Вчені розповіли, як космічну чорну діру перетворити на справжню бомбу

Чорні діри являють собою найпотужніші гравітаційні об'єкти. Теоретично, якщо буде така можливість, з чорних дір можна витягти енергію. Її можна отримати з аккреційного диска і струменів чорної діри. Але навіть якщо чорна діра перебуватиме у порожньому космосі, енергію все одно можна отримати за допомогою процесу Пенроуза. Про це пише ScienceAlert.

Вперше спосіб вилучення енергії з обертання чорної діри запропонував фізик Роджер Пенроуз ще 53 роки тому. Цей спосіб заснований на ефекті, який проявляється, коли тіло, що обертається, закручує навколишній простір таким чином, що об'єкт, який падає на тіло, злегка переміщається по траєкторії обертання.

Схожий ефект можна виявити поруч із Землею, хоча він не так сильно проявляється, як поруч із чорною дірою. Однак ефект настільки сильний, що в регіоні чорної діри під назвою ергосфера об'єкти можуть переміщатися навколо чорної діри зі швидкістю, що перевищує швидкість світла.

Процес Пенроуза полягає в тому, щоб влетіти в ергосферу чорної діри, яка швидко обертається, а потім випустити трохи маси або випромінювання у чорну діру. У цей час виникне обертальний удар, і він відкине в космос об'єкт, який випустив масу або випромінювання, з більшою швидкістю, ніж відбувалося зближення з чорною дірою. Але додаткова енергія, яка буде отримана, врівноважується уповільненням обертання чорної діри. Теоретично в результаті такого процесу можна отримати до 20% енергії маси чорної діри. Для порівняння, перетворення водню на гелій, тобто термоядерний синтез, дає лише 1% енергії маси.

Якщо можна теоретично витягти з чорної діри 20% енергії маси, то можна і більше, вважають автори свіжого дослідження. Варто сказати, що науковці фокусують увагу на більш абстрактній ідеї чорної діри, ніж ті, що можна побачити у Всесвіті.

Хоча ця стаття є повністю гіпотетичною, вона цікава у тому плані, що розглядає сценарій, який можна назвати «А що якби?». Замість того, щоб витягувати енергію з обертання чорної діри, автори розглядають, як витягувати енергію за допомогою розпаду частинок.

Використовуючи електромагнітні або інші дзеркала, частинки можуть відбиватися поруч із горизонтом подій чорної діри, і таким чином можна отримати енергію від чорної діри, доки частинки не розпадуться до енергії, яку можна використовувати.

Проблема з цією ідеєю полягає в тому, що вона може призвести до ефекту некерованого руху, коли енергія частинок підсилює енергію частинок за принципом зворотного зв’язку, що призводить до так званої бомби чорної діри. Тому створення гіпотетичної електростанції поруч із гіпотетичною зарядженою чорною дірою може призвести до несподіваних наслідків.

Також автори розглянули можливість вилучення енергії із зарядженої чорної діри в порожньому Всесвіті космосу анти-де Сіттера. У цьому разі чорна діра виділятиме енергію сама. Цей процес буде схожий на випромінювання Гокінга, але в такому випадку він не залежить від квантової гравітації. Вчені вважають, що створення бомби чорної діри за таких умов не відбудеться.

Але нічого з цього не стосується справжніх чорних дір у нашому Всесвіті. Наскільки зараз відомо, процес Пенроуза — це найкраще, що можна зробити для отримання енергії чорної діри. Такі дослідження, вважають вчені, корисні, оскільки вони розкривають фундаментальну природу простору і часу.