Il concept di questo artista raffigura un buco nero supermassiccio al centro di una galassia. Il colore blu qui rappresenta la radiazione che fuoriesce da materiale molto vicino al buco nero. La struttura grigiastra che circonda il buco nero, chiamato toro, è costituito da gas e polvere. Credito:NASA/JPL-Caltech
Un piccolo team internazionale di ricercatori ha scoperto che le onde d'acqua create a causa della dispersione da un vortice rotante possono mostrare superradianza rotazionale, un effetto che gli astrofisici hanno previsto che potrebbe verificarsi nei buchi neri, ma che non è mai stato replicato in un esperimento di laboratorio. Nel loro articolo pubblicato sulla rivista Fisica della natura, il gruppo spiega come hanno osservato e misurato le onde che si propagano sulla superficie dell'acqua vicino a un vortice drenante e cosa hanno trovato.
Come spiegano i ricercatori, quando un'onda colpisce un ostacolo, tende a disperdersi, come si può osservare praticamente in qualsiasi spiaggia. Ma la cosa più difficile da vedere è che parte dell'onda viene riflessa e parzialmente trasmessa. Ciò ha portato a una teoria nel 1954 di Robert Dicke che suggerisce se un oggetto sta ruotando, le onde possono essere amplificate estraendo energia dalle parti dell'onda che sono disperse, un fenomeno chiamato superradianza. In questo nuovo sforzo, i ricercatori hanno condotto esperimenti progettati per dimostrare la correttezza della teoria.
Gli esperimenti consistevano nel collocare l'acqua in un serbatoio di 3 x 1,5 metri con un foro di 4 cm al centro per fungere da drenaggio:i ricercatori hanno effettuato misurazioni dell'attività delle onde mediante sensori montati sul lato del serbatoio (e da un , sensore di interfaccia aria-fluido tridimensionale) mentre l'acqua pompata veniva scaricata, creando un vortice. I ricercatori riferiscono di aver osservato le onde che si propagano sulla superficie e che le misurazioni hanno confermato che le onde sono state amplificate dopo che si è verificata la dispersione. Riferiscono inoltre che la più grande amplificazione registrata è stata del 14% +/- 8% con onde di 3,70 Hz in acqua profonda solo 6,25 cm. Sostengono che i loro risultati concordano con la teoria, e quindi che i loro risultati possono essere applicati alla ricerca sui buchi neri. Questo perché credono che la dispersione delle onde poco profonde sull'acqua sia analoga all'azione che si verifica all'orizzonte degli eventi di un buco nero. Notano anche che il nuovo, rivelatori di onde gravitazionali più sensibili potrebbero un giorno essere in grado di misurare più o meno lo stesso comportamento con buchi neri reali.
Comunicato stampa dell'Università di Nottingham
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