Penrose-rettssak

Den Penrose prosess , teoretisert ved Roger Penrose i 1969 , angir at energien kan hentes ut fra en roterende svart hull . Dette er mulig fordi rotasjonsenergien til et roterende svart hull er utenfor begivenhetshorisonten , i regionen av ergosfæren .

Penrose-prosessen kan illustreres med et enkelt eksempel: En partikkel kastes med fire momentum i det sorte hullets rotasjonsretning. Energien til denne partikkelen er ${\ displaystyle p_ {a}}$

${\ displaystyle E_ {0} = - p_ {0} ^ {a} \ xi _ {a}}$

Denne energien til partikkelen forblir konstant under fallet inn i det svarte hullet. Når man kommer inn i ergosfæren, forfaller partikkelen til en partikkel med ytterligere positiv vinkelmoment og energi og en partikkel med negativ vinkelmoment og energi. Bevaring av vinkelmoment og energitilstand som:

${\ displaystyle p_ {0} ^ {a} = p_ {P} ^ {a} + p_ {N} ^ {a}}$

Hvis man også kontraherer denne ligningen , gjelder også følgende: ${\ displaystyle \ xi _ {a}}$

${\ displaystyle E_ {0} = E_ {P} + E_ {N}}$, der ${\ displaystyle E_ {N} <0}$

Partikkelen med positiv vinkelmoment og energi unnslipper ergosfæren, mens partikkelen med negativ vinkelmoment og energi faller ned i det svarte hullet. For en utenforstående observatør virker dette som å hente ut energi fra det svarte hullet der . Massen til det svarte hullet reduseres til , noe som betyr at en energi er utvunnet fra det svarte hullet . ${\ displaystyle E_ {P}> E_ {0}}$${\ displaystyle M- | E_ {N} |}$${\ displaystyle E_ {N}}$

I 1971 brukte Jakow Seldowitsch den postulerte effekten på saken med en roterende absorber, for eksempel en metallsylinder, som blir rammet av en "klassisk" (dvs. mekanisk) bølge. Den innfallende bølgen skal da få energi ved refleksjon hvis sylinderens rotasjonsfrekvens er høyere enn bølgefrekvensen, noe som kan bli bekreftet eksperimentelt i 2020 i tilfelle lydbølger .

Se også

• Linsetørrende effekt
• Kerr-beregning

Individuelle bevis

1. Rose Penrose, gravitasjonssammenbrudd: rollen som generell relativitet, Rivista del Nuovo Cimento, serie 1, bind 1, 1969, s. 252
2. ^ R. Penrose, RM Floyd, utvinning av rotasjonsenergi fra et svart hull, Nature, bind 229, 1971, s. 177-179
3. ^ ^{A b} Robert Wald: Generell relativitet . University of Chicago Press ,, ISBN 0-226-87033-2 .
4. ↑ Forsterkning av bølger fra et roterende legeme www.nature.com, publisert 22. juni 2020, åpnet 28. juni 2020
5. ↑ Fysikere bekrefter teorien om halvt århundre om roterende sorte hull www.sci-news.com, 24. juni 2020