利用假想黑洞的力量可以制造出瘋狂的炸彈

黑洞是強(qiáng)大的重力引擎。所以你可能會(huì)想象，如果有機(jī)會(huì)，一定有一種方法可以從他們身上提取能量，你是對(duì)的。

當(dāng)然，我們可以利用黑洞的吸積盤和噴流，但即使你所擁有的只是空曠空間中的黑洞，你仍然可以從被稱為彭羅斯過(guò)程的技巧中提取能量。

它由羅杰·彭羅斯（Roger Penrose）于1971年首次提出，是一種從黑洞中提取旋轉(zhuǎn)能量的方法。它使用一種稱為幀拖拽，旋轉(zhuǎn)的物體扭曲附近的空間，使得落向物體的物體沿著旋轉(zhuǎn)路徑被輕微拖動(dòng)。

我們已經(jīng)在地球附近觀測(cè)到效應(yīng)，雖然它很小。在旋轉(zhuǎn)的黑洞附近，影響可能是巨大的。如此強(qiáng)大，以至于在一個(gè)被稱為人力圈的區(qū)域內(nèi)，物體可以在自由空間中以大于光速的速度在黑洞周圍拖曳。

粗略地說(shuō)，彭羅斯過(guò)程是飛入一個(gè)快速旋轉(zhuǎn)的黑洞的測(cè)力層，然后向黑洞釋放一些質(zhì)量或輻射。由此產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)踢將你送離黑洞的速度比你接近黑洞的速度要快。你獲得的額外能量是通過(guò)減慢黑洞的旋轉(zhuǎn)來(lái)平衡的。

從理論上講，這個(gè)過(guò)程可以提取黑洞質(zhì)量能量的20%，這是巨大的。相比之下，將氫融合成氦氣只能產(chǎn)生大約1%的質(zhì)量能量。

當(dāng)然，理論物理學(xué)家永遠(yuǎn)不會(huì)滿足。如果你能從黑洞中提取20%的質(zhì)量能量，為什么不多呢？

這是最近一篇論文的重點(diǎn)，但應(yīng)該指出的是，它關(guān)注的是一個(gè)比我們?cè)谟钪嬷锌吹降母橄蟮暮诙锤拍睢?/p>

簡(jiǎn)單的黑洞可以用三件事來(lái)表征：質(zhì)量、旋轉(zhuǎn)和電荷。我們觀察到的黑洞有前兩個(gè)，但由于物質(zhì)是電中性的，所以沒(méi)有第三個(gè)。本文重點(diǎn)研究帶電黑洞。

我們的宇宙也在膨脹，可以粗略地用愛因斯坦方程組的解來(lái)描述，稱為德西特空間。它描述了一個(gè)具有正宇宙常數(shù)的空宇宙。反德西特空間（AdS）將是一個(gè)具有負(fù)宇宙學(xué)常數(shù)的宇宙。

雖然 AdS 沒(méi)有描述我們的宇宙，但它允許一些理論家喜歡的數(shù)學(xué)技巧，因此它經(jīng)常被用來(lái)探索廣義相對(duì)論.本文專門研究了反德西特空間中的帶電黑洞。

雖然這項(xiàng)研究完全是假設(shè)性的，但它作為一個(gè)“假設(shè)”場(chǎng)景。作者不是從黑洞的旋轉(zhuǎn)中提取能量，而是研究如何使用Ba?ados-Silk-West（BSW）效應(yīng)通過(guò)粒子衰變提取能量。

使用某種電磁或物理約束鏡，粒子可以在事件視界附近來(lái)回反射，從黑洞獲得能量，直到它們衰變?yōu)榭捎媚芰俊?/p>

正如作者所展示的那樣，這個(gè)想法的問(wèn)題在于，這可能導(dǎo)致失控效應(yīng)，粒子能量在反饋外觀中放大粒子能量，導(dǎo)致所謂的黑洞炸彈。因此，如果你發(fā)現(xiàn)自己在反德西特宇宙中一個(gè)帶電黑洞附近建造一座發(fā)電廠，請(qǐng)小心行事。

但更有趣的是，作者還研究了原本空曠的反德西特宇宙中帶電黑洞的情況。在這種情況下，能量也將從黑洞中提取。

時(shí)空結(jié)構(gòu)本身將充當(dāng)一種禁閉室，而不是鏡子。因此，帶電的黑洞會(huì)自行釋放能量。它類似于霍金輻射，但在這種情況下，它不依賴于量子引力。作者還發(fā)現(xiàn)，這種情況不會(huì)導(dǎo)致黑洞炸彈。

如前所述，這些都不適用于我們宇宙中真正的黑洞。據(jù)我們所知，彭羅斯過(guò)程是我們真正能做的最好的。

但像這樣的研究是有用的，因?yàn)樗鼈兘沂玖丝臻g和時(shí)間的基本本質(zhì)?，F(xiàn)在我們知道，即使在一個(gè)奇怪的反宇宙中，我們只能想象，黑洞可以隨著時(shí)間的推移釋放能量。

本文最初由今日宇宙.閱讀原文.

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