人类未来的能源在这里!前提是先找到提取方法
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不惧过往,不畏将来!昨天 13:14
研究人员认为,在黑洞视界附近断开、重连磁场线,有望提取黑洞能量。
视界附近的等离子体即将被旋转黑洞吞噬。
爱因斯坦的广义相对论曾预言,旋转黑洞可能是一个巨大的能量源。在过去的50年里,科学家们一直试图找到释放这种能量的方法。物理学家Roger Penrose曾指出,粒子衰变可以从黑洞中吸收能量;物理学家Stephen Hawking则认为,黑洞能够通过量子力学方式释放能量;其他学者还提出,电磁扭矩是提取能量的主要方式。
phys.org网站报道,美国哥伦比亚大学物理学家Luca Comisso和智利阿道夫·伊班奈兹大学研究人员Felipe Asenjo提出了一种提取黑洞能量的新方式——在黑洞视界附近断开、重连磁场线。相关研究成果于当地时间1月13日刊登在《物理评论D辑》杂志中。
Comisso说:“黑洞通常被带磁场的等离子粒子‘汤’所包围。我们的理论表明,以恰当方式断开和重连磁力线,可以将等离子粒子加速至负能量,从而提取大量的黑洞能量。该发现有望让天文学家更好地预测黑洞自旋,驱动黑洞能量发射,甚至为先进文明提供能源。
从本质上讲,黑洞是通过‘吃下’负能量粒子来释放能量的。这听上去很荒谬,就像一个人食用含负热量的糖果来减肥。这种现象可能发生在能层区域。在能层中,时空连续体的旋转速度非常快,以至于每个物体的自旋方向都与黑洞相同。”
在能层内部,磁重联非常极端,等离子体粒子的速度被加速至接近光速。物理学教授Asenjo解释道,捕获-逃逸等离子体流之间的高相对速度,正是上述新方式能从黑洞中提取能量的原因。
Asenjo说:“我们计算出,等离子体给电过程的效率高达150%,这比地球上任何发电厂都高。要使效率超过100%也是可能的,因为黑洞会泄露能量,而这些能量将‘免费’供给从黑洞逸出的等离子体。”
Comisso等设想的能量提取过程可能已经是黑洞中的普遍事件。此外,该过程还可能是驱动黑洞耀斑的诱因。
Asenjo说:“我们对黑洞附近磁重联现象的认知加深了。这可能为人类未来的黑洞观测任务奠定基础。”
从黑洞中提取能量,这听上去有点像科幻小说中的情节,但黑洞很可能是人类未来解决能源问题的答案。
Comisso说:“在未来,人类或许能够依附黑洞生存。这本质上是一个技术问题,从物理学角度来看,人类是能够解决的。”
美国国家科学基金会项目主任Vyacheslav Lukin展望道:“我们期待将黑洞天体物理学看似深奥的研究转入实用领域。”
编译:雷鑫宇
审稿:西莫
责编:陈之涵
期刊来源:《物理评论D辑》
期刊编号:1550-7998
原文链接:
https://phys.org/news/2021-01-harness-energy-black-holes.html
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