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外星人可製造黑洞炸彈從而獲取黑洞能量?
外星人可製造黑洞炸彈從而獲取黑洞能量?(示意圖:pixabay)

【希望之聲2020年7月15日】(編輯:郭曉)世界上沒有永恆的東西,太陽內部的核聚變不可能會一直的持續下去,現在的太陽已經“燃燒”了46億年,根據科學家的研究,太陽的壽命大概就是100億年。如果過了100億年,太陽內部的核聚變會慢慢停下來,在太空中無法再爲人類提供光和熱了。當可見宇宙範圍內所有星系中的所有恆星的能源都被消耗殆盡、沒有任何剩餘能源可用時,人類肯定會把目光投向最後的能量倉庫:黑洞。我們的後代能從黑洞中獲取能源,並延續我們的文明嗎?

不斷旋轉的黑洞具有強大的自然力量,能夠改變周圍的時空和空間,因此,人們會思考:黑洞是否可以作爲某種能量源?1969年,物理學家羅傑·彭羅斯提出一種方法實現該目標,該方法被稱爲“彭羅斯進程”。科學家認爲,外星人或者未來人類可利用這種方法製造“黑洞炸彈”,從而獲取黑洞能量,然而,迄今爲止“彭羅斯進程”所涉及的一些物理學原理未經實驗驗證。近期出版的《自然物理》雜誌發表了有關該研究涉及的一些物理學原理。

在黑洞視界周圍(黑洞邊界,任何事物都無法逃離黑洞的引力,即使是光),旋轉的黑洞形成一個叫做“能層”的區域,如果一個物體落入能層就會分裂,其中一部分落入黑洞,而另一部分逃逸,逃逸的部分以黑洞作爲代價有效地獲得能量。因此通過向旋轉黑洞發射物體或者光線,我們就能獲得能量。但是這個理論可靠嗎?

1971年,俄羅斯物理學家雅科夫·澤爾多維奇將黑洞視爲某種旋轉系統,並在地球上進行模擬實驗,他們假設黑洞是一個旋轉的圓柱體,是由可吸收能量的物質構成。澤爾多維奇假設光波能從黑洞圓柱體提取能量並放大,在放大效應作用下,這些光波需要“角動量”,將它們扭曲成螺旋狀結構。當扭曲的光線撞擊黑洞圓柱體時,受“多普勒頻移”影響,扭曲光線的頻率發生改變,同樣黑洞圓柱體旋轉速度的變化也會改變光波的感知頻率。

如果黑洞圓柱體旋轉足夠快,改變後的光波頻率會降至很低,從而變成負值,也就是說光波的旋轉方向相反。正頻率光波應當部分被黑洞圓柱體吸收,能量損失。但是負頻率光波會把能量損失轉變爲能量增益,並被黑洞圓柱體放大,它們會從旋轉過程中提取能量,就像彭羅斯理論中的黑洞逃逸物質一樣。

檢測澤爾多維奇理論很簡單,但是旋轉物體需要保持光波相同或者更高的頻率運行,如果要放大以每秒幾萬億次頻率振盪的可見光波,則需要一個吸收物體,它比現今任何機械裝置旋轉速度快數十億倍。光的傳播速度是每秒3億米,爲了使該理論更容易驗證,研究人員選擇使用聲波,而聲波傳播速度要慢100萬倍,這意味着我們不需要吸收體旋轉這麼快。

聲波
聲波頻率(圖片:pixabay)

爲了製造扭曲的聲波,研究人員使用一圈喇叭,都發射相同的頻率,但開始的時間略有不同,所以聲音呈螺旋線發射。在旋轉吸收體實驗中,他們將一塊聲波吸收泡沫附在馬達上,在泡沫和旋轉吸收體相互作用之後,放置在泡沫內部的麥克風可以錄製音頻。發現當泡沫旋轉較慢(保持較低頻率),記錄的聲音比較小,因爲多數聲音被泡沫吸收了。但是當將泡沫旋轉得足夠快時,接近多普勒頻移的聲波頻率,聲波頻率將變成負值 ,其聲音很大。

這項實驗僅能說明聲波可從旋轉吸收體中獲取能量,最終驗證了50年前俄羅斯物理學家雅科夫·澤爾多維奇的黑洞理論。當然,這一切並不能完全證實彭羅斯的能量獲取觀點真適用於黑洞,相反,我們的實驗證明瞭與直覺相反的基礎物理觀點,證明在將光波或者聲波頻率由正轉負的過程中,光波或者聲波是獲得能量,而不是損耗能量。

雖然我們還沒有在接近旋轉黑洞的任何區域提取能量,但這並不意味着地外智慧文明或者未來擁有先進科技的人類不能實現這一目標,或許某些地外智慧文明在黑洞周圍建立一種結構,使其與黑洞一起旋轉,然後將小行星、甚至電磁波扔入黑洞,最終這些物質會以更多能量反射出來。外星人可以用一種反射鏡殼將黑洞完全包圍起來,從而製造出“黑洞炸彈”,射入黑洞的光會被放大,然後通過鏡子反射到黑洞,再次被放大,如此循環下去。

黑洞能量在逃逸爆發前後呈指數級增長,但是該能量是通過一個洞被放大釋放,科學家可以在此過程中進行控制,該方法基本上可以製造無限的能量。在遙遠的未來,如果當宇宙瀕臨死亡、星系和恆星僅剩的殘骸是黑洞時,該方法是任何文明延續的希望。

責任編輯:田喆

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