前蘇聯科學家尼古拉·卡爾達舍夫曾提出過一個宇宙文明等級理論，他將文明等級分為三級：
第一級，該文明可以利用所在行星上的全部能源（對於人類而言就是掌控地球的一切能源）
第二級，該文明能夠掌控所在行星系中的全部能源（ 對人類來說就是太陽）
第三級，該文明能掌控所在恆星系的全部能源（銀河系）
在這三個級別的能源中，從持續利用時間的角度考慮，恆星能源屬於最主要的能量來源。比如咱們的太陽，如果按照目前的狀態，太陽的壽命還足足有50億年之久，而這50億年所能釋放的能量總和是天文數字，按照目前人類的能源消耗速度來講，相當於我們有了一個無限儲量的能源庫。
話雖如此，但原則上恆星的能源畢竟是有限的，因為恆星壽命擺在那呢，最終它們會朝著白矮星、中子星、黑洞發展，在不考慮工程技術的情況下，人類還是有可能從白矮星和中子星身上提取能量的，不過它們的能源也是有限，最終都會變為黑矮星，將無能源可用。
那麼現在看來，就只剩下黑洞沒有對其動手了，然而由於黑洞的特殊性質，我們是否能從黑洞的內部奪取能量，這裡先打個問號。
對於除黑洞以外的星體來講，我們要利用它們的能源可以採取多種方式，大家最熟悉方式可能就是建造一個被稱為“戴森球”的裝置，來吸收星體對外釋放的能量，雖然白矮星和中子星的引力很強，但理論上，我們只要造個大號的戴森球，離星球表面遠些就可以了。
能用戴森球吸取黑洞能量嗎？
答案是否定的，因為黑洞最為出名的一個特點，就是“只進不出”，任何被吸入黑洞的物質沒有任何反悔的餘地，它們只能不斷的墜向中心奇點，也就是說不可能有能量從黑洞內部通過正常方式溜出來的（之所以強調正常方式，是為了與黑洞的霍金輻射區別開來，但由於霍金輻射的強度與黑洞的質量成反比，只有那些質量極小的黑洞，霍金輻射才會比較明顯，但遺憾的是這樣的黑洞多存在於宇宙早期，我們現在發現的黑洞很多是恆星級及往上級別的，它們的質量很大，霍金輻射極其微弱）
說到這，可能很多人就停止從黑洞中提取能量的想法了，但實際上咱們並不需要沮喪，因為黑洞的種類並非一種，咱們上端所提的黑洞是最簡單的一類黑洞——史瓦西黑洞，因為簡單，所以咱們在絕大多數時候都會以它作為黑洞代表，但實際上史瓦西黑洞在宇宙中不多，差不多屬於理想黑洞，因為史瓦西黑洞是一個無自轉（也就是角動量為零）的黑洞，而恆星級黑洞的前身——大恆星，基本都是有自轉的，而黑洞自然也會繼承部分角動量。
所以說宇宙中最常見的黑洞是旋轉黑洞（旋轉黑洞分兩類，以帶電與不帶電為區分，被稱為克爾紐曼黑洞和克爾黑洞），對於旋轉黑洞而言，它的結構就不像史瓦西黑洞那麼簡單明瞭。
我們知道史瓦西黑洞最外層被稱為事件視界，這層視界“只進不出”的分界線，而視界內部是真空狀態，只有中心奇點的存在（進入視界的物體都必須掉入奇點），史瓦西黑洞的結構就這麼兩個。
但旋轉黑洞除了視界，還有能層、奇環等結構，而我們今天的重點就是這個能層，奪取黑洞能量的戰鬥就在這層結構內發生。
對於旋轉黑洞的大體結構如下圖所示：
看上去可能有些復（上篇文章 有過簡單介紹），但我們需要關注的就是外視界與靜界之間的能層部分。對於視界的屬性，剛才已有介紹，記住它是“只進不出”的分界線即可。
而能層的最外層靜界又是什麼呢？為什麼要起這個名字呢？
實際上這層靜界也是某個屬性的分界線，有別於視界的只進不出，它的屬性相對柔和一些，因為物體是可以自由穿越靜界的（說是自由，但並不代表過程輕鬆），但是有一點需要留意，在越過靜界之後，不論是什麼物體，它都不可能停下移動的腳步，也就是說，不論你是否願意（即不管你的動力有多強），你都必須繞著黑洞轉動，如果堅持不住了，那麼就只有墜落視界的結局。
也就是說進入靜界的物體是停不下來的，而靜界以外的物體則是自由的，比如可以不繞著黑洞轉動（因為旋轉黑洞的引力場都會使得物體繞其轉動的傾向），所以這就是靜界名稱的由來。
而物體在能層內部的運動也不單一，之前的一篇文章曾 介紹過物體在時空中的進程可以用世界線來表示，而世界線分三種，其中對於正常物體的世界線被稱為類時世界線，在能層中存在一種屬性奇特的類時世界線，走該世界線的物體具有負能量。
對此我們可以假設發生這樣一個物理過程
比如一個物體在黑洞外部墜入黑洞，它的初始能量是確定的，然後在能層內部分裂為兩部分，一部分走特殊的類時世界線，這部分物體的能量就變為負，而能量守恆告訴我們，另一部分的物體的能量將會變得比初始能量還高，而當這部分物體再飛出黑洞靜界時，我們在黑洞遠處用裝置將其捕獲，獲得額外能量。
那獲得的額外能量是來自哪裡呢？很簡單，來自黑洞，因為之前留在能層的負能物體最終會落入黑洞內部，這樣一來黑洞的能量就減少了。
一種實現方式
通過這樣的方式，獲得的能量是否有上限呢？
答案是自然的，肯定有上限，原因就是這部分得到的能量是黑洞的轉動能，如果轉動黑洞的轉動能都被提取完了（獲得的能量佔黑洞總能量的29%左右），那麼它的角動量就會歸零，相當於我們將黑洞的一根毛拔走了（黑洞總共三根毛，質量、電荷、角動量）。
實際上這種想法最早是由羅傑·彭羅斯提出（就是那位和霍金合作證明奇點定理的數學家）。
右一 羅傑·彭羅斯
雖然這個想法很好，但預計在極長的時間內將只會是紙上談兵，項目落地太難了，畢竟我們面對的對象可是黑洞，而且人類想要走到那一步，至少也要在達到第三宇宙文明等級之後才可以，那什麼時候才能到第三等級呢？遙遙無期，畢竟咱們現在連地球都沒搞定。
雖然人類難以實現，但並不意味著宇宙中就沒有“人”可以提取黑洞的能量，那麼這個“人”究竟是誰呢？我們將在下面文章給出答案。
本篇文章的內容到此結束。
謝謝各位閱讀！
以後還會不斷更新精心準備的通俗科普長文！
期待您的點評和關注哦！
閱讀更多 賽先生科普 的文章
