人造黑洞技术或为隐身技术带来突破

人造黑洞技术或为隐身技术带来突破

黑洞

一、 研究背景

在宇宙中,黑洞吞噬万物,甚至包括光。人们乐意议论这种天体,因为它神秘、“性情”怪异:它身处宇宙最幽暗的地方,没有人能直接观测到它,而靠近它的任何物质,都会被无情地拖曳到它的深渊里,小行星星系恒星时空,无一例外。

如果能造出一种类似这种天体的物质,哪怕很小,但只要其可以吸收大部分电磁波,在现在的雷达探测模式没有发生本质性转变之前,可以使得一些飞行器或潜水装备在雷达上完全消失,进而对敌方目标进行突然的致命性的打击。正是因为其这个特点,各国争相研究人造黑洞。

人造黑洞技术或为隐身技术带来突破

黑洞

二、 人造黑洞简介

“人造黑洞”的设想最早提出于20世纪80年代,由加拿大不列颠哥伦比亚大学的威廉·昂鲁教授提出,如果使流体的速度超过声速,那么就可以在该流体中建立一个人造黑洞。但这种人造黑洞由于缺乏足够的引力,除了声音外,无法像真正的黑洞那样“吞下周围的所有东西”,即只对声现象表现出黑洞的性质。

粒子加速器,也被称之为大型强子对撞机(LHC),由欧洲核子研究中心(CERN)在一个将近27公里长的圆形隧道中建造,被人们称之为世界最大的“黑洞工厂”的装置。北京时间2008年9月10日下午15:30正式开始运作,成为世界上最大的粒子加速器设施。从此,科学家理论上一秒钟就可以生产出一个黑洞来。

美国加州大学物理学教授史蒂夫·吉汀斯是这方面的专家,他对人造黑洞进行了认真分析,他认为:人造黑洞毁灭地球的理论纯粹是小说和电影里的虚构,真正的粒子碰撞制造出的人造黑洞不可能吞噬地球。

2009年年初,印度乌尔都大学的伊维根·纳瑞马诺维和亚历山大·基尔迪谢维在媒体杂志上发表一项研究,提出如何建造可以吸收光线的桌面黑洞的理论。这种人造黑洞可模拟宇宙黑洞,其强烈的重力可弯曲周围的时空,导致周围任何物质或辐射遵循扭曲的时空,并螺旋向内被吸收。

纳瑞马诺维和基尔迪谢维认为,这种人造黑洞可使光线向该设备中心弯曲吸收。他们设计的人造黑洞是由包含着同轴环壳的中心柱构成的圆柱结构。能使光线弯曲向内的关键因素在于同轴环壳的介电常数,它可以影响电磁波的电成分,增大从外部至内部表面的光滑程度,这类似于接近黑洞的时空的弯曲度。当同轴环壳与中心柱相接触,同轴环的介电常数必须匹配中心柱,因此光线可以被吸收,而不是被反射。

人造黑洞技术或为隐身技术带来突破

三、 人造黑洞发展现状

美国

2005年3月18日报道,美国布朗大学物理教授‘霍拉蒂·纳斯塔西’通过实验在地球上制造出了第一个人造黑洞。我们或许会根据表面的意思认为“黑洞是黑的”。然而,纳斯塔西制造的黑洞有些像章鱼博士制造的黑洞,它们都是明亮的火球。

纳斯塔西介绍说,布鲁克海文国家实验室里的相对重离子碰撞机,可以以接近光速的速度把大型原子的核子(如金原子核子)相互碰撞,产生相当于三亿倍于太阳表面的温度。纳斯塔西在纽约布鲁克海文国家实验室里利用原子撞击原理制造出来的灼热火球,恰好具备天体黑洞的显著特性。比如:火球可以将周围10倍于自身质量的粒子吸收,这比所有量力物理学所推测的火球可吸收的粒子数目还要多。

人造黑洞的设想最初由加拿大“不列颠哥伦比亚大学”的威廉·昂鲁教授在20世纪80年代提出,那么事实上就已经在该流体中建立了一个人造黑洞。然而,利昂哈特博士打算制造的人造黑洞由于缺乏足够的引力,除了光线外,它们无法像真正的黑洞那样“吞下周围的所有东西”。然而,纳斯塔西教授制造的人造黑洞已经可以吸收其他物质了。因此,这被认为是黑洞研究领域的重大突破。

人造黑洞技术或为隐身技术带来突破

歼20

中国

2009年10月,中国南京市东南大学的科学家崔铁军和程强将纳瑞马诺维和基尔迪谢维的理论应用为实践,建造了一个微波频率的“人造黑洞”。 制造出“人造黑洞”的是中国东南大学的一个研究组,崔铁军教授和程强教授是其中最主要的两位研究者。该设备采用一种“超级材料”构造成60个同轴环,据悉,超级材料曾被用于制造隐身斗篷。

每个同轴环是以不同结构的电路板形式形成,同轴环之间彼此相连接,因此其介电常数非常平滑。外部的40个同轴环构成外壳,内部的20个同轴环构成吸收体。当入射的电磁波打击该设备时,电磁波将被诱导进入内部的同轴环,然后被吸收。在同轴环将把吸收的光线转变成为热量。”

实验室里的“人工黑洞”,目的当然不是为了将一个吞噬一切的“恶魔”装进口袋。据程强介绍,存在于东南大学毫米波国家重点实验室的“人造黑洞”,实际上是一个模拟装置,这种模拟装置可以吸收微波频段的电磁波,在未来,它还可以吸收光。但是除此之外,它并不能吸收任何实质的东西。“它只吸收电磁波,不吸收(实体)物质。”

四、 人造黑洞在隐身方面应用设想

由上文可见,无论是中国还是美国,都表示人造黑洞是安全的。由其只能吸收电磁波而无法吸收实际物质的特性可知,将其置于作战飞机或潜水器中是不会对设备本身造成威胁的,也就是说,在某种程度上,这是可以实现的。

人造黑洞是一种极高密度的物质,如果将其装载于作战飞机或者潜水器上存在两面性。好的一面来看,人造黑洞体积小,可以轻松装在作战飞机或潜水器上。而另一方面,人造黑洞质量必然会很大,这样会对作战飞机或是潜水器的有效载荷造成较大的影响。

至于人造黑洞的可行性,我们也从两个方面进行分析。

首先,从其产生及保存来说。

资料表明,目前人造黑洞是由大型粒子对撞机产生的。而把大型离子对撞机小型化进而放进作战飞机及潜水器在目前来说是不现实的。也就是说,我们目前不能指望随用随取。那么我们转换一种思路,制造出一定数量黑洞,保存起来再装载到飞机或潜水器上是否可行呢?对美国研究现状进行分析,我们可以发现,目前的人造黑洞寿命极短并且温度奇高,几乎没有材料可以保存它。况且就算找到这种材料,花费的各种成本也是相当大的,可能使一架作战飞机费用大幅加倍,从这一点来看是不可取的。

其次,从应用角度来说。

目前歼击机及其他作战飞机的飞行都是大幅依赖各种电子设备的,当开启人造黑洞后,一定范围内所有电磁波都将被吸收,虽然这样可以达到一定的隐身效果,但同时会造成大量电子设备如导航系统、探测雷达等的失效。从这方面看,对作战单位带来的风险要远大于其所带来的安全保障。从这一点来看,依旧是不可取的。

综上,我们可以看出,至少现在,人造黑洞依旧是不成熟的技术,并且基本不能被应用于可移动作战单位上。那么可不可以应用在地面或海面的固定单位上呢?我们来分析一下,如果我们成功地使一个建筑或军事基地实现人造黑洞,那么敌方在用主动式雷达探测我方建筑或基地时是不会收到返回的电磁波的,这又会使原本隐身的目标显得突兀,容易被发现。如果用被动雷达进行探测,生成人造黑洞的大型粒子对撞机会产生强大的电磁场,也会造成隐身目标的暴露。可以说人造黑洞并不适合应用在隐身方面。

人造黑洞技术或为隐身技术带来突破

五、 人造黑洞的发展前景分析

我们得出了人造黑洞即使有如此的价值但并不适用于隐身方面。那么我们能将他应用于哪方面呢?答案很简单——黑洞武器。有资料分析猜测一个原子核大小的黑洞,它的能量将超过一家核工厂。仅依靠其爆炸时产生的高温就足以使方圆非常大面积内生灵涂炭。3亿倍于太阳表面的温度如果完全释放说不好会把地球毁灭。所以,到时候如果真的研制出这种武器,国际社会可能会出台更严格的限制方案来限制这种武器。

我们不希望战争,没有必要制造如此大破坏力的武器进行自卫。我希望没有国家去发展去研制黑洞武器。为人类营造个良好的生存环境。

总的来说,人类目前没有能力去控制黑洞的力量,就更别提利用黑洞了。我们最好将其作为一种新的能源而不将其应用于武器装备。相信,人造黑洞会有很大发展的。

人造黑洞技术或为隐身技术带来突破


分享到:


相關文章: