Понятието "черни дупки" предизвиква ужас и страх. Те са неизбежни! Те поглъщат всичко! Нищо не излиза от тях!
По отношение на точност всички тези твърдения варират от спорни до погрешни. И сега двойка физици изчислиха как да се постигне на пръв поглед невъзможното. Според Джан-Фенг Май и Рун-Киу Ян от университета в Тиендзин, Китай, миниатюрните черни дупки теоретично могат да се използват като източник на енергия.
Техните изчисления показват, че тези свръхплътни обекти биха могли да работят като акумулаторни батерии и ядрени реактори, осигурявайки енергия от порядъка на гигаелектронволта.
Всъщност извлечената енергия не идва от вътрешността на черната дупка, а от района извън нея: мястото, където се намират най-силните известни концентрации на гравитация във Вселената.
Смята се, че нашата Вселена е изпъстрена с черни дупки, но те не винаги са особено лесни за засичане. Това, което сме открили до момента, предполага, че тези мистериозни обекти варират от около пет пъти масата на Слънцето до десетки милиарди слънчеви маси.
Но има още една категория черни дупки - поне на теория – първичните. Те могат да бъдат пространствено малки и да достигат субатомни размери.
Докато черните дупки със звездна маса се образуват от рухналите ядра на масивни мъртви звезди, за първичните се смята, че са резултат от свръхгъстотата на първичната плазма, изпълнила Вселената след Големия взрив.
Не знаем дали съществуват, но ако все пак са реалност, то те откриват редица интересни възможности пред нас. Една от тях е тъмната материя, за която този тип обекти се смятат за привлекателен кандидат.
Сега изглежда, че може да сме в състояние да използваме тези хипотетични ямички в пространство-времето.
Батерията превръща неелектрическата енергия в електрическа. Ядреният реактор използва силата на ядрените реакции за производство на енергия. А една малка черна дупка, твърдят Май и Ян, теоретично може да прави и двете.
"Като се вземе предвид фактът, че черната дупка има изключително силна гравитационна сила, възниква интересен въпрос: бихме ли могли, поне на теория, да използваме гравитационната сила на черните дупки за генериране на електрическа енергия, т.е. да превърнем черните дупки в батерии?", пишат те в своята статия.
"В тази статия теоретично доказваме, че можем да използваме черна дупка на Шварцшилд като акумулаторна батерия."
Съществува обаче един проблем - лъчението на Хокинг. Това е маса, която черната дупка губи поради взаимодействието между хоризонта на събитията на черната дупка и квантовите полета в близост до нея. Колкото по-малка е тя, толкова по-бързо се губи маса чрез лъчението на Хокинг. Ако черната дупка е достатъчно миниатюрна, тя ще се изпари напълно сравнително бързо.
Очаква се също така малка черна дупка да погълне материя много бързо, което би затруднило извличането на каквото и да било от пространството около нея.
Май и Ян установяват, че могат да попълнят и презаредят първична черна дупка над определена маса по такъв начин, че тя да произвежда електрическа енергия. Черна дупка с размерите на атом с маса между 1015 и 1018 килограма би трябвало да може да произвежда тази енергия, когато се зарежда със заредени частици.
Според изчисленията на изследователите черната дупка може да преобразува максимум 25 % от входящата маса в енергия. Това е 25-процентна ефективност. Повечето налични в търговската мрежа слънчеви панели имат коефициент на полезно действие под 23%.
Учените установяват също така, че черна дупка може да постигне ефективност, подобна на тази на ядрен реактор. Техните уравнения показват, че в близост до първична черна дупка 25 % от масата на алфа частица, получена при радиоактивен разпад, може да се превърне в кинетична енергия.
Всъщност това не е нещо, което ще можем да проверим. Дори и да знаехме със сигурност, че те са някъде там в необятното космическо пространство, не бихме могли просто да отидем и да грабнем първичната черна дупка, камо ли да я овладеем и контролираме. Но анализът дава интересен повод за размисъл.
По-специално, екипът казва, че техният модел на реактор с черна дупка попада точно в диапазона на масите, предложени за тъмната материя. А това от своя страна повдига интригуващата възможност, че може би бихме могли да използваме една от най-загадъчните форми на материя във Вселената, за да захранваме хладилниците си.
Изследването предстои да бъде публикувано във Physical Review D и е достъпно в arXiv.
Източник: Science Alert
