Уже Альберт Эйнштейн в своей общей теории относительности - теории, которая связывает пространство, время и гравитацию - предсказал, что черные дыры обладают огромным количеством энергии, которая, возможно, может быть использована в будущем. За прошедшие годы появилось несколько идей, как это можно сделать. Недавно физики представили еще одну.
В течение последних 50 лет ученые пытались разработать метод, который помог бы использовать энергию черных дыр. Лауреат Нобелевской премии по физике Роджер Пенроуз предположил, что «распад частиц может помочь черпать энергию из черной дыры». Стивен Хокинг утверждал, что «черные дыры могут выделять энергию посредством квантового излучения». В свою очередь, Роджер Бландфорд и Роман Знайек предложили электромагнитный момент как основной метод получения энергии от подобных объектов.
В новом исследовании, опубликованном в журнале Physical Review, физики Лука Комиссо из Колумбийского университета и Фелипе Асенджо из Университета Адольфо Ибанеса в Чили описывают ранее неизвестный метод извлечения энергии из черных дыр. Это стало бы возможным путем разрыва и повторного соединения силовых линий магнитного поля около горизонта событий, точки, из которой ничто, даже свет, не может уйти.
Это, конечно, чисто теоретические соображения. Человечество только начинает "ползать" по своим космическим окрестностям. У нас нет технологий, чтобы добраться до ближайшей черной дыры, не говоря уже о получении от нее энергии. Возможно, когда-нибудь наша цивилизация достигнет такого уровня развития, что задумается об этом всерьез. Однако в настоящее время это вопрос предположений.
Новая концепция получения энергии из черной дыры
«Черные дыры окружены горячим «супом» из частиц плазмы, переносящих магнитное поле, - говорит ведущий автор Лука Комиссо. Наша теория показывает, что когда силовые линии магнитного поля разделяются и соединяются, они могут ускорять частицы плазмы и, таким образом, генерировать большое количество энергии», - добавляет он.
Это открытие может позволить астрономам лучше оценить скорость вращения черной дыры, а в будущем даже предоставить источник энергии для развитой цивилизации, считают исследователи.
Комиссо и Асенжо построили свою теорию на предположении, что пересоединение магнитных полей ускоряет частицы плазмы в двух разных направлениях. Один поток частиц движется в направлении вращения черной дыры, в то время как другой в противоположном направлении и может покинуть гравитационное поле, высвобождая значительное количество энергии.
Согласно этой концепции, пересоединение силовых линий магнитного поля должно происходить за пределами горизонта событий. Затем, разделение частиц плазмы, разогнанных до скоростей, близких к скорости света, в двух разных направлениях, привело бы к тому, что одна плазменная струя начала опускаться к горизонту событий, а другая вырвалась из черной дыры.
«Конфеты с отрицательной калорийностью»
«Это похоже на то, что человек может похудеть, съев леденцы с отрицательной калорийностью», - сказал Комиссо, добавив, что по сути черная дыра тратит энергию, поглощая частицы отрицательной энергии. Он также признал, что это могло произойти в области, называемой эргосферой, самой внешней части горизонта событий.
Асенджо, профессор физики Университета Адольфо Ибаньеса и соавтор исследования, объясняет, что высокая относительная скорость между плазменными струями, захваченными черной дырой и выходящими из нее, - это то, что позволяет ей извлекать огромное количество энергии из черной дыры.
«Мы подсчитали, что процесс возбуждения плазмы может достичь эффективности 150 процентов, что намного выше, чем у любой электростанции на Земле, - говорит Асенджо. Достижение эффективности более 100 процентов возможно, потому что черные дыры выделяют энергию, которая выделяется в плазму по мере ее истечения», - объясняет он.
Хотя маловероятно, что мы когда-либо воплотим представленную концепцию в жизнь, это не означает, что подобная работа совершенно бесполезна. С точки зрения астрономов, это явление могло быть причиной вспышек черных дыр, которые выделяют огромное количество энергии.
Источник: Колумбийский университет
