哥倫比亞大學(xué)最新研究表明 或可從黑洞中提取能量

美國(guó)的哥倫比亞大學(xué)最新研究表明，通過(guò)重連磁場(chǎng)線，我們可從黑洞中提取能量。這聽(tīng)起來(lái)有一定的科幻色彩，但愛(ài)因斯坦在廣義相對(duì)論就有一個(gè)引人注目的預(yù)言——旋轉(zhuǎn)的黑洞擁有大量可利用的能量。

過(guò)去 50 年里，科學(xué)家一直努力試圖獲得黑洞能量。諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)的獲得者羅杰 · 彭羅斯 (Roger Penrose)提出理論稱，粒子衰變可從黑洞中吸收能量。著名科學(xué)家斯蒂芬 · 霍金 (Stephen Hawking)稱，黑洞能通過(guò)量子力學(xué)釋放能量?？茖W(xué)家羅杰 · 布蘭德福德 (Roger Blandford)和羅曼 · 茲那杰克 (Roman Znajek)認(rèn)為，電磁扭矩是提取黑洞能量的主要方式。

最近發(fā)表在《物理評(píng)論 D》上的研究報(bào)告稱，哥倫比亞大學(xué)物理學(xué)家盧卡 · 科米索 (Luca Comisso)和智利阿道夫 · 伊班奈茲大學(xué)物理學(xué)家費(fèi)莉佩 · 阿森霍 (Felipe Asenjo)發(fā)現(xiàn)，通過(guò)破壞和重聯(lián)黑洞視界附近的磁場(chǎng)線，能從黑洞中提取能量，在這個(gè)位置，包括光在內(nèi)的任何事物，都無(wú)法逃脫黑洞引力束縛。

該研究報(bào)告第一作者科米索說(shuō)：“黑洞通常被具有磁場(chǎng)的等離子粒子‘湯’包圍，理論表明，當(dāng)磁場(chǎng)線以正確的方式斷開和重新連接時(shí)，它們可以將等離子粒子加速到負(fù)能量，該能量足以從黑洞中提取出來(lái)。這一發(fā)現(xiàn)可使天文學(xué)家更好地評(píng)估黑洞自旋狀況，驅(qū)動(dòng)黑洞能量釋放，甚至可以為高等文明提供能量。”

科米索和阿森霍提出的理論前提是重新連接磁場(chǎng)會(huì)使等離子體粒子朝向兩個(gè)不同方向加速，一些等離子流被推至黑洞自旋方向，而另一些等離子流被推到自旋方向，并能逃脫黑洞引力束縛，如果被黑洞吞噬的等離子體具有負(fù)能量，就會(huì)相應(yīng)地釋放能量。

科米索說(shuō)：“這就像某個(gè)人通過(guò)吃‘負(fù)卡路里’的糖果減肥。黑洞本質(zhì)上是通過(guò)吞噬負(fù)能量粒子來(lái)?yè)p失能量的，這聽(tīng)起來(lái)有點(diǎn)奇怪，但它可能發(fā)生在一個(gè)叫做能層的區(qū)域，這里時(shí)空連續(xù)體旋轉(zhuǎn)非?？欤灾劣诿總€(gè)物體旋轉(zhuǎn)方向都與黑洞保持一致。”

在能層內(nèi)部，磁重聯(lián)是非常罕見(jiàn)的，會(huì)導(dǎo)致等離子粒子速度加速至光速等級(jí)，該研究報(bào)告合著作者阿森霍解釋，捕獲和逃逸的等離子體流之間的高相對(duì)速度，是從黑洞中提取大量能量的原因。

阿森霍說(shuō)：“我們計(jì)算發(fā)現(xiàn)等離子被激發(fā)的過(guò)程可達(dá)到 150% 的效能，這遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)地球上任何發(fā)電廠。事實(shí)上，超過(guò) 100% 效能是可以實(shí)現(xiàn)的，因?yàn)楹诙磿?huì)流失能量，這些能量是免費(fèi)提供給從黑洞中逃逸的等離子。”

從黑洞中提取能量可能是未來(lái)人類解決能量需求的答案?？泼姿髡f(shuō)：“未來(lái)數(shù)千年或者數(shù)百萬(wàn)年，人類可能在黑洞周圍生存，而不需要利用恒星能量。這本質(zhì)上是一個(gè)技術(shù)問(wèn)題，如果從物理學(xué)來(lái)看，沒(méi)有什么可以阻止該方案實(shí)現(xiàn)!”

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