Przejdź do treści

Czy można pozyskiwać energię z czarnych dziur?

Spis treści

Już Albert Einstein w swojej ogólnej teorii względności – teorii łączącej przestrzeń, czas i grawitację – przewidział, że czarne dziury mają w sobie ogromne ilości energii, którą być może da się w przyszłości wykorzystać. Przez lata powstało kilka koncepcji, jak można by tego dokonać. Niedawno fizycy przedstawili kolejną.

Przez ostatnie 50 lat naukowcy próbowali opracować metodę, która pomogłaby ujarzmić energię czarnych dziur. Noblista w dziedzinie fizyki Roger Penrose teoretyzował, że „rozpad cząstek może pomóc czerpać energię z czarnej dziury”. Stephen Hawking twierdził, że „czarne dziury mogą uwalniać energię poprzez emisję kwantową”. Z kolei Roger Blandford i Roman Znajek zaproponowali moment elektromagnetyczny jako główny sposób pozyskiwania energii z podobnych obiektów.

W nowym opracowaniu opublikowanym w czasopiśmie „Physical Review”, fizycy Luca Comisso z Uniwersytetu Columbia i Felipe Asenjo z Universidad Adolfo Ibanez w Chile, opisali nieznany dotąd sposób pozyskiwania energii z czarnych dziur. Miałoby to być możliwe dzięki przełamaniu i ponownemu połączeniu linii pola magnetycznego w pobliżu horyzontu zdarzeń, czyli punktu, z którego nic, nawet światło, nie może uciec.

To oczywiście rozważania czysto teoretyczne. Ludzkość dopiero zaczyna raczkować po swojej kosmicznej okolicy. Nie mamy technologii pozwalającej dolecieć do najbliższej czarnej dziury, a co dopiero pozyskiwać z niej energię. Być może kiedyś nasza cywilizacja osiągnie taki poziom zaawansowania, by myśleć o tym na poważnie. Jednak obecnie pozostaje to w sferze spekulacji.

Nowa koncepcja na pozyskanie energii z czarnej dziury

– Czarne dziury są otoczone gorącą „zupą” z cząstek plazmy, które przenoszą pole magnetyczne – mówi główny autor badań Luca Comisso. – Nasza teoria pokazuje, że gdy linie pola magnetycznego rozłączą się i połączą ponownie, mogą przyspieszyć cząstki plazmy i wytworzyć w ten sposób duże ilości energii – dodaje.

To odkrycie może pozwolić astronomom na lepsze szacowanie prędkości wirowania czarnych dziur, a w przyszłości stanowić nawet źródło energii dla potrzeb zaawansowanej cywilizacji – uważają badacze.

Comisso i Asenjo zbudowali swoją teorię na założeniu, że ponowne połączenie pól magnetycznych przyspiesza cząstki plazmy w dwóch różnych kierunkach. Jeden strumień cząstek jest popychany zgodnie z kierunkiem wirowania czarnej dziury, podczas gdy drugi jest popychany w przeciwną stronę i może uciec z pola grawitacyjnego, uwalniając przy tym znaczne ilości energii.

Zgodnie z tą koncepcją, ponowne połączenie linii pola magnetycznego zachodziłoby poza horyzontem zdarzeń. Wówczas rozszczepienie cząstek plazmy przyspieszanych do prędkości zbliżonych do prędkości światła w dwóch różnych kierunkach spowodowałoby, że jeden strumień plazmy mógłby zacząć opadać w stronę horyzontu zdarzeń, a drugi uciekać od czarnej dziury.

„Cukierki z ujemnymi kaloriami”

– To tak, jakby człowiek mógł schudnąć, jedząc cukierki z ujemnymi kaloriami – powiedział Comisso dodając, że zasadniczo czarna dziura traci energię, pochłaniając cząstki o ujemnej energii. Przyznał też, że może się to zdarzyć w regionie zwanym ergosferą, czyli zewnętrzną częścią horyzontu zdarzeń.

Asenjo, profesor fizyki na Universidad Adolfo Ibáñez i współautor badania, wyjaśnia, że wysoka prędkość względna pomiędzy przechwyconymi przez czarną dziurę i uciekającymi od niej strumieniami plazmy jest tym, co pozwala na wydobycie ogromnych ilości energii z czarnej dziury.

– Wyliczyliśmy, że proces energetyzacji plazmy może osiągnąć sprawność 150 procent, znacznie wyższą niż jakakolwiek elektrownia działająca na Ziemi – twierdzi Asenjo. – Osiągnięcie sprawności większej niż 100 procent jest możliwe, ponieważ czarne dziury uwalniają energię, która jest oddawana plazmie wydostającej się na zewnątrz – tłumaczy.

Chociaż jest mało prawdopodobne, abyśmy mogli kiedykolwiek wykorzystać przedstawioną koncepcję w praktyce, nie oznacza to, że podobne prace są całkowicie bezużyteczne. Z punktu widzenia astronomów, zjawisko to może być tym, co napędza rozbłyski czarnych dziur, które uwalniają ogromne ilości energii.

Źródło: Columbia University, fot. NASA’s Goddard Space Flight Center/Jeremy Schnittman

Udostępnij:

lub:

Podobne artykuły

Czarna dziura LID-568

Niezwykle żarłoczna czarna dziura. Pochłania materię w tempie 40 razy przekraczającym teoretyczną granicę

Astronomowie dostrzegli czarną dziurę z dżetami rozciągającymi się na 23 mln lat świetlnych

Odległa galaktyka „zagłodzona” przez czarną dziurę

Wyróżnione artykuły

Popularne artykuły