RW Space

Представление о черных дырах вызывает ужас и ужас. Они неизбежны! Они пожирают всё! Никогда ничего не выходит!

Точность этих убеждений попадает в диапазон от спорных до неверных. И пара физиков теперь рассчитала, как пресловутая кровь может быть выжата из камня черной дыры. По мнению Чжан-Фэн Май и Жун-Цю Янга из Тяньцзиньского университета в Китае, крошечные черные дыры теоретически могут использоваться в качестве источника энергии.

Их расчеты показывают, что эти сверхплотные объекты могут работать как перезаряжаемые батареи. и ядерные реакторы, обеспечивающие энергию в масштабе гигаэлектронвольт.

На самом деле, извлекаемая энергия поступает не изнутри черной дыры, а снаружи: это самая сильная из известных концентраций гравитации во Вселенной.

Считается, что наша Вселенная пронизана черными дырами, но их не всегда легко обнаружить. То, что мы обнаружили, позволяет предположить, что эти загадочные объекты имеют массу от примерно пяти масс Солнца до десятков миллиардов солнечных масс.

Но есть и другой весовой класс черных дыр – по крайней мере, теоретически. Это первичные черные дыры, и они могут быть пространственно крошечными, вплоть до субатомных размеров.

Там, где черные дыры звездной массы образуются из коллапсирующих ядер массивных мертвых звезд, считается, что первичные черные дыры образовались из сверхплотности первичной плазмы, которая заполнила Вселенную после Большого взрыва.

Мы не знаем, существуют ли первичные черные дыры или нет, но если они существуют, они открывают множество возможностей. Одним из них является темная материя, для которой первичные черные дыры считались привлекательным кандидатом.

Теперь кажется, что мы сможем каким-то образом использовать эти гипотетические ямки в пространстве-времени.

>Аккумулятор преобразует неэлектрическую энергию в электрическую. Ядерный реактор использует силу ядерных реакций для производства энергии. А крошечная черная дыра, как утверждают Май и Янг, теоретически могла бы делать и то, и другое.

«Принимая во внимание тот факт, что черная дыра обладает чрезвычайно сильной гравитационной силой, возникает интересный вопрос: учитывая, по крайней мере теоретически, можем ли мы использовать использовать гравитационную силу черных дыр для выработки электрической энергии, то есть использовать черные дыры в качестве батарей?», — пишут они в своей статье.

«В этой статье мы теоретически утверждаем, что можем использовать черную дыру Шварцшильда. дыра как перезаряжаемая батарея».

С очень маленькими черными дырами существует проблема: излучение Хокинга. Это масса, потерянная черной дырой из-за взаимодействия между горизонтом событий черной дыры и квантовыми полями в ее окрестностях. Чем меньше черная дыра, тем быстрее теряется масса из-за излучения Хокинга. Если черная дыра достаточно мала, она относительно быстро полностью испарится.

Ожидается, что небольшая черная дыра очень быстро поглотит материю, что затруднит извлечение чего-либо из пространства вокруг нее.

Май и Янг выяснили, что они могут пополнять и перезаряжать первичную черную дыру, превышающую определенную массу, таким образом, чтобы она производила электрическую энергию. Черная дыра размером с атом и массой от 10¹⁵ до 10¹⁸ килограммов должна быть в состоянии производить эту энергию при пополнении заряженными частицами.

Исследователи подсчитали, что в максимуме черная дыра может преобразовать 25 процентов входной массы в энергию. Это 25-процентный коэффициент эффективности. Большинство имеющихся на рынке солнечных панелей имеют КПД ниже 23 процентов.

Команда также определила, что черная дыра может иметь такой же КПД, как и ядерный реактор. Их уравнения показали, что вблизи первичной черной дыры 25 процентов массы альфа-частицы, образовавшейся в результате радиоактивного распада, могут быть преобразованы в кинетическую энергию.

На самом деле это не то, чем мы занимаемся. будет возможность протестировать. Даже если бы мы знали наверняка, что они там существуют, мы не могли бы просто схватить первичную черную дыру, не говоря уже о ее сдерживании и контроле. Но анализ дает интересную пищу для размышлений.

В частности, команда говорит, что их модель реактора черной дыры попадает как раз в диапазон масс, предложенный для темной материи, что открывает интригующую возможность того, что мы, возможно, могли бы , использовать одну из самых загадочных форм материи во Вселенной для питания наших холодильников.

Результат исследования будет опубликован в Physical Review D и доступен на arXiv.