블랙홀에서 에너지를 추출 할 수 있습니까? 과학자들은 미친 새 계획을 제안합니다

수십 년 동안 과학자들은 어려운 물리적 문제를 해결해 왔습니다. 이론적으로 블랙홀에 의해 생성 된 엄청난 양의 에너지를 인류가 사용할 수 있을까요?

미래 사회가 어떻게 든이 위대한 업적을 달성 할 수 있다면, 먼 은하 문명에 에너지 공급이 보장되는 것처럼 보일 것입니다. 이제 과학자들은 그러한 추출이 언젠가 어떻게 가능해질 수 있는지에 대한 새로운 설명을 갖게 될 것입니다.

블랙홀은 일반적으로 자기장을 운반하는 플라즈마 입자의 뜨거운 수프로 둘러싸여 있다고 콜롬비아 대학의 천체 물리학 자 루카 코 미소는 설명합니다.

우리의 이론은 자기장 선이 올바른 방식으로 분리되고 다시 연결될 때 플라즈마 입자를 음의 에너지로 가속시킬 수 있으며 많은 양의 블랙홀 에너지를 추출 할 수 있음을 보여줍니다.

칠레의 Adolfo Ibáñez 대학의 물리학 자 Felipe A. Asenjo와 공동으로 쓴 Commissiono의 새로운 작업은 블랙홀에서 에너지를 추출하는 방법을 볼 수있는 새로운 프리즘을 제공합니다.

그들의 극도의 질량을 감안할 때 블랙홀에도 엄청난 양의 에너지가 포함되어 있다고 가정하는 것은 당연합니다. 불행히도이 모든 것은 시공간의 "최저"에 잠겨 있습니다.

옥스퍼드 대학의 저명한 물리학 자이자 수학자 인 Roger Penrose는 독창적 인 방법을 제안했습니다. 이른바 Penrose 과정에서 에너지는 블랙홀의 회전에 의해 시공간이 왜곡되는 에르고 스피어라고 불리는 블랙홀의 이벤트 지평선 외부 영역에서 이론적으로 추출 될 수 있습니다.

Penrose의 계산에 따르면 입자가 인간 권 내에서 두 부분으로 분할되어 하나는 이벤트 지평선으로 떨어지고 다른 하나는 블랙홀의 중력을 벗어나면 가출 물체가 방출하는 에너지를 이론적으로 추출 할 수 있습니다.

이 아이디어는 불과 몇 달 전에 발표 된 기사에서 과학자들에 의해 실험적으로 확인되었지만 회전하는 블랙홀의 에너지를 활용하는 유일한 방법은 아닙니다.

양자 역학적 복사에 기반한 호킹 복사는 블랙홀 주변의 자기장을 통해 전자 기적으로 에너지를 추출 할 수있는 Blandford-Znajek 프로세스로 알려진 또 다른 경로입니다.

자기는 또한 Commissiono와 Asenjo의 분석에서 중심적인 역할을합니다. 특히 자기장의 힘의 선이 인간 권 내에서 부서지고 재결합 할 때, Penrose 프로세스의 일부 아이디어도 변경됩니다.

자기 재 연결이 이벤트 지평선 밖에서 발생하기 때문에 플라즈마 입자는 두 가지 다른 방향으로 빛의 속도에 접근하는 속도로 가속됩니다. 하나의 플라즈마 스트림은 이벤트 지평선으로 떨어지고 다른 하나는 탈출 할 수 있습니다.

블랙홀의 관점에서 볼 때 떨어지는 입자에는 음의 에너지가 부여됩니다. 블랙홀 외부에서 나가는 입자는 작동하도록 만들 수있는 긍정적 인 에너지를 갖게됩니다.

이 방법을 사용하면 블랙홀이 계속해서 음의 에너지 플라즈마를 소비하는 한, 에너지가 추가 된 플라즈마의 누출 스트림은 이론적으로 사실상 무한한 자유 에너지 원으로 작용할 수 있습니다.

우리는 플라즈마 여기 과정이 지구에서 작동하는 어떤 발전소보다 훨씬 높은 150 %의 효율을 달성 할 수 있다고 계산했습니다.

블랙홀은 에너지가 통과 할 수 있도록하여 블랙홀을 떠날 때 플라즈마에 기부되기 때문에 100 % 이상의 효율성을 달성 할 수 있습니다.

실용적인 관점에서이 에너지를 현실적으로 활용할 수있을 것 같지는 않지만 그렇다고 연구가 완전히 쓸모 없다는 의미는 아닙니다.

천문학적 관점에서 볼 때이 현상은 우주로 들어가는 거대한 복사 에너지 폭발 인 블랙홀 폭발의 원인이 될 수 있습니다.

회전 에너지 추출이 순수 전자기 메커니즘을 사용하여 수행되는 Blandford-Znajek 프로세스와 달리 여기에 설명 된 에너지 추출 메커니즘은 0이 아닌 입자 관성을 필요로한다고 저자는 썼습니다.

이 메커니즘은 또한 음의 에너지 입자를 형성하기 위해 자기 에너지의 소산이 필요하기 때문에 원래의 Penrose 프로세스와 다릅니다. 분명히 모든 메커니즘은 블랙홀의 회전 에너지를 추출하여 블랙홀에 음의 에너지와 각운동량을 공급합니다.

결과는 Physical Review D에 나와 있습니다.