Учените от Националната лаборатория на Лорънс Бъркли измислиха как енергията може да бъде извлечена от въртяща се черна дупка, за да се ускорят частиците до почти светлинни скорости. Резултатите от симулацията показаха, че черната дупка произвежда „отрицателна енергия“чрез процеса на Пенроуз, който ускорява тялото близо до хоризонта на събитията. Това съобщава Science Alert.
Известно е, че черните дупки, които имат акредиращ диск, генерират струи (струи) от релативистка плазма, изтичаща от полюсите. Тъй като черната дупка има мощно привличане, учените са разработили няколко хипотези за това откъде идва енергията, което позволява на струите да напуснат гравитационното поле. Смята се, че въртяща се черна дупка има специален участък от пространство-време - ергосферата, която е разположена между хоризонта на събитията и статичната граница, тоест границата, под която тялото вече не може да бъде в покой и се придвижва към въртенето на черната дупка.
В ергосферата протичат процеси, които позволяват на тялото да извлича ротационната енергия на черната дупка, за да даде достатъчно ускорение. Според процеса на Пенроуз тялото може да се раздели на две части, едната от които трябва да пада извън хоризонта на събитията. Ако два фрагмента имат определени скорости, специално разположение една спрямо друга и летят по правилните траектории, тогава падането на един фрагмент прехвърля енергията в другата част, която е по-голяма от енергията, която тялото първоначално е притежавало. На външен наблюдател изглежда, че тялото е разделено на част с положителна енергия и част с „отрицателна енергия“, която при падане под хоризонта намалява ъгловия импулс на черната дупка. В резултат първият фрагмент излита от ергосферата, „отнемайки“енергията на въртене на черната дупка.
Друг механизъм, наречен процес Blanford-Znaek, се осигурява от магнитното поле, което създава акреционния диск. Той също така изисква ергосфера, където се появява електрическо поле и потенциална разлика между екватора и полюсите на черната дупка. С други думи, черна дупка напомня донякъде на еднополюсен генератор, но този процес изисква наличието на каскади от електронно-позитронни двойки.
Резултатите от симулацията показаха, че и двата процеса протичат в ергосферата на черна дупка. Учените са симулирали поведението на плазма, в която сблъсъците на частици не играят особена роля при наличието на силно гравитационно поле, генерирано от черна дупка. В резултат на това в системата започват да се появяват електрони и позитрони, които допринасят за генерирането на енергия в електромагнитното поле, излъчвано под формата на струи. Междувременно някои частици, очевидно, забавят въртенето на черната дупка, падайки отвъд хоризонта на събитията, тоест те имат „отрицателна енергия“, според процеса на Пенроуз. Въпреки това, частта, възстановена по този начин, е много малка.