Новое исследование ученых Колумбийского университета показывает, что энергия может быть извлечена из черных дыр путем пересоединения силовых линий магнитного поля. Замечательное предсказание общей теории относительности Эйнштейна - доктрины, которая связывает пространство, время и гравитацию - состоит в том, что вращающиеся черные дыры наделены огромным количеством энергии, доступной для использования. Более подробно о недавнем изыскании Колумбийского университета поговорим далее.
Новое исследование
В течение 50 лет ученые изобретали способы раскрытия силы черных дыр. Нобелевский физик Роджер Пенроуз предположил, что распад частицы может потреблять энергию из этих объектов. Стивен Хокинг сказал, что черные дыры могут выделять энергию посредством квантово-механического излучения. А Роджер Бландфорд и Роман Знайек предложили электромагнитный крутящий момент в качестве основного агента извлечения энергии.
Недавно в журнале Physical Review D были опубликованы итоги нового исследования. В статье говорится, что физики Лука Комиссо из Колумбийского института и Фелипе Асенджо из Университета Адольфо Ибаньеса в Чили выяснили, как извлекать энергию из черных дыр. Они заявили, что это можно реализовать путем разрыва и соединения силовых линий магнитного поля, расположенного возле точки, где ничто, даже свет, не может избежать притяжения черной дыры. Эта точка именуется горизонтом событий.
Что говорит Лука Комиссо
«Черные дыры, как правило, окружены ореолом из плазменных частиц, несущих магнитное поле, - сказал Лука Комиссо, первый автор изыскания. - Наша теория демонстрирует, что в момент разъединения силовых линий магнитного поля и последующего их соединения, эти силовые линии ускоряют плазменные частицы до негативных энергий. В итоге можно извлечь внушительный объем энергии из черной дыры».
По словам Комиссо, это открытие позволит астрономам лучше изучить кружение черных дыр, чтобы стимулировать выбросы их энергии, которая может быть задействована для восполнения нужд развитой цивилизации.
Принцип работы повторного соединения
Комиссо и Асенджо построили свою доктрину на предпосылке, что пересоединяющиеся магнитные поля ускоряют плазменные частицы в 2-х различных направлениях. Один из потоков плазмы сталкивается со спином черной дыры, в то время как другой перемещается в направлении вращения и может вырваться из тисков объекта, который высвобождает энергию, когда плазма, поглощенная черной дырой, имеет отрицательную энергию.
«Это похоже на то, как человек может похудеть, съев леденцы с отрицательными калориями, - сказал Комиссо, объяснив, что, по сути, черная дыра теряет энергию, поедая частицы с негативной энергией. - Это может происходить в зоне, именуемой эргосферой, где пространственно-временной континуум обращается так быстро, что все объекты вертятся в том же направлении, что и черная дыра».
Внутри эргосферы магнитное пересоединение настолько велико, что частицы плазмы ускоряются до скоростей, приближающихся к скорости света. Соавтор исследования Асенджо объяснил, что высокая относительная скорость между захваченными и уходящими потоками плазмы - это то, что позволяет предлагаемому процессу извлекать внушительное число энергии из черной дыры.
«Мы подсчитали, что процесс активации плазмы может достичь результативности в 150 %, что намного выше, чем у любой земной электростанции, - сказал Асенджо. - Достижение эффективности более 100 % возможно, потому что черные дыры пропускают энергию, которая передается плазме, оставляющей их».
Будущий источник энергии
Процесс извлечения энергии, предусмотренный Комиссо и Асенджо, возможно, уже работает в большом количестве черных дыр. Это может быть причиной мощных вспышек этих объектов, которые можно обнаружить с Земли. «Наши более глубокие знания о том, как магнитное пересоединение происходит в непосредственной близости от черной дыры, могут иметь решающее значение для нашей интерпретации текущих и будущих наблюдений черных дыр с помощью телескопов, например, с помощью телескопа Event Horizon», - сказал Асенджо.
Хотя это может звучать как научная фантастика, добыча энергии из черных дыр может быть ответом на наши будущие потребности в энергии. «Через миллионы лет человечество могло бы выжить возле черной дыры, не используя энергию звезд, - заявил Комиссо. – Это, по сути, проблема технологического характера. С токи зрения законов физики ничто не препятствует этому».
Мнение Вячеслава Лукина
Исследование «Магнитное пересоединение как механизм извлечения энергии из вращающихся черных дыр» финансировалось инициативой Национального научного фонда «Окна во Вселенную», НАСА и Чилийским национальным фондом научного и технологического развития.
«Идеи и концепции, обсуждаемые в этой работе, поистине захватывающие», - сказал Вячеслав Лукин, программный директор Национального научного фонда. По его словам, NSF стремится стимулировать новые теоретические усилия, основанные на пограничных наблюдениях, объединяя теоретическую физику и наблюдательную астрономию под одной крышей. «Мы с нетерпением ждем возможности перевода, казалось бы, эзотерических исследований астрофизики черных дыр в практическую сферу», - добавил Лукин.
