทดลองครั้งนี้ ถูกดัดแปลงมาจากข้อเสนอของยาคอฟ เซลโดวิช นักฟิสิกส์ชาวรัสเซียที่เสนอวิธีทดสอบแนวคิดของเพนโรสไว้ตั้งแต่ปี 1971 โดยในตอนนั้นเซลโดวิชเสนอให้ยิงคลื่นแสงที่ถูกบิด (twisted light waves) ให้ไปตกกระทบและสะท้อนออกจากวัตถุทรงกระบอกที่หมุนเร็วถึง 1 พันล้านรอบต่อวินาที ก่อนจะดูถึงความเปลี่ยนแปลงของพลังงานคลื่นแสงที่สะท้อนกลับมา
การทดลองเช่นนี้ทำให้เกิดสภาพการณ์ที่คล้ายกับได้หย่อนวัตถุลงในหลุมดำ ตรงตามแนวคิดที่เพนโรสได้เสนอไว้ แต่อย่างไรก็ตาม ในการทดลองครั้งล่าสุดของทีมนักฟิสิกส์มหาวิทยาลัยกลาสโกว์ มีการใช้คลื่นเสียงแทนคลื่นแสง โดยใช้อุปกรณ์ส่งคลื่นเสียงไปยังจานโฟมดูดซับเสียงที่หมุนความเร็วสูง และวัดความเปลี่ยนแปลงของพลังงานคลื่นเสียงที่ผ่านจานหมุนออกมาในรูปของปรากฏการณ์ดอปเปลอร์ (Doppler effect)
ผลปรากฏว่าคลื่นเสียงที่ผ่านออกมามีแอมพลิจูด (amplitude) หรือความสูงของคลื่นระหว่างยอดคลื่นถึงท้องคลื่นเพิ่มขึ้น ส่งผลให้คลื่นเสียงมีความเข้มและดังยิ่งขึ้น แสดงถึงการได้รับพลังงานกลับมามากขึ้นนั่นเอง ทำให้แวดวงฟิสิกส์เริ่มมีความหวังว่า แนวคิดที่มีอายุเก่าแก่ถึง 51 ปีนี้จะสามารถนำมาใช้ได้จริงในวันใดวันหนึ่งข้างหน้า