一種新猜想為黑洞能量的提取提供了一種全新思路

在廣義相對論中，宇宙空間中存在著這樣一種天體，它有著極為強大的引力，以至于“時空曲率大到光都無法從其事件視界逃脫”，這就是黑洞，宇宙中最神秘，最迷人的天體之一。

幾十年來，研究黑洞的科學(xué)家及團隊有許多。由于研究對象太“有個性”，以至于科學(xué)家們將腦洞越開越大，多角度拓展研究視角。比如，有科學(xué)家在琢磨，既然黑洞能產(chǎn)生如此大的能量，我們可以不可以從黑洞“偷”一些來用呢？ 假設(shè)未來人類社會能夠?qū)崿F(xiàn)這一壯舉，那么遙遠的銀河系文明似乎真的有望實現(xiàn)?？茖W(xué)家們對此提出了種種猜想，試圖讓這種能量的獲取成為現(xiàn)實。 諾獎得主、牛津大學(xué)物理學(xué)家、數(shù)學(xué)家羅杰?彭羅斯（Roger Penrose）曾提出“粒子分裂”說，后來被命名為“Penrose process”：粒子在黑洞視界外的區(qū)域（能層）分裂成兩部分，一部分落入視界，另一部分逃逸出來。這部分逃逸物體產(chǎn)生的能量在理論上是可以被提取的。斯蒂芬?霍金則主張“量子力學(xué)發(fā)射”說：能量可以通過黑洞周圍的磁場以電磁方式，通過量子力學(xué)發(fā)射而被提取出來。 為了“偷”到黑洞的能量，科學(xué)家們盡情發(fā)揮著奇思妙想。最近，哥倫比亞大學(xué)天體物理學(xué)家盧卡?科米索（Luca Comisso）與智利阿道夫伊巴涅斯大學(xué)物理學(xué)家費利佩?A?阿森霍（Felipe A.Asenjo）合作的一項研究，提出了一種新猜想，為黑洞能量的提取提供了一種全新思路。 他們的理論基礎(chǔ)是，在科學(xué)家虛擬的黑洞邊界（這個邊界之內(nèi)任何物質(zhì)無法逃離）——事件視界之外，存在一個能層（ergosphere，也叫動圈）的區(qū)域。在能層內(nèi)，磁力線不斷地經(jīng)歷斷裂、重新連接，在這種情形下，等離子被加速到接近光速甩出。等離子的運動方向也不一致，有的沿著黑洞旋轉(zhuǎn)的方向運動、有的則是反向運動。在這個混沌的狀態(tài)下，等離子將累積負能量。 該研究的第一作者哥倫比亞大學(xué)研究員科莫索（Luca Comisso）說：“黑洞周圍通常被帶有磁場的等離子‘熱湯’包圍著。我們的理論認為，當(dāng)這個磁場內(nèi)的磁力線反復(fù)斷裂又重新連接的情形下，等離子會被加速至產(chǎn)生負能量，我們利用這個特性從黑洞提取能量?！?

“黑洞質(zhì)量巨大，自然蘊含著同樣巨大的能量。不幸的是，它們都被鎖在一個光滑的時空洞底部。在黑洞旋轉(zhuǎn)的條件下，時空被拖拽變形，一些能量會被釋放給從黑洞逃逸出來的等離子體，這些泄漏的能量讓我們能趁機從這個巨大的能量池中‘偷’一點點出來?！卑⑸艚忉屨f：“根據(jù)我們的計算，等離子體通電的過程可以激發(fā)出150%的效率，遠遠高于地球上任何運行的發(fā)電廠。” 科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，這種從黑洞中逃逸出來的能量可能已經(jīng)存在了很久，因此我們在地球上才能探測到強大的輻射爆發(fā)——黑洞耀斑。這一發(fā)現(xiàn)可以讓天文學(xué)家更好地估計黑洞的自旋，甚至可能為未來能源獲取開創(chuàng)一個新渠道。目前，這項研究結(jié)果已經(jīng)發(fā)表在《物理評論D》上。

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