Прoсмoтрoв:
225
Кoммeнтaриeв:
2

Xoтя фильмы, кoмиксы и тeлeшoу ужe дoлгoe врeмя знакомят мировую аудиторию с черными дырами, очень немногие на самом деле понимают что это. Черные дыры — это гораздо больше, чем просто «гигантские космические пылесосы», поглощающие все вокруг себя. Теоретически, они также могут быть использованы в качестве источника энергии.

Прежде чем переходить к теме, обозначенной в заглавии статьи, необходимо немного рассказать о таком процессе, происходящем на горизонте событий черной дыры, как излучение Хокинга.

Что такое излучение Хокинга?

В 1975 году Стивен Хокинг обнаружил, что черные дыры не настолько «черные», как считалось ранее. На самом деле они обладают каким-то излучением. Поскольку его усилия привели к этому новаторскому открытию, то оно, естественно, стало называться излучением Хокинга. Черные дыры обладают слабым свечением благодаря некоему излучению, исходящему от них, состоящему из фотонов, нейтрино и множества более крупных частиц.

Стивен Хокинг. Он обнаружил, что черные дыры не такие уж и «черные», как считали эксперты. Источник изображения: wikimedia.org

В обширном космическом пространстве, которые непрерывно образуются и аннигилируют пары частица-античастица, но когда эти пары частица-античастица появляются на самом краю гравитационного притяжения черной дыры,то одна из этих частиц всасывается черной дырой, а другая улетает. Это уникальное явление и называется излучением Хокинга. Изгнанная частица испускает количество энергии, которое рассчитывается по знаменитому уравнению Эйнштейна E=mc^2. Конечно, после этого открытия следующим большим вопросом стало: «Если черная дыра производит столько энергии, то можно ли ее как-то использовать?»

Можно ли использовать черную дыру в качестве источника энергии?

Теоретически, черная дыра может выступать в качестве источника энергии, только этот источник не будет достаточно сильным и надежным.

Источник изображения: alacechord.com

Черной дыре с массой нашего Солнца потребовалось невероятно огромное количество времени, чтобы излучить достаточно энергии для питания одной лампочки. Чем массивнее черная дыра, тем ниже мощность ее излучения. Это связано с тем, что слишком большая черная дыра будет обладать невероятно сильным гравитационным притяжением, позволяющим вырваться уровню излучения, которое было бы настолько незначительным, что его почти невозможно обнаружить.

С другой стороны, черная дыра гораздо меньших размеров будет иметь нестабильное гравитационное поле и, следовательно, излучение Хокинга от нее будет гораздо более интенсивным. Благодаря этому, теоретически, мы могли бы создать искусственную черную дыру размером не больше горошины, которая могла бы производить настолько сильное излучение Хокинга, чтобы ее можно было расценивать как реальный источник энергии.

Kugelblitz

Хотя до его успешного такой черной дыры еще как минимум несколько десятилетий, у физиков есть теории о том, как мы можем это сделать. В 1955 году Джон Уилер предположил, что если мы сконцентрируем достаточное количество энергии в небольшой области пространства, то благодаря этому возможно появление микроскопической черной дыры, которую он назвал Kugelblitz (шаровая молния). Ученые рассчитывают добиться этого с помощью гамма-лазеров. Такая искусственная черная дыра может быть описана с использованием уравнений Карла Шварцшильда, отсюда и ее полное название Шаровая молния Шварцшильда.

Крошечные черные дыры могут производить астрономическое количество энергии Источник изображения: Pixabay

Чтобы стать подходящим источником энергии эта черная дыра должна быть достаточно маленькой, чтобы испускать значительное количество излучения, но достаточно большой, чтобы мгновенно не испариться. По словам Хокинга, нам понадобится какой-нибудь генератор черной дыры, возможно, созданный с использованием лазеров гамма-излучения и сферического экрана для размещения этого генератора и самой черной дыры. Если мы сможем достичь этого, то было бы возможным генерировать достаточно энергии для питания наших городов на протяжении поколений.

Космический корабль с сингулярным реактором

Одна из самых амбициозных идей для межзвездных путешествий в научном сообществе — это создание звездолёта с сингулярным реактором. Это будет космический корабль, оснащенный приводом, использующим энергию шаровой молнии Шварцшильда. По сути, это был бы двигатель с крошечной черной дырой внутри него, что придавало ему невероятно мощную тягу.

Гипотетический межзвездный корабль с тягой на черных дырах. Источник изображения: cosmicocean1.com

Теоретически, привод должен будет улавливать излучение Хокинга, испускаемое в результате испарения черной дыры и преобразовывать его в энергию, которая будет разгонять звездный корабль со скоростью, составляющей 10% от скорости света. Из-за небольшого размера генерируемых черных дыр они не будут существовать длительное время и станут довольно быстро испаряться, поэтому корабль будет оснащен гамма-лазерами для их создания «по требованию».

Футуристический космический корабль. Источник изображения: sci-ne.com

Технически, космический корабль с тягой на черных дырах не выходит за рамки возможного и как только уровень технологии станет соответствовать нашим амбициозным теориям, мы сможем покинуть Землю и смело отправиться туда, где никто еще не был!