Главная / Технологии

Можно ли извлечь энергию из черной дыры? Новый эксперимент подтверждает старую теорию

Антон Пальцев - 27.06.20 (обновлено 27.06.20)

Вращающаяся черная дыра – такая чрезвычайная сила природы, что она тащит за собой время и пространство. Поэтому естественно задаться над вопросом, можно ли использовать черные дыры в качестве источника энергии? В 1969 году физик-математик Роджер Пенроуз предложил метод для этого, теперь известный как «процесс Пенроуза». И как раз этот метод может быть использован сложными цивилизациями (инопланетянами или будущими людьми) для сбора энергии путем создания «бомб с черными дырами». Однако некоторые физические процессы, необходимые для этого, никогда не были проверены экспериментально – до сих пор. Новое исследование, подтверждающее основную физику, было только что опубликовано в журнале Physics Nature.

Содержание:

  1. Теория Зельдовича
  2. Наконец прорыв?
  3. Бомба черной дыры

исследованиеФото: https://supercurioso.com/

Теория Зельдовича

Вокруг горизонта событий (граница вокруг черной дыры, за пределы которой ничто, даже свет, не может выйти) вращающаяся черная дыра создает область, называемую «эргосферой». Если объект попадает в эргосферу таким образом, что он раскалывается – одна часть попадает в черную дыру, а другая убегает – та часть, которая убегает, эффективно получает энергию за счет черной дыры. Таким образом, отправляя объекты или свет к вращающейся черной дыре, мы могли бы вернуть энергию.

Но справедлива ли эта теория? В 1971 году русский физик Яков Зельдович перевел его на другие вращающиеся системы, которые можно было проверить на Земле. Черная дыра превратилась во вращающийся цилиндр, сделанный из материала, способного поглощать энергию. Зельдович представил, что световые волны могут извлекать энергию из цилиндра и усиливаться. Однако чтобы эффект усиления работал, эти волны должны иметь так называемый «угловой момент», который скручивает их в спирали.

Когда витые световые волны попадают в такой цилиндр, их частота должна меняться из-за того, что называется «доплеровский сдвиг». Вы, скорее всего, испытали это при прослушивании сирены скорой помощи. Когда он движется к вам, он имеет более высокую высоту звука, чем когда он удаляется от вас – направление движения изменяет высоту звука. Аналогичным образом, изменения скорости вращения изменяют воспринимаемую частоту световой волны. То есть, если цилиндр вращается достаточно быстро, то измененная частота волны должна упасть настолько низко, что станет отрицательной (что просто означает, что волна вращается в противоположном направлении).

экспериментФото: https://thedailyblog.co.nz/

Волны положительной частоты должны частично поглощаться цилиндром, теряя энергию. Но волны отрицательной частоты преобразуют эту потерю в усиление и вместо этого усиливаются цилиндром. Они будут извлекать энергию из вращения, точно так же, как объект, выходящий из черной дыры Пенроуза. В этом смысле проверка теории Зельдовича может показаться простой. Но вращающийся объект должен вращаться с той же или более высокой частотой, что и волны. Чтобы усилить видимые световые волны, которые колеблются с частотой в сотни триллионов раз в секунду, вам нужно вращать поглощающий объект в миллиарды раз быстрее, чем все, что механически возможно сегодня.

Наконец прорыв?

Свет движется со скоростью около 300 миллионов метров в секунду. Поэтому, чтобы упростить проверку теории, ученые решили использовать звуковые волны, которые движутся примерно в миллион раз медленнее, а это значит, что нам не нужно, чтобы поглотитель вращался так быстро.

Чтобы создать скрученную звуковую волну, было использовано кольцо громкоговорителей, излучающих одну и ту же частоту, но начинающих в несколько разное время, поэтому звук следует по спирали. Для вращающегося поглотителя использовался кусок звукопоглощающей пены, прикрепленный к двигателю. Микрофоны, размещенные внутри пены, позволяли записывать звук после его взаимодействия с вращающимся поглотителем.

исследованиеФото: https://www.youtube.com/

В итоге исследователи обнаружили, что когда пена распространяется медленно (с низкой частотой), звук, который был записан, становился тише, потому что он был поглощен пеной. Но когда ученые развернули пену достаточно быстро, чтобы доплеровское смещение частоты звуковых волн сместилось настолько, чтобы они стали отрицательными, звук стал громче. Это может означать только то, что звуковая волна забрала энергию у вращающегося поглотителя, наконец, доказав 50-летнюю теорию.

Бомба черной дыры

Все это, конечно, не является явным подтверждением того, что идея Пенроуза относительно извлечения энергии действительно будет работать для черной дыры. Скорее, эти эксперименты подтверждают противоречивую физику, лежащую в основе, показывая, что смещение частот волн с положительных на отрицательные приводит к тому, что они набирают, а не теряют энергию.

Хотя ученые еще далеки от извлечения энергии из вращающейся черной дыры, это не означает, что это не может быть сделано очень продвинутой инопланетной цивилизацией – или даже нашей собственной в далеком будущем. Такая цивилизация могла бы построить вокруг черной дыры структуру, которая вращалась бы вместе с ней, а затем сбрасывать в нее астероиды или даже электромагнитные волны, что отражалось бы с большей энергией.

подтверждениеФото: https://www.youtube.com/

Более того, они могли создать так называемую бомбу из черной дыры, полностью окружив ее отражающей зеркальной оболочкой. Свет, сияющий в черную дыру, будет возвращаться усиленным, а затем отражаться обратно зеркалом в черную дыру, чтобы снова усиливаться, и так далее. Энергия будет увеличиваться экспоненциально при взлете взрыва назад и вперед. Но пропуская часть этого усиленного света из оболочки через отверстие, вы можете контролировать процесс и производить по существу неограниченную энергию.

Хотя это все еще научная фантастика, в очень далеком будущем, когда вселенная почти умерла, а единственными остатками галактик и звезд являются черные дыры, этот метод будет единственной надеждой для выживания любой цивилизации. Это была бы вселенная с огромными изолированными источниками энергии, ярко сияющими в остальном совершенно черном небе.

#Подтверждение #Теория #Черная дыра #Эксперимент #Энергия

Добавить комментарий или задать вопрос

* Обязательные поля
1000
изображение Captcha

Комментарии

Комментариев пока нет. Будьте первым!

Новости LuckyAds

Последние материалы из раздела "Технологии"

Выбор редакции