فیزیکدانان، نظریه‌ای با قدمت نیم قرن را تایید کردند
فیزیکدانان، نظریه‌ای با قدمت نیم قرن را تایید کردند
مجله علمی ایلیاد - فیزیکدانان دانشگاه گلاسکو و دانشگاه آریزونا، به طور تجربی یک نظریه به قدمت نیم قرن را تایید کرده‌اند. این نظریه به‌عنوان یک گمانه‌زنی در مورد اینکه یک تمدن بیگانه‌ی پیشرفته چگونه می‌تواند از یک سیاهچاله‌ی چرخان برای تولید انرژی استفاده کند، آغاز شد. در سال ۱۹۶۹ «راجر پنروز» فیزیکدان ریاضیاتی بریتانیایی، روشی را برای استخراج انرژی یک سیاهچاله‌ی در حال چرخش که اکنون به عنوان «سوپردیانس پنروز» شناخته می‌شود، پیشنهاد کرد.
وی اظهار داشت که یک تمدن بسیار پیشرفته و شاید بیگانه ممکن است روزی بتواند انرژی را از یک سیاهچاله‌ی چرخان با پایین آوردن و سپس آزاد کردن جرم از ساختاری که همراه با سیاهچاله در حال چرخش است، استخراج کند. در سال ۱۹۷۱، یک فیزیکدان نظری بلاروسی به‌نام «یاکوف زلدوویچ» این ایده از سوپردیانس چرخشی از یک سیاهچاله‌ی چرخان به یک جاذب چرخان، مانند یک استوانه‌ی فلزی را تفسیر کرد.
وی پیشنهاد کرد که امواج نورِ پیچ‌و‌تاب خورده که به سطح یک سیلندر چرخشی با سرعت مناسب برخورد می‌کنند، دیگر با انرژی اضافی که از چرخش استوانه استخراج می‌شود، بازتاب پیدا نمی‌کنند که این امر به لطف تغییر ناگهانی اثر دوپلر چرخشی است.
اما ایده‌ی زلدوویچ از سال ۱۹۷۱ فقط به‌عنوان یک نظریه باقی مانده است، زیرا برای اینکه یک آزمایش عملی شود، یک سیلندر فلزی پیشنهادی باید حداقل یک میلیارد بار در ثانیه بچرخد. در حال حاضر، پروفسور «دانیل فاسیو»، پروفسور «مایلز پاجت» و همکاران‌شان سیستمی را ایجاد کرده‌اند که از حلقه‌های کوچک بلندگو برای ایجاد پیچ و تاب در امواج صوتی شبیه به پیچ و تاب در امواج نوری که زلدوویچ پیشنهاد کرد، استفاده می‌کند.
این امواج صوتی پیچ خورده به سمت یک جاذب صدای در حال چرخش ساخته شده از یک دیسک فوم، جهت‌گیری شدند. مجموعه‌ای از میکروفون‌های موجود در پشت دیسک هنگام عبور از روی دیسک، صدا را از بلندگوها جمع می‌کند که به‌طور پیوسته سرعت چرخش آن‌را افزایش می‌دهد.
نویسندگان قصد داشتند بدانند که نظریات پنروز و زلدوویچ صحیح بودند که این مساله تغییر متمایزی در فرکانس و دامنه‌ی امواج صوتی هنگام عبور از میان دیسک ناشی از تغییر ناگهانی اثر داپلر ایجاد کرد. «ماریون کروم» نویسنده‌ی اول این مقاله و دانشجوی دکترای دانشکده فیزیک و نجوم در دانشگاه گلاسکو، می‌گوید: «نسخه‌ی خطی اثر داپلر برای اکثر مردم آشنا است، زیرا پدیده‌ای که هنگام آژیر آمبولانس رخ می‌دهد، با نزدیک شدن به شنونده افزایش می‌یابد، اما با دور شدن فروکش می‌کند. به‌نظر می‌رسد که این صدا افزایش می‌یابد، زیرا امواج صوتی با نزدیک‌تر شدن آمبولانس بیشتر می‌شوند و سپس با عبور آن کمتر می‌شوند.»
امواج پیچ خورده هنگام اندازه‌گیری از نقطه‌نظر سطح چرخش، گام خود را تغییر می‌دهند. اگر سطح به اندازه‌ی کافی سریع بچرخد، فرکانس صدا می‌تواند کار بسیار عجیبی انجام دهد؛ می‌تواند از یک فرکانس مثبت به منفی برود و با این کار مقداری انرژی از چرخش سطح بدزدد.»
با افزایش سرعتِ دیسکِ در حال چرخش در حین آزمایش، گام صدا از بلندگوها کاهش می‌یابد تا اینکه به حدی کم می‌شود که شنیدن آن غیرممکن خواهد بود؛ سپس گام دوباره بلند می‌شود تا زمانی که به سطح قبلی خود برسد، اما بلندتر خواهد بود، با دامنه‌ای تا ۳۰ درصد بیشتر از صدای اصلی که از بلندگوها می‌آید.
کروم می‌گوید: «آنچه در طول آزمایش شنیدیم، فوق‌العاده بود. آنچه اتفاق می‌افتد این است که با افزایش سرعت چرخش، فرکانس امواج صوتی داپلر به صفر تغییر می‌کند. هنگامی که صدا دوباره به عقب برگردد، به این دلیل است که امواج از یک فرکانس مثبت به فرکانس منفی منتقل شده‌اند. این امواج با فرکانس منفی قادر به گرفتن مقداری از انرژی از دیسک فوم در حال چرخش هستند و در این مرحله بلندتر می‌شوند؛ دقیقاً همانگونه که زلدوویچ در سال ۱۹۷۱ پیشنهاد داد.»
پروفسور فاسیو در پایان می‌گوید: «ما بسیار هیجان زده‌ایم که نیم قرن پس از ارائه‌ی این نظریه، توانستیم برخی از بخش‌های عجیب و غریب فیزیک را بررسی کنیم.»