A fekete lyukak akkumulátorokként lehetnek használhatóak

Egy fekete lyuk illusztrációja, amint darabokra tép egy csillagot, miközben erőteljes energiasugarat bocsát ki az űrbe.

A fekete lyukak az univerzum egyik legerőteljesebb objektumai - és ezt az erőt energiaforrásként lehetne használni, ezt állítja egy új elméleti tanulmány, melyet november 29-én a Physical Review D. magazinban publikáltak. - írja a Live Science.

A fekete lyukak gravitációs vonzása olyan erős, hogy semmi sem menekülhet a szorításukból. Egy új tanulmányban a tudósok két módszert javasolnak, hogy a fekete lyukakat energiaforráskánt használjuk majd valamikor: a rotációs és a gravitációs tulajdonságok kivonásával.

Zhan Feng, a Pekingi Egyetem munkatársa, a tanulmány vezető szerzője azt mondja azt tudják, hogy ki tudnak vonni energiát a fekete lyukakból és azt is tudják, hogy energiát tudnak beléjük injektálni, ami majdnem úgy hangzik, mint egy akkumulátor.

Az első hipotetikus forgatókönyv, hogy feltöltik a fekete lyukat masszív, elektromosan töltött részecskékkel. Ezeket a töltéseket a fekete lyuk folyamatosan beszívja, míg a fekete lyuknak elektromos mezeje lesz, ami elkezdi taszítani a további töltéseket, ami megkísérelnek injektálni.

Amikor az elektromos taszítás nagyobb lesz, mint a gravitációs vonzás, a tudósok teljesen feltöltöttnek tekintik. Einstein általános relativitáselméletének megfelelően, mi szerint a tömeg ekvivalens az energiával, a fekete lyuk elérhető energiája a bele injektált töltésekből és ezeknek a töltéseknek a tömegének kombinációjából származna. A fekete lyuk akkumulátor átalakítja a részeckse tömeg energiáját töltési energiává. A kutatók kiszámolták az újratöltés folyamatának hatékonysága 25%, ami azt jelenti, hogy a fekete lyuk akkumulátorok körülbelül a betáplált tömeg ¼-t traszformálnák elérhető energiává elektromos mező formájában. Az akkumulátor hatékonysága körülbelül 250-szer hatékonyabb lenne, mint egy atombomba.

Hogy extrahálják az energiát, a kutatóknak a szupersugárzás folyamatát kellene használniuk, ami azon az elméleten alapszik, hogy egy forgó fekete lyuk intenzív gravitációs mezeje miatta téridőt magával húzza. Az ebbe a rotációsrégióba belépő gravitációs, vagy elektromágneses hullámokat vonszolná fekete lyuk, de feltételezve, hogy még nem lépték át az eseményhorizontot, valamennyi hullám eltérülhet több energiával, mint amennyit kezdetben szállított. A folyamat olyan hullámokká konvertálná a fekete lyuknak a tömege által meghatározott rotációs energiáját, amik eltérülnek.

Egy fekete lyuk illusztrációja, amint darabokra tép egy csillagot, miközben erőteljes energiasugarat bocsát ki az űrbe. Forrás: https://www.livescience.com/space/black-holes/future-humans-could-use-black-holes-as-batteries-physics-paper-claims-heres-how

A másik módszer, hogy az energiát az úgynevezett Schwinger párokban extrahálnák. A Schwinger párok olyan részecskepárok, amik elektromos mező jelenlétében spontán jönnek létre. Ha egy teljesen feltöltött fekete lyukkal kezdenék, az eseményhorizont közelében az elektromos mező olyan erős lehet, hogy spontán létrehoz g elektront és egy pozitront. Ha a fekete lyuk pozitív töltésű lenne, a pozitront a fekete lyuk eltaszítaná. Ez az elszabadult részecske elvileg energiaként össze lehetne gyűjteni.

Mai azt mondja, hogy nem tudja, valaha lesz-e ilyen akkumulátor, de a teoretikus gyakorlatot tudósok azon korábbi kísérletei inspirálták, hogy elvileg kivonjanak energiát a fekete lyukakból.

(Forrás Live Science: https://www.livescience.com/)