如果自宇宙大爆炸起就诞生的原初黑洞确实存在,新理论认为我们或许有办法榨取它们,本质上让这些小黑洞成为“太空电池”,摇身一变成干净且强大的能量来源。
一般来说,人类听到黑洞应该避之唯恐不及,因为黑洞引力之大连速度最快的光也无法逃脱,但令人印象深刻的是,一派学者认为某些条件下,围绕旋转黑洞运动的粒子被黑洞抛离之能量,比进入黑洞能量更大,而我们有机会擅用这股力量。
我们无法利用引力过于惊人的恒星黑洞与超大质量黑洞,但能挑战利用极微小的原初黑洞。前阵子,中国天津大学 2 名物理学家计算如何从原初黑洞榨出 GeV 等级的能量,或者说利用黑洞旋转和引力特性提取能量之方法。
尽管我们还未确认任何原初黑洞,但它们光理论上的存在便足以为我们带来许多可能性。
研究人员发现,我们可以对一定质量以上的原初黑洞注入大量带电粒子,像电池一样“充电”,当这些电荷被吸入并使黑洞产生电磁斥力大于黑洞引力的电场,开始排斥试图再注入的任何额外电荷,此时黑洞的可用能量将来自注入到黑洞的电荷及电荷质量组合,或者说“黑洞电池”正将粒子质量的能量转化为电荷能。
根据团队计算,原初黑洞的转换效率可达 25%,代表黑洞可将约四分之一输入质量以电场形式转换为可用能量,接着科学家可利用称为超辐射的过程提取能量(其中一些电磁波或重力波被偏转到黑洞中,携带比输入时更多的能量)。
另一种提取黑洞能量的方法涉及施温格电子对(或在电场存在下自发形成的成对粒子形式)。
研究人员解释,如果我们找到一个完全带电的黑洞,事件视界附近电场可能非常强,以至于它会自发产生一个电子和正电子,如果黑洞带电子,则正电子会因斥力从黑洞中射出,理论上可收集这些失控粒子作为能量。
虽然研究人员没有深入研究从黑洞收集能量需要的实际物理手段,也没有估计开发执行此艰巨任务技术可能需要多长时间,但从能源开采角度看待黑洞,我们或许可以得到更多灵感。
该论文发表在《Physical Review D》期刊。
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