Atractia gravitațională a găurilor negre este atât de puternică încât nimic nu poate scăpa de strânsoarea ei. Deci am putea folosi vreodată puterea gigantesca a găurilor negre ca sursă de energie?
Într-un nou studiu, oamenii de știință propun două moduri de utilizare găuri negre ca surse de energie într-o zi. Ei au prezis procese pentru extragerea energiei din găurile negre folosind proprietățile lor de rotație și gravitație.
„Știm că putem extrage energii din găurile negre și, de asemenea, știm că putem injecta energie în ele, ceea ce aproape sună ca o baterie”, autorul principal Zhan Feng Mai, cercetător postdoctoral la Institutul de Astronomie și Astrofizică Kavli de la Universitatea din Beijing, a declarat pentru Live Science.
În primul scenariu ipotetic, oamenii de știință ar „încărca” gaura neagră prin injectarea acesteia cu particule masive încărcate electric. Aceste încărcături vor continua să fie absorbite până când gaura neagră în sine va avea un câmp electric care a început să respingă orice încărcătură suplimentară pe care au încercat să le injecteze, au explicat oamenii de știință în studiul, publicat pe 29 noiembrie în jurnal. Revizuirea fizică D.
Când această repulsie electromagnetică era mai mare decât forța gravitațională a găurii negre, oamenii de știință o considerau „încărcată complet”. În conformitate cu teoria generală a lui Einstein relativitateacare spune că masa poate fi tratată ca echivalent cu energie, energia disponibilă a găurii negre ar proveni dintr-o combinație a sarcinilor electrice injectate în ea, precum și a masei acelor sarcini electrice.
„Bateria cu găuri negre transformă energia masei particulei în energie de încărcare”, a spus Mai.
Cercetătorii au calculat că eficiența procesului de reîncărcare este de 25%, ceea ce înseamnă că bateriile cu găuri negre ar putea transforma aproximativ un sfert din masa introdusă în energie disponibilă sub formă de câmp electric. Acest lucru ar face ca eficiența bateriei să fie de aproximativ 250 de ori mai mare decât cea a unui bombă atomicăa calculat echipa.
Pentru a extrage energia, cercetătorii ar folosi un proces cunoscut sub numele de superradianță, care se bazează pe teoria că spațiu-timp este literalmente târât în jurul rotației unei găuri negre care se rotește din cauza câmpului său gravitațional intens.
Undele gravitaționale sau electromagnetice care au intrat în această regiune de rotație ar fi și ele târâte, dar presupunând că nu au trecut încă de orizontul de evenimente al găurii negre – granița dincolo de care nimic, nici măcar lumina, nu poate scăpa – unele unde ar putea fi deviate cu mai multă energie. decât au purtat inițial, au scris cercetătorii. Acest proces ar transforma energia de rotație a găurii negre, determinată de masa sa, în undele care sunt deviate.
Cealaltă metodă de valorificare a energiei unei găuri negre ar implica extragerea acelei energie sub formă de așa-numitele perechi Schwinger, sau particule pereche care se formează spontan în prezența unui câmp electric.
Dacă am începe cu o gaură neagră complet încărcată, câmpul electric din apropierea orizontului de evenimente ar putea fi atât de puternic încât ar crea spontan un electron și un pozitron, care este ca un electron, dar cu o sarcină opusă, a explicat Mai. Dacă gaura neagră ar fi încărcată pozitiv, pozitronul ar fi aruncat din gaura neagră din cauza repulsiei. Acea particulă fugă ar putea fi apoi, teoretic, colectată ca energie.
Mai a spus că nu știe dacă vom vedea vreodată o baterie ca aceasta, dar exercițiul teoretic a fost inspirat de încercările anterioare ale oamenilor de știință de a extrage teoretic energie din găurile negre.
„Vedem gaura neagră ca un loc în care mecanica cuantică și gravitația trebuie să se unească cumva”, Daniele Faccio, un fizician de la Universitatea din Glasgow care nu a fost implicat în studiu, a declarat pentru Live Science. „Privind-le din perspectiva exploatării energetice, putem înțelege puțin mai multe despre ceea ce se întâmplă”.