Les scientifiques ont réussi à simuler une « machine d'extraction d'énergie de trou noir » en laboratoire, ouvrant ainsi une nouvelle voie pour l'exploration future des mécanismes physiques des objets les plus extrêmes de l'univers. Ce résultat expérimental majeur trouve son origine dans une théorie proposée par le célèbre physicien du XXe siècle, Sir Roger Penrose.
Selon les calculs de Penrose, autour d'un trou noir en rotation, la violente distorsion de l'espace-temps (l'effet de « traînée du cadre de référence ») peut générer et libérer d'énormes quantités d'énergie. Cette région d’extraction d’énergie est appelée « Ergosphère » et est située à l’extérieur du célèbre « chemin de non-retour » du trou noir – l’horizon des événements.
Étant donné que les humains ne peuvent pas déplacer directement un véritable trou noir en laboratoire à des fins de test, une équipe de recherche de la City University of New York (CUNY) a trouvé une alternative parfaite. Ils ont utilisé des ondes radio soigneusement modulées pour simuler avec précision la rotation de l’espace et du temps, créant ainsi des vitesses de rotation extrêmement élevées que les systèmes mécaniques ne pouvaient tout simplement pas atteindre.
Afin d'analyser cette version radio du « trou noir », les chercheurs ont introduit la « théorie Floquet » en mathématiques. C'est comme appliquer une force de poussée à un enfant sur une balançoire. Tant que le timing de chaque poussée est parfaitement synchronisé avec la fréquence d’oscillation du swing lui-même, le swing oscillera de plus en plus haut. Dans l’expérience, lorsque des ondes électromagnétiques présentant des caractéristiques de rotation spécifiques interagissaient avec le système, l’énergie était extraite avec succès du système et l’amplitude des ondes était amplifiée.
Hady Moussa, co-auteur principal de l'étude et doctorant à la City University de New York, a déclaré que les ondes présentant des caractéristiques de rotation appropriées extraient l'énergie du système et sont amplifiées, ce qui reproduit parfaitement le mécanisme physique principal du "processus Penrose-Zeldovich".
Cette expérience a réussi à mettre en pratique la théorie de la dynamique de rotation extrême. Cela a non seulement vérifié pendant longtemps l'idée géniale des physiciens, mais a également créé une plate-forme expérimentale puissante et multifonctionnelle. Il aidera les astrophysiciens, les chercheurs dans les domaines de la physique des ondes et de la science quantique à approfondir les mystères des trous noirs les plus violents et les plus mystérieux des profondeurs de l'univers, dans un environnement de laboratoire absolument sûr. Les résultats de la recherche ont été officiellement publiés dans la célèbre revue universitaire Nature.