科学者が「ブラックホール爆弾」の実験室アナログを初めて作成

1971年、物理学者のロジャー・ペンローズは、回転するブラックホールが持つ強力な回転エネルギーを利用して近傍の粒子のエネルギーを増幅できると提唱しました。その後、ヤコフ・ゼルドビッチは、この現象を確認するためにブラックホールそのものは必要ないと指摘。軸対称の物体が共鳴室で回転することで、同様のエネルギー伝達と増幅が起こり得ると考えました。ただし、その規模はブラックホールに比べはるかに小さいものです。さらに他の物理学者の研究により、この装置全体を鏡で囲むと、正のフィードバックループが生じ、エネルギーが爆発的に増幅されることが分かりました。この概念は「ブラックホール爆弾」と名付けられました。

そして今回、イギリスのサウサンプトン大学のマリオン・クロム氏が率いる物理学者チームが、この「ブラックホール爆弾」を実験室で再現したと発表しました。彼らの実験を記述した論文は、プレプリントサーバーarXivにアップロードされています。この実験では、粒子を模した磁場を使用し、システムを囲むコイルが反射器として機能することでフィードバックループを生成。実験の結果、シリンダーが磁場よりも速く同じ方向に回転すると磁場が増幅される一方、シリンダーの回転が磁場より遅い場合には磁場が減衰することが確認されました。この結果は非常に興味深いもので、数十年前に提唱された理論に基づく明確な増幅効果を示しています。

ブラックホールを直接観測することはできないため、このようなアナログ実験はブラックホールの性質を理解する優れた手段となります。この実験は、宇宙で最も重力的に極端な天体であるブラックホールの物理学をより深く理解するための重要な一歩となる可能性があります。