學家研究出「黑洞炸彈」 原子核大小就能炸死10億人
黑洞往往令人談之色變,但其海量的能量更讓科學家們垂涎,如果能提取哪怕一部分對人類而言也是巨大的福音,只是太難了,弄不好就會成為「黑洞炸彈」。從黑洞汲取能量可以透過所謂的「彭羅斯過程」(Penrose process),物理學家羅傑·彭羅斯(Roger Penrose)早在1971年就已提出,核心是利用「參考系拖曳」(frame dragging)效應從黑洞汲取自轉能。
參考系拖曳是指自轉的天體會扭曲周圍的空間,而墜向它的物體會被拖曳著,沿著天體自轉的方向加快速度。
科學家在地球附近就曾觀測到過輕微的參考系拖曳效應,而在強大的自轉的黑洞附近,這種效應無疑會非常明顯,甚至能會強大到讓黑洞「能層」(ergosphere)內運作的天體,環繞黑洞運作的速度甚至超過自由空間的光速。
進入「彭羅斯過程」的天體運行軌跡
讓物體進入快速自轉黑洞的能層,並向黑洞釋放部分質量或輻射,黑洞就會將這個物體以高於其進入能層的速度甩開,並使之獲得額外的能量,黑洞自轉速度則會變慢。
這就是“彭羅斯過程”,理論上可以將黑洞質量的最多20%轉化成能量。
要知道,氫聚變也只能將大約1%的質量轉換為能量。
科學家顯然是不會滿足的,既然可以做到20%,為什麼不能更多?
一個自轉的帶電黑洞
在最新的研究中,科學家試圖透過粒子衰變汲取黑洞的能量,因為粒子衰變會產生「Banados-Silk-West效應」。
使用某種電磁或物理鏡面約束,讓粒子在黑洞事件視界附近反覆跳躍,就可以持續吸收能量,衰變之後我們就能間接收穫黑洞的能量了。
當然,這種方法極度危險,一旦失控,粒子能就會逐級放大,最後讓黑洞變成一顆威力無比的「黑洞炸彈」。
科學家推測,即便是原子核大小的黑洞,一旦變成“炸彈”,就可以輕易炸死10億人。
但也不是沒辦法控制,例如將帶電的黑洞放在「反德西特空間」(Anti-de Sitter space)之中,空間本身就能起到約束作用,讓黑洞自行釋放能量。
「德西特空間」(de Sitter space)是指帶有正宇宙學常數的空曠宇宙,反德西特空間就是帶有負宇宙常數的空曠宇宙。
「反德西特空間」示意圖