Черная дыра — это пространственно-временная дыра, которая рождается из сверхмассивных звезд во время коллапса (гравитационное схлопывания звезды).
В дополнение к этой огромной гравитации черные дыры характеризуются тем, что они вращаются с удивительной скоростью, близкой к скорости света.
В 1960-х годах математик Роджер Пенроуз предположил, что энергия может быть извлечена из этого огромного вращения черной дыры.
Можно ли создать постоянную организацию?
Однако вселенная полна небесных тел с огромной энергией, которую нельзя использовать для человеческой цивилизации. Если бы энергия могла быть извлечена из черной дыры, будущей цивилизации почти никогда не пришлось бы беспокоиться об энергетических проблемах.
Был проведен эксперимент, чтобы убедиться в этом серьезно, а результаты опубликованы в научном журнале «Физика природы».
Процесс Пенроуза
Пенроуз считал, что он извлекает энергию из искривленной области пространства-времени «Эргосфера» за пределами горизонта события черной дыры, которое называется процессом Пенроуза.
Согласно этой идее, если челнок с мусором выбрасывает мусор с помощью сферы Эрго, а затем собирает его из сферы Эрго, выброшенная масса преобразуется в энергию и может быть извлечена из черной дыры.
Позже релятивист Кип Торн объявил, что высокоразвитая цивилизация может вырабатывать энергию вокруг черной дыры, выбрасывая мусор.
Я был удивлен, что это могло решить проблему мусора и энергетическую проблему одновременно, но было невозможно подтвердить теорию.
Я не могу себе представить, что это такое, потому что Пенроуз математик, а это вычислительная теория. Этот метод не дает конкретного указания на то, как на самом деле происходит обмен энергией.
Действительно ли идея Пенроуза верна?
Многие люди хотели на самом деле проверить это.
Но вопрос в том, как экспериментально подтвердить этот эффект?
Вы не можете действительно пойти в черную дыру и экспериментировать. Нам нужен способ проверки подобных процессов на Земле.
Можно ли подтвердить процесс Пенроуза на Земле?
Советский физик Яков Зельдович разработал метод.
В начале 70-х годов Зельдович объявил об ожидании, что, когда металлический цилиндр подвергается воздействию витого света, отраженный свет приобретает энергию и усиливается.
Это концептуально объясняет тот же эффект, что и процесс Пенроуза, извлекающий энергию из вращения черной дыры.
Теория Зельдовича заключается в том, что свет можно приложить к вращающемуся цилиндру, поэтому эксперименты можно проводить на Земле.
Однако эта теория имела строгое ограничение, что скорость вращения цилиндра должна была быть выше, чем частота испускаемого света.
Когда речь идет о числе оборотов, превышающих частоту света, оно должно превышать 1 миллиард оборотов в секунду. Это просто не возможно.
Так что его теория закончилась мысленным экспериментом.
Здесь команда исследователей вступает в игру. Они нашли способ заменить этот эксперимент Зельдовича звуковыми волнами.
Звуковые волны намного ниже по частоте, чем свет, так что вы можете на самом деле экспериментировать.
Они создали экспериментальное устройство в форме кольца с динамиками, расположенными для воспроизведения закрученного света Зельдовича. Скрученные звуковые волны, излучаемые отсюда, подаются на вращающийся звукопоглощающий материал.
Когда улавливают звуковую волну, исходящую из этого вращающегося звукопоглощающего материала, с помощью микрофона, звуковая волна усилилась.
Говорят, что это связано с явлением, сходным с эффектом Доплера.
Марион, ведущий автор статьи, объясняет: «Если вращающийся диск достаточно быстрый, звуковые волны
изменятся с положительной частоты на отрицательную, что лишает поверхность ротора энергии.
Исследователи говорят, что этот эксперимент далек от черной дыры Вселенной, но на самом деле он является жизнеспособной заменой процесса Пенроуза на Земле.
В этом эксперименте было подтверждено, что звуковая волна усилилась на 30%. Это эквивалентно извлечению энергии из черной дыры Пенроуза.
Теория Пенроуза была подтверждена экспериментально на протяжении более полувека.
Это показывает, что в отдаленном будущем возможно создание сложного проекта, извлекающего бесконечную энергию из черных дыр.
Есть ли в будущем вселенная, в которой плавает электростанция в черной дыре?