Lawrence Berkeleyn kansallisen laboratorion tutkijat ovat selvittäneet, kuinka energiaa voidaan ottaa pyörivästä mustasta reiästä hiukkasten kiihdyttämiseksi melkein valonopeuteen. Simulaatiotulokset osoittivat, että musta reikä tuottaa "negatiivista energiaa" Penrose-prosessin kautta, joka kiihdyttää kehoa tapahtumahorisontin lähellä. Tämän on ilmoittanut Science Alert.
On tunnettua, että mustat aukot, joissa on lisääntymislevy, tuottavat relativistisen plasman suihkut (suihkut), jotka pakenevat napoilta. Koska mustalla aukolla on voimakas vetovoima, tutkijat ovat kehittäneet useita hypoteeseja siitä, mistä energia tulee, jolloin suihkut voivat poistua painovoimakentästä. Uskotaan, että pyörivällä mustalla aukolla on erityinen avaruus-ajan alue - ergosfääri, joka sijaitsee tapahtumahorisontin ja staattisen rajan välissä, toisin sanoen rajan, jonka alapuolella kehon ei voi enää olla levossa, ja liikkuu kohti mustan aukon pyörimistä.
Ergosfäärissä tapahtuu prosesseja, joiden avulla vartalo voi poimia mustan aukon kiertoenergian riittävän kiihtyvyyden aikaansaamiseksi. Penrose-prosessin mukaan vartalo voi jakaa kahteen osaan, joista yhden tulee pudota tapahtumahorisontin ulkopuolelle. Jos kahdella fragmentilla on tietyt nopeudet, erityinen sijainti toisiinsa nähden ja ne lentävät oikeita ratoja pitkin, niin yhden fragmentin putoaminen siirtää toisen osan energian, enemmän kuin kehon alun perin omistama energia. Ulkopuoliselle tarkkailijalle näyttää siltä, että vartalo olisi jaettu positiivisen energian osaan ja "negatiivisen energian" osaan, joka horisontin ulkopuolelle pudotettaessa pienentää mustan aukon kulmavoimaa. Seurauksena on, että ensimmäinen fragmentti lentää ergosfääristä ulos "ottaen" mustan aukon kiertoenergian.
Toisen mekanismin, nimeltään Blanford-Znaek-prosessi, aikaansaa magneettikenttä, joka luo lisääntymislevyn. Se vaatii myös ergosfäärin, jossa tapahtuu sähkökenttä ja potentiaalierot päiväntasaajan ja mustan aukon napojen välillä. Toisin sanoen, musta reikä muistuttaa jonkin verran yksinapaista generaattoria, mutta tämä prosessi vaatii elektronipositroniparien kaskadien läsnäolon.
Simulaatiotulokset osoittivat, että molemmat näistä prosesseista tapahtuvat mustan aukon ergosfäärissä. Tutkijat ovat simuloineet plasman käyttäytymistä, jossa hiukkasten törmäyksillä ei ole erityistä roolia mustan aukon muodostaman voimakkaan painovoimakentän läsnä ollessa. Seurauksena oli, että elektronit ja positronit alkoivat ilmestyä järjestelmään, mikä myötävaikutti energian muodostumiseen sähkömagneettisessa kentässä, joka emittoituu suihkumuotoon. Samaan aikaan jotkut hiukkaset, ilmeisesti, hidastivat mustan aukon pyörimistä, pudotettaessa tapahtumahorisontin yli, ts. Heillä oli "negatiivinen energia" Penrose-prosessin mukaan. Tällä tavoin talteen otetun energian osuus oli kuitenkin hyvin pieni.