Forskere ved Lawrence Berkeley National Laboratory har fundet ud af, hvordan energi kan udvindes fra et roterende sort hul for at accelerere partikler til næsten lyshastigheder. Simuleringsresultaterne viste, at det sorte hul producerer "negativ energi" gennem Penrose-processen, som accelererer kroppen nær begivenhedshorisonten. Dette rapporteres af Science Alert.
Det er kendt, at sorte huller, som har en akkretionsskive, genererer jetfly (jetfly) af relativistisk plasma, der slipper ud fra polerne. Da det sorte hul har en stærk tiltrækning, har forskere udviklet adskillige hypoteser om, hvor energien stammer fra, hvilket giver jetflyene mulighed for at forlade tyngdefeltet. Det antages, at et roterende sort hul har et specielt område med tid - ergosfæren, som er placeret mellem begivenhedshorisonten og den statiske grænse, det vil sige grænsen, under hvilken kroppen ikke længere kan være i ro og bevæger sig mod det sorte huls rotation.
I ergosfæren finder der processer sted, der gør det muligt for kroppen at udtrække det sorte huls rotationsenergi for at give sig selv tilstrækkelig acceleration. I henhold til Penrose-processen kan kroppen opdeles i to dele, hvoraf den ene skal falde ud over begivenhedshorisonten. Hvis to fragmenter har visse hastigheder, en særlig position i forhold til hinanden og flyver langs de rigtige baner, overfører faldet af det ene fragment energien fra den anden del, større end den energi, som kroppen oprindeligt havde. For en ekstern observatør ser det ud som om kroppen var opdelt i en del med positiv energi og en del med "negativ energi", som, når den falder ud over horisonten, formindsker det sorte huls vinkelmoment. Som et resultat flyver det første fragment ud af ergosfæren og "tager" rotationsenergien i det sorte hul.
En anden mekanisme, kaldet Blanford-Znaek-processen, leveres af det magnetiske felt, der skaber akkretionsskiven. Det kræver også en ergosfære, hvor der forekommer et elektrisk felt og en potentiel forskel mellem ækvator og polerne i det sorte hul. Med andre ord minder et sort hul noget om en unipolær generator, men denne proces kræver tilstedeværelse af kaskader af elektron-positron-par.
Simuleringsresultaterne viste, at begge disse processer finder sted i ergosfæren af et sort hul. Forskere har simuleret opførslen af et plasma, hvor partikelkollisioner ikke spiller en særlig rolle i nærværelse af et stærkt tyngdefelt genereret af et sort hul. Som et resultat begyndte elektroner og positroner at dukke op i systemet, hvilket bidrog til genereringen af energi i det elektromagnetiske felt, der blev udsendt i form af jetfly. I mellemtiden sænkede nogle partikler tilsyneladende rotationen af det sorte hul og faldt ud over begivenhedshorisonten, dvs. at de havde "negativ energi" ifølge Penrose-processen. Fraktionen af energi, der blev genvundet på denne måde, var imidlertid meget lille.