Черните дупки могат да се използват за получаване на енергия

7
1239

Въртящата се черна дупка е толкова влиятелна, че увлича със себе си околния пространствено-времеви континуум. Ето защо е съвсем естествено да си зададем въпроса, дали черните дупки не могат да се използват като източник на енергия. Още през 1969 година математикът Роджър Пенроуз измисли начин това да бъде направено и сега този метод носи името „Процесът на Пенроуз„.

Този метод може да бъде използван от развитите цивилизации –  извънземни или хора от бъдещето, за получаване на енергия от черните дупки, с което да заместят сегашните ядрени и бъдещите термоядрени реактори с ядрен синтез. Но досега необходимите физични предположения, необходими за използването на тези космически обекти, не са проверявани експериментално. Досега. Но новото научно изследване на екип учени, ръководен от Марион Кромб (Marion Cromb), астрофизик от университета на Глазгоу, потвърди теорията.

Около своя хоризонт на събитията (граница в пространство-времето, отвъд която събития не могат да влияят на външен наблюдател и нищо, дори и светлината не може да излезе), въртящата се черна дупка създава област, наречена ергосфера. Ако даден обект попадне в ергосферата и там се раздели на две части, то едната част ще бъде погълната от черната дупка, а другата ще я напусне, но ще вземе енергия от черната дупка. По този начин, изпращайки обекти или светлина към подобен космически обект, поне теоретично можем да получим повече енергия, отколкото сме изразходвали.

 

Дали тази теория е вярна? През 1971 година руският физик Яков Зелдович я прилага към други въртящи се системи, които е по-лесно да бъдат създадени в лабораторни условия. По този начин черната дупка се превръща във въртящ се цилиндър, направен от материал, който може да поглъща енергия. Зелдович предположил, че светлинните вълни могат да извличат енергия от този цилиндър и по рози начин да се усилват. Но за да има усилване, тези вълни трябва да имат точно определен момент на импулса, който им придава спираловидно движение.

Когато завъртените по този начин светлинни вълни попаднат в подобен цилиндър, тяхната честота би трябвало да се промени заради доплеровото изместване – честотата се увеличава, когато източникът и наблюдателят се доближават, и намалява, когато се отдалечават.

Ако цилиндърът се върти достатъчно бързо, честотата на тези вълни пада толкова ниско, че ще стане отрицателна. В това няма никакво противоречие – просто вълната започва да се колебае в противоположно направление. Вълните с положителна честота би трябвало частично да се поглъщат от цилиндъра, губейки енергия. Но вълните с отрицателна честота ще преобразуват тази енергия в усилване – тоест те ще използват енергията на въртенето, точно както хипотетичният обект, напускащ черната дупка от модела на Пенроуз.

Проверката на теорията на Зелдович не изглежда сложна. Но на практика цилиндърът трябва да се върти със същата или по-висока честота от честотата на входната вълна. За да могат да бъдат усилени видимите светлинни вълни, които имат честота стотици трилиони в секунда, този цилиндър трябва да се върти милиарди пъти по-бързо, отколкото могат да го завъртят и най-добрите съвременни двигатели.

Пробивът

Светлината се разпространява със скорост около 300 милиона метра в секунда. Ето защо, за да улеснят проверката на тази теория, Марион и неговият екип използваха звукови вълни, които се разпространяват приблизително един милион пъти по-бавно. В тези условия, в съвременните инсталации вече е възможно да се завърти поглъщащия цилиндър с подобна скорост.

За да се създаде спираловидна звукова вълна учените са използвали пръстен от говорители, излъчващ звук с еднаква честота, но започващи да излъчват в различно време, за да може звуковата вълна да има спираловидна форма. Въртящият се поглъщащ цилиндър е направен от поглъщащ звука пенопласт, закрепен към двигател. Микрофоните поставени отвън дават възможност да се извършва мониторинг и да се записва звука след неговото взаимодействие с въртящият се поглъщател.

Екипът на Марион забеляза, че когато поглъщащият пенопласт се върти бавно (с ниска честота), полученият звук е по-тих, понеже почти изцяло се поглъща от пяната. Но когато учените са завъртели пенопластовия цилиндър достатъчно бързо, заради доплеровото изместване честотата на звуковите вълни се е изменила дотолкова, че те са станали отрицателни, а звукът на изхода е станал много силен.

Това означава, че звуковата вълна е отнела енергия от въртящият се поглъщат цилиндър. По този начин експериментално бе доказана една 50 годишна теория.

Бомба от черна дупка

Всичко това разбира се, не е директно потвърждение, че идеята на Пенроуз за извличане на енергия от черните дупки наистина ще работи. Това изследване по-скоро потвърждава противоречащата на човешката интуиция фундаментална физика, показваща, че промяната на честотата на вълните от положителна към отрицателна води до това, че вълните получават енергия, а не я губят.

Въпреки че сме много далече получаването на енергия от черните дупки, това не означава, че методът не се използва от някоя развита цивилизация. И дори от нашата цивилизация в по-далечното бъдеще. Тази цивилизация би могла да изгради специална структура около черната дупка, която се върти заедно с нея и от тази конструкция се изхвърлят астероиди или електромагнитни вълни, които се отразяват с по-голяма енергия.

В тези условия става възможно изграждането на бомба от черна дупка. Идеята е космическият обект изцяло да бъде заобиколен от някаква отразяваща повърхност. Светлината насочена към черната дупка ще се завърне усилена, ще се отрази обратно към черната дупка, отново ще се усили и процесът ще продължи отново и отново.

По този начин енергията с всяка една итерация ще се увеличава експоненциално, което в крайна степен ще доведе до взривяването на тази бомба. Но ако част от тази усилен светлина бъде изпускана през отверстие в огледалната обвивка, то процесът може да бъде контролиран и по този начин да се произвежда на практика неограничено количество енергия.

Към днешен ден това е все още научна фантастика, но в далечното бъдеще, когато Вселената се изпълни с черни дупки от умиращите звезди, този метод може да се окаже единственият начин за оцеляване на която и да е цивилизация.

4.1 8 гласа
Оценете статията
Абонирай се
Извести ме за
guest
7 Коментара
стари
нови оценка
Отзиви
Всички коментари