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波能从旋转物体获得能量，科学家首在实验室重现黑洞能量窃取机制

波能从旋转物体获得能量，科学家首在实验室重现黑洞能量窃取机制
【卡城华人网 www.calgarychina.ca】 2026-07-20 10:34

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【卡城华人网】波能从旋转物体获得能量，科学家首在实验室重现黑洞能量窃取机制

一个悬而未决超过半世纪的物理预测，终于从理论走进实验室。科学家首次透过实验直接验证旋转超辐射现象，证明波可从物体旋转过程「窃取能量」。

2020 年诺贝尔物理学奖得主──英国数学物理学家罗杰·彭罗斯（Sir Roger Penrose），曾在50 年前提出一个惊人理论：可以从快速旋转的黑洞窃取能量。

旋转黑洞周围外面有个特殊区域称为动圈（ergosphere），在这个区域，黑洞旋转力量强大到连时空本身都被「拖着旋转」，而彭罗斯提出，如果一颗粒子进入动圈后分裂成两半，其中一个会陷入黑洞，另一个则携带比原始粒子更多的能量逃逸，多出来的能量「窃取」自黑洞旋转动能。

这个过程理论上完全合理，不违反任何物理定律。

后来，前苏联理论天体物理学家雅科夫·泽尔多维奇（Yakov Zel'dovich）进一步将此概念延伸至「波」，他预测当一道波（如电磁波、声波、量子波）与旋转速度够快的物体交互作用，这道波不只不会被吸收或反射，还会从物体旋转过程汲取能量，最后以更高强度离开。

该现象称为旋转超辐射（Rotational Superradiance），理论建构相当严谨，但存在实验痛点：计算表明要量测超辐射效应，物体旋转速度必须接近光速，对当前任何机械装置来说都不太可能达到，因此过去半世纪以来，此现象只存于理论，从未被实验室直接验证，透过天文观测难度也极高。

现在，纽约市立大学研究生中心（CUNY ASRC）团队展示放大此类波的新思路：制造一个「看起来在高速旋转」的系统。

绕过物理极限
研究人员实际上并未让物体以极快速度旋转，而是开发出模仿旋转并随空间时间变化的电波设备，使送入系统的波「感觉」自己在和一个高速旋转的物体交互作用，这种「合成旋转」最终能模拟远超机械极限的旋转速度。

接下来就是测试波能否从合成旋转过程提取能量。

实验结果证实了旋转超辐射现象存在，当具特定旋转特性的电磁波被送入这种环形系统，确实从合成旋转汲取能量，以比进入时更高的强度离开。

这是科学家首次于受控实验室环境直接验证旋转超辐射，突破过去50 多年「相信理论却无法直接证明」的困境。

这种方法未来可用来验证其他仍是纯理论的预测，比如各种量子光学效应；也能成为通往实际技术应用的桥梁，包括无线通讯（设计新型天线或讯号处理元件）、古典光学（改善光学元件设计）、量子光学领域（改善量子运算与量子通讯）。

来源：科技新报

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