Čierne diery by sme mohli používať ako zdroj energie ale aj ako batériu

Gravitačná sila čiernych dier je taká silná, že nič nemôže uniknúť z jej zovretia. Mohli by sme teda niekedy využiť obrovskú silu čiernych dier ako zdroj energie? V novej štúdii vedci navrhujú dva spôsoby, ako jedného dňa využiť čierne diery ako zdroje energie. Predpovedali procesy získavania energie z čiernych dier pomocou ich rotačných a gravitačných vlastností. „Vieme, že z čiernych dier môžeme získať energiu, a takisto vieme, že do nich môžeme energiu vstrekovať, čo takmer znie ako princíp fungovania batérie,“ povedal hlavný autor štúdie Zhan Feng Mai, postdoktorand na Kavliho inštitúte pre astronómiu a astrofyziku na Pekinskej univerzite.

V prvom hypotetickom scenári by vedci „nabili“ čiernu dieru tým, že by do nej vstrekli veľké množstvo elektricky nabitých častíc. Tieto náboje by sa nasávali dovtedy, kým by sama čierna diera nemala elektrické pole, ktoré by začalo odpudzovať akékoľvek ďalšie náboje, ktoré by sme sa pokúsili vstreknúť, vysvetlili vedci v štúdii uverejnenej v časopise Physical Review D. Keby bolo elektromagnetické odpudzovanie väčšie ako gravitačná sila čiernej diery, vedci by ju považovali za „plne nabitú“.

V súlade s Einsteinovou teóriou všeobecnej relativity, ktorá hovorí, že hmotnosť možno považovať za ekvivalent energie, dostupná energia čiernej diery by pochádzala z kombinácie elektrických nábojov, ktoré sú do nej vstreknuté, ako aj z hmotnosti týchto elektrických nábojov. „Batéria čiernej diery premieňa energiu hmoty častice na energiu náboja,“ povedal Mai. Výskumníci vyčíslili účinnosť procesu dobíjania na 25 %, čo znamená, že batérie čiernych dier by mohli premeniť asi štvrtinu vloženej hmoty na dostupnú energiu vo forme elektrického poľa. Ako vypočítal tím, účinnosť batérie by bola približne 250-krát vyššia ako účinnosť atómovej bomby.

Na získanie energie by vedci využili proces známy ako superžiarenie, ktorý je založený na teórii, že časopriestor je doslova ťahaný okolo rotujúcej čiernej diery pre jej intenzívne gravitačné pole. Gravitačné alebo elektromagnetické vlny, ktoré vstúpili do tejto oblasti rotácie, by boli tiež vlečené, ale za predpokladu, že ešte neprekročili horizont udalostí čiernej diery (hranicu, za ktorou nemôže uniknúť nič, dokonca ani svetlo), niektoré vlny by mohli byť odrazené s väčšou energiou, ako pôvodne niesli, napísali výskumníci.

Tento proces by premenil rotačnú energiu čiernej diery, určenú jej hmotnosťou, na vlny, ktoré sú vychýlené. Iný spôsob využitia energie čiernych dier by zahŕňal extrakciu tejto energie vo forme takzvaných Schwingerových párov alebo párových častíc, ktoré sa tvoria spontánne v prítomnosti elektrického poľa. Keby sme začali s plne nabitou čiernou dierou, elektrické pole v blízkosti horizontu udalostí by mohlo byť také silné, že by spontánne vytvorilo elektrón a pozitrón, čo je vlastne elektrón, ale s opačným nábojom, vysvetlil Mai.

Keby bola čierna diera kladne nabitá, pozitrón by bol v dôsledku odpudzovania vystrelený z čiernej diery. Tieto unikajúce častice by sa potom teoreticky mohli zhromažďovať ako energia. Mai povedal, že nevie, či niekedy uvidíme takúto batériu, ale toto teoretické cvičenie bolo inšpirované predchádzajúcimi pokusmi vedcov teoreticky získať energiu z čiernych dier.

Zdroj: livescience.com.