Physiker simulieren erstmals eine "Schwarze-Loch-Bombe" im Labor

Ein Forscherteam aus Großbritannien hat einen jahrzehntealten theoretischen Effekt im Labor nachgestellt: die sogenannte "Schwarzes-Loch-Bombe". Diese wurde bisher bestenfalls als Phänomen der Astrophysik angesehen.

Altbekannte Theorie

Unter der Leitung von Professor Hendrik Ulbricht von der Universität Southampton gelang es, eine Miniaturversion dieses Effekts nachzubilden, bei dem Energie um ein rotierendes Schwarzes Loch herum verstärkt und explosiv freigesetzt wird. Die Idee geht auf den britischen Mathematiker Roger Penrose zurück, der bereits 1971 beschrieb, wie Energie aus einem rotierenden Schwarzen Loch gewonnen werden könnte - durch ein Phänomen namens Superradiance.

Dabei verdreht das rotierende Objekt den Raum um sich herum, was als Frame Dragging bekannt ist. In der Nähe eines Schwarzen Lochs ist dieser Effekt extrem stark und kann zur Verstärkung winziger Energiefluktuationen führen.


In den 1970er-Jahren griff der sowjetische Physiker Jakow Seldowitsch diese Theorie auf und schlug vor, dass ähnliche Effekte auch bei einem rotierenden Metallzylinder auftreten könnten - vorausgesetzt, dieser wäre von einem spiegelnden Hohlraum umgeben, in dem sich die Energie aufschaukeln könnte.

Diese Idee war lange reine Theorie - bis Ulbricht während der COVID-19-Lockdowns mit einer experimentellen Umsetzung begann, die in den darauffolgenden Jahren fortgesetzt wurde, berichtet das Magazin Interesting Engineering. Mithilfe eines rotierenden Aluminiumzylinders und Magnetspulen rekonstruierte sein Team das von Seldowitsch beschriebene Szenario. Das Ergebnis: Das System verstärkte tatsächlich magnetische Signale - an erhielt eine "Bombe" im Miniaturformat, ganz ohne echtes Schwarzes Loch.

Es funktioniert

Die Magnetspulen erzeugten ein rotierendes Feld, das mit der Drehung des Zylinders synchronisiert war. Wie in der Theorie vorhergesagt, wirkte das Magnetfeld wie Licht, das im Spiegel gefangen ist, und verstärkte sich durch Rückkopplung. Besonders bemerkenswert: In einigen Versuchsreihen entwickelte sich die Energie spontan - allein aus Hintergrundrauschen.

Für Astrophysiker wie Vitor Cardoso von der Universität Lissabon ist das ein bedeutender Fortschritt. "Solche Laborexperimente liefern starke Hinweise darauf, dass ähnliche Prozesse auch in echten Schwarzen Löchern stattfinden", erklärt er. Darüber hinaus eröffne das Experiment neue Wege zur Erforschung hypothetischer Felder, die mit Dunkler Materie in Verbindung stehen könnten.


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