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14.06.2021 - 10:340

Estrarre energia dai buchi neri

L’enorme quantità di energia dei buchi neri potrebbe essere liberata sfruttando le proprietà dell’ergosfera

Secondo una previsione della teoria della relatività generale di Albert Einstein, che collega spazio, tempo e gravità, i buchi neri rotanti possiedono un’enorme quantità di energia che potrebbe essere sfruttata. Negli ultimi 50 anni, molti scienziati hanno pensato a diversi modi per estrarre tale energia. Il premio Nobel per la fisica Roger Penrose, ad esempio, ha chiamato in causa la disintegrazione di particelle, mentre Stephen Hawking ha proposto che i buchi neri potrebbero rilasciare energia attraverso l’emissione quanto-meccanica.
Oggi, in uno studio pubblicato sulla rivista Physical Review D, i fisici Luca Comisso della Columbia University e Felipe Asenjo dell’Universidad Adolfo Ibáñez, in Cile, hanno teorizzato un nuovo modo per estrarre energia dai buchi neri. Secondo i due scienziati, questo processo potrebbe avvenire attraverso la riconnessione delle linee del campo magnetico in prossimità dell’orizzonte degli eventi, il confine dal quale nulla, nemmeno la luce, può sfuggire all’attrazione gravitazionale del buco nero. La zona in cui si suppone avvenga la liberazione dell’energia è definita ergosfera.
I buchi neri sono comunemente circondati da una “minestra” di particelle ad alta temperatura che trasporta un campo magnetico. Lo studio di Comisso e Asenjo mostra che quando le linee del campo magnetico si spezzano e si ricongiungono nel modo giusto, possono accelerare le particelle di plasma a energie negative, rendendo possibile l’estrazione di grandi quantità di energia dal buco nero. Questa scoperta potrebbe permettere agli astronomi di calcolare con maggior precisione la rotazione dei buchi neri, che potrebbe fornire grandi quantità di energia che una civiltà in grado di viaggiare nello spazio potrebbe sfruttare.
I due fisici hanno fondato la loro teoria sulla premessa che la riconnessione dei campi magnetici accelera le particelle di plasma in due direzioni diverse. Un flusso di plasma viene spinto contro la rotazione del buco nero, mentre l’altro viene spinto nella direzione della rotazione e può sfuggire al buco nero, che rilascia energia se il plasma inghiottito possiede energia negativa. Ciò può accadere in una regione chiamata ergosfera, dove il continuum spazio-temporale ruota così velocemente che ogni oggetto gira nella stessa direzione del buco nero. All’interno dell’ergosfera, quindi, la riconnessione magnetica è così estrema che le particelle di plasma accelerano a velocità vicine alla velocità della luce.
Come ha spiegato Asenjo, l’alta velocità relativa tra i flussi di plasma catturati e quelli in fuga dal buco nero racchiude il meccanismo che consente di estrarre enormi quantità di energia dal buco nero. I due scienziati hanno anche calcolato che il processo di energizzazione del plasma può raggiungere un’efficienza del 150%, molto più alta di qualsiasi centrale elettrica sulla Terra. Tale efficienza superiore al 100% è possibile in quanto i buchi neri perdono energia, che viene ceduta gratuitamente al plasma che fuoriesce dal buco nero.
Anche se può sembrare fantascienza, in un futuro prossimo l’estrazione di energia da un buco nero potrebbe essere possibile e, inoltre, potrebbe consentire a una civiltà avanzata di sopravvivere nelle sue vicinanze sfruttandone l’enorme energia.

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