Un equipo de científicos ha conseguido reproducir en condiciones controladas un fenómeno teórico propuesto hace más de medio siglo: la llamada ‘bomba de agujero negro’, un mecanismo que amplifica energía a partir de rotación, replicando así el efecto Zel’dovich. Los resultados del estudio se pueden encontrar en la plataforma arXiv.
La teoría se remonta a 1969, cuando el físico Roger Penrose planteó que era posible extraer energía de un agujero negro si un objeto se introducía en su ergosfera, la región que lo rodea inmediatamente. En ese escenario, una parte del objeto podría ser absorbida con energía negativa, mientras la otra escaparía, ganando energía neta. La clave está en que el agujero negro perdería parte de su velocidad de rotación, sin que se infrinjan las leyes de la relatividad.
Inspirado por esa hipótesis, el físico bielorruso Yakov Zel’dovich propuso una alternativa viable en laboratorio. Su planteamiento se centraba en un objeto giratorio capaz de amplificar ondas, si estas tenían un momento angular suficiente y una frecuencia inferior a la del giro del objeto. Este proceso, vinculado al efecto Doppler rotacional, predecía que se podía obtener más energía de la que se introducía inicialmente.
Primera ‘bomba de agujero negro’ funcional
En el citado estudio, un grupo de investigadores ha logrado validar experimentalmente esta predicción utilizando un cilindro de aluminio giratorio. Al hacer incidir ondas electromagnéticas sobre este objeto, se detectó que las ondas eran amplificadas en lugar de absorbidas, gracias a una condición fundamental: desde el punto de vista del cilindro, las ondas llegaban con frecuencia angular negativa.
Este cambio de frecuencia es el que activa el proceso de absorción negativa, dando lugar a una amplificación. Así, lo que era una teoría abstracta se convierte en una observación empírica reproducida en laboratorio, gracias a un diseño relativamente sencillo pero conceptualmente complejo.
El avance más sorprendente vino con la creación de una versión funcional de la ‘bomba de agujero negro’. Para ello, se utilizó un cilindro que rotaba más lentamente que el campo electromagnético circundante, y se acopló a un resonador de baja pérdida. El resultado fue una amplificación exponencial del ruido de fondo, que evolucionó hasta convertirse en una señal autosostenida generada a partir de la nada.
Según explicaron los autores en una nota de prensa anterior a la publicación del artículo científico, «una vez activado el sistema, se comporta como un generador: amplifica modos electromagnéticos espontáneos hasta alcanzar un régimen inestable». Esta es, en términos experimentales, la traducción práctica de lo que sería una ‘bomba de agujero negro’, según el modelo de Press y Teukolsky publicado en Nature en 1972.
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