Черные дыры могут обеспечить нас безграничной энергией: физики выяснили, как ее получить

Черные дыры могут быть источником чистой и практически безграничной энергии, которые могут решить энергетические проблемы человечества в будущем. Физики рассказали, каким образом можно получить эту энергию.

Энергия черной дыры

Энергия, которую можно извлекать из вращающихся черных дыр – это кинетическая энергия, которая поддерживает их вращение. Такие черные дыры могут вращаться со скоростью, близкой к скорости света и ни один объект во Вселенной не может этого делать с такой скоростью.

Когда черные дыры вращаются, их огромная гравитация увлекает за собой саму ткань пространства в процессе известном как эффект Лензе-Тирринга. То есть объекты и материя, окружающие черную дыру, не могут оставаться на месте. По словам физиков, самая простая форма энергии — это та, что связана с движением, то есть кинетическая энергия, которая зависит от скорости. Вращающаяся черная дыра имеет вращательную кинетическую энергию, и, увлекая за собой пространство, она передает свою вращательную энергию объектам в своем окружении.

Механизм извлечения энергии черной дыры можно увидеть в квазарах. Это сверхмассивные черные дыры с массами в миллионы и миллиарды раз больше массы Солнца, окруженные облаком газа и пыли, называемым аккреционным диском.

Во время вращения аккреционного диска разные части диска трутся друг о друга, превращаясь в плазму при температурах, достигающих миллионов градусов Цельсия, что приводит к выбросу большого количества излучения. По мере вращения материал в аккреционном диске постепенно попадает в недра черной дыры.

Материал, который не поглощает черная дыра, может быть направлен к ее полюсам мощными магнитными полями. Там он ускоряется до скоростей, приближающихся к скорости света. Эта материя выбрасывается в виде энергетических струй, известных как релятивистские струи, по одной с каждого полюса.

Поскольку вращающаяся черная дыра передает энергию своему окружению, источник этой энергии, которым является ее вращение, истощается, что означает, что черная дыра вращается все медленнее, пока не перестанет вращаться полностью.

Как получить энергию черной дыры?

Ученые считают, что самой простой формой извлечения энергии черной дыры является прямое использование излучения квазаров. Но в этом случае мы будем извлекать извлекаем не вращательную энергию, а тепловую энергию, производимую вращением.

Извлечение вращательной энергии черной дыры будет более сложным процессом. Ученые предлагают представить себе карусель, которая вращается только по инерции. То есть после получения начального импульса она продолжает вращаться, даже если источник вращения остановлен. Если бросить мяч в одну из каруселей против направления вращения, мяч отскочит назад, набрав большую скорость, чем изначально. В результате карусель потеряет часть своей скорости вращения. Это означает, что дополнительная кинетическая энергия мяча исходит из вращательной кинетической энергии карусели. То же самое может произойти и с черной дырой, если запустить в нее поток частиц и таким образом можно извлечь энергию из черной дыры за счет ее вращения.

Но есть одна большая проблема. Для того, чтобы получить энергию черной дыры человечество должно стать невероятно развитой цивилизацией с очень продвинутыми технологиями.

Есть и еще одна проблема. Для извлечения энергии из вращающейся черной дыры нужно, чтобы один из этих объектов находился рядом с нами, а, насколько известно, в Солнечной системе или рядом с ней нет черных дыр. Поэтому, если люди захотят использовать энергию этих объектов, придется совершить межзвездное путешествие. Это может стать возможным в далеком будущем, говорят физики.

Как уже писал Фокус, ученые решили 40-летнюю загадку квантовой физики. Физики совершили большой прорыв в понимании квантовой запутанности, полностью описав статистику, которую она может производить. По сути, физики взломали код квантового мира.