如何幹淨利索地從黑洞中偷取能量?

年輕人,你這種想法很危險啊!

從黑洞中偷取能量聽起來似乎有點不切實際,當所有天體都對黑洞這隻宇宙猛虎寒毛卓豎的時候,生活在地球上的生物卻想著有朝一日如何從它屁股上扯下些皮毛來,這麼刺激而又作死的事情,恐怕也只有人類才能想得出了。

如何幹淨利索地從黑洞中偷取能量?

但這並不是不可能,眾所周知黑洞會吸收一切接近它的物體和能量,如果你一不小心靠的太近,它就會吞噬掉你並把你的能量據為己有,即便是光也會屈服在它的淫威之下,擁有如此恐怖的引力足以說明黑洞本身就是一個巨大的能量體,只不過和別的恆星相比,它比較善於索取罷了。

如何幹淨利索地從黑洞中偷取能量?

膽兒肥的科學家相信,既然黑洞是一個能量體,那麼我們就有可能偷取它所吞噬的能量,把它轉變為我們的能源糧倉,那麼我們到底該怎麼做,才能安全而又幹淨利索的偷取黑洞的能量呢?這其實並不難,但首先我們得從黑洞本身開始說起。

如何幹淨利索地從黑洞中偷取能量?

大家都知道恆星是會不停地轉圈圈的,而宇宙中的基本法則規定,

轉動的天體是不可能自我停止轉動的,我們將這種現象稱之為“角動量”,當角動量不變時,一個轉動的星體會隨著體積的變小而越轉越快。

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所以當恆星坍塌時,它的角動量就會讓它轉動的越來越快直到它完全塌陷為黑洞,由於黑洞的體積趨於無限小,黑洞就會以趨於無限大的角速度保持轉動

,所以有些黑洞的角速度就會達到驚人的每秒數百萬轉。

如何幹淨利索地從黑洞中偷取能量?

和不會轉圈圈的黑洞相比,旋轉的黑洞同樣擁有事件視界,但它卻多了一個神奇的結構——旋轉環,旋轉環是一個轉速極高並且包含了黑洞所有質量的區域,它的轉速是如此之瘋狂以至於其周邊的空間和時間都被相應的扭曲了,而這就創造出了一個新的的時空區域

:能層

如何幹淨利索地從黑洞中偷取能量?

如果時間和空間在事件視界中會被完全扭曲的話,那麼它們在能層中就只會被半扭曲,能層是一個可進可出的區域,一旦你進入了能層內部,旋轉環就會給你施加一個旋轉動能,不管你樂不樂意,它都會不停地推著你轉圈圈,而我們所要偷取的能量,正是來自於這個高速旋轉的能層。

如何幹淨利索地從黑洞中偷取能量?

如何幹淨利索地從黑洞中偷取能量?

偷取的方法其實非常簡單,首先我們需要準備一些大鏡子並用鏡子完全覆蓋住黑洞表面,這個裝置看上去會有點像我們所熟知的戴森球裝置,只不過它的作用並不是收集黑洞的能量,而是不斷的“反彈”並“放大”能量,用於包裹黑洞的鏡子遠遠要比包裹恆星的戴森球小得多,假設裝置的厚度為十釐米的話,那麼要建造一個太陽質量大小的黑洞裝置,只需提煉一塊稍大點的隕石上的金屬就足矣。

如何幹淨利索地從黑洞中偷取能量?

如何幹淨利索地從黑洞中偷取能量?

一旦我們的鏡子就位,我們就需要打開一個鏡面並朝黑洞發射電磁波,電磁波會以光速打在黑洞上,其中小部分的電磁波會被事件視界吸收並永遠消失,但大部分電磁波會在能層中來回攪動,當黑洞將一些轉動動量施加給它們並放大它們的時候,電磁波就會產生超輻射散射,也就是不斷地在黑洞與鏡子之間來回反射。

如何幹淨利索地從黑洞中偷取能量?

每次反射後,電磁波的速度都會呈指數性的增加,而如果在這時我們稍微打開一些鏡面的話,那麼我們就可以獲取這些經過不斷“放大”後的電磁波,並將其轉化為我們使用的能源,理論上這些能量可以在上千億年裡為我們提供無限的能源,並滿足人類所有的活動需求。

如何幹淨利索地從黑洞中偷取能量?

如何幹淨利索地從黑洞中偷取能量?

但是這種方法也包含著巨大的風險,如果裝置裡面的電磁波一直不被釋放的話,那麼在能層的推動下它們就會變的越來越強,從黑洞中取得越來越多的能量直到發生“黑洞大爆炸”,黑洞大爆炸的恐怖程度並不亞於超新星的爆炸,而事實上,一顆超質量黑洞的爆炸可以釋放出等同於超新星爆炸的能量。

如何幹淨利索地從黑洞中偷取能量?

就目前來看,這種壯觀的黑洞大爆炸和超輻射散射都是科學家們的科學構想,可不可行我們目前尚不清楚,但在遙遠的未來,這很有可能是宇宙毀滅前人類獲取能源的唯一方式。

如何幹淨利索地從黑洞中偷取能量?

當紅巨星都暗淡下來、白矮星衰退成黑矮星之後,整個宇宙就會陷入無盡的黑暗,而旋轉黑洞可能就會成為人類唯一的能量來源,

宇宙中最後的生命體可能會在一個黑洞附近死去,這聽起來有點嚇人,但同時也讓我們興奮不已,因為就算宇宙被黑暗吞噬,我們也同樣能在黑暗中尋求到延續人類文明的希望。


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[1] Daniel Nagasawa: Extraction of Energy from a Black Hole, December 8, 2011

[2] Dennis V. Perepelitsa: Spinning Black Hole Energetics, May 17, 2007

[3] Kurzgesagt – In a Nutshell: The Black Hole Bomb and Black Hole Civilizations, 2018.04.22


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