Чёрная дыра как источник энергии может помочь нам обнаружить инопланетян

Чёрная дыра
Мегаструктура вокруг чёрной дыры. Авторы и права: UniverseTodayRu

Инопланетяне могут получать энергию из чёрной дыры. Учёные говорят, что возможно именно так мы можем их обнаружить.

Подобная технология получения энергии может оставлять следы непосредственно вне горизонта событий чёрной дыры – границы, перейдя которую ни материя ни энергия не могут вырваться наружу. И этот процесс мог бы объяснить, по крайней мере, некоторые вспышки плазмы, горячего ионизированного газа, которые уже обнаружили учёные вблизи этих сильных искривлений пространства – времени. Подобный подход предполагает новое исследование, опубликованное 13 января в журнале Physical Review D.

И хотя пока это всего лишь научно-фантастическое предположение, считается, что ближайшая чёрная дыра располагается от нас на расстоянии более 1000 световых лет, что слишком далеко для её достижения за несколько человеческих жизней. Если астрофизики когда-нибудь смогут разработать метод использования этих космических чудовищ, вращающиеся чёрные дыры могут стать практически неисчерпаемыми источниками энергии для технологически развитой цивилизации.

Соавтор исследования, астрофизик Лука Комиссо из Колумбийского университета в Нью-Йорке, сказал, что следующим шагом станет выяснение того, как может выглядеть потенциальное извлечение энергии из чёрной дыры для стороннего наблюдателя.

Фото чёрной дыры
Первые прямые визуальные доказательства существования сверхмассивной чёрной дыры в центре эллиптической галактики Мессье 87 и её тени. Граница чёрной дыры – горизонт событий – примерно в 2,5 раза меньше, чем тень, которую она отбрасывает. Авторы и права: EHT Collaboration.

Это позволило бы землянам обнаружить далёкие инопланетные цивилизации, сказал Комиссо в интервью Live Science.

“Мы исследовали только физику этого явления в статье”, – говорит он. “Но сейчас я работаю со своим коллегой, чтобы воплотить это в реальность: искать цивилизации, в попытке понять какой сигнал надо искать”.

Вращающиеся чёрные дыры

Это уже четвёртый раз за 50 лет, когда обнаруживается новый способ получения энергии из вращающихся чёрных дыр. Наиболее популярная идея была предложена в 1969 году известным физиком Роджером Пенроузом, который получил нобелевскую премию по физике в 2020 году за исследования в области чёрных дыр.

Он предложил механизм, известный как процесс Пенроуза, в котором частица дробится надвое рядом с чёрной дырой, вращающейся со скоростью близкой к скорости света. Затем одна из частей падает сквозь эргосферу, регион хаоса в пространстве-времени сразу за горизонтом событий чёрной дыры, прежде чем упасть в саму чёрную дыру.

“Поскольку чёрная дыра вращается столь быстро, она затягивает пространство-время, как вихрь”, – отметил Комиссо.

Согласно расчётам, объекты, попадающие внутрь эргосферы, могут обладать отрицательной энергией, что невозможно больше нигде во Вселенной.

“Это единственный регион, где такое возможно”, – говорит Комиссо.

И поскольку добавление частицы с отрицательной энергией в чёрную дыру эквивалентно извлечению энергии из неё, то инопланетяне могут с успехом получать энергию из чёрной дыры с помощью захвата той части частиц, которая избежала воздействия сильной гравитации чёрной дыры. “Это все равно, что подпитывать чёрную дыру отрицательной энергией.

Квазар
Сверхмассивная чёрная дыра, находящаяся в центре далёкой галактики. Авторы и права: ALMA / ESO / NAOJ / NRAO.

Тогда как в оригинальном исследовании Пенроуза, последний рассматривал только единственную частицу, которая расщепляется на две. В новом исследовании предполагалось, что плазма, астрономического размера, образуется в аккреционном диске вокруг чёрной дыры, часто массивном и сверхгорячем диске материи, обращающемся вокруг большинства чёрных дыр. Так как плазма содержит огромное количество частиц, они могут излучать громадное количество энергии.

Теоретически чёрные дыры тоже “испаряются” со временем благодаря излучению Хокинга, квантово-механическому концепту, предложенному Стивеном Хокингом, но этот процесс слишком слаб для детектирования.

Магнитные повторные соединения

Комиссо и соавтор Фелипе Асенджо из Университета Адольфо Ибаньеса в Сантьяго, Чили, предположили, что плазма для извлечения энергии из вращающейся чёрной дыры создаётся с помощью разрыва, переплетения и соединения силовых линий магнитного поля рядом с горизонтом событий.

Магнитные повторные соединения обычно наблюдаются на поверхностях звёзд, подобных нашему Солнцу, где выделяется огромное количество энергии в виде вспышек плазмы, движущихся в диаметрально противоположных направлениях.

В то время как плазменные вспышки, возникающие на звезде, падают обратно на звезду или выбрасываются в космос, эргосфера вращающейся чёрной дыры будет ускорять падающую струю плазмы.

Сфера Дайсона
Сфера Дайсона вокруг звезды KIC 8462852. Авторы и права: Sentient Developments and SETI.

Новое исследование бросает вызов теории по извлечению энергии из чёрных дыр 1977 года, предложенную астрофизиками Роджером Блэндфорд и Романом Знаеком. Они предложили, что магнитные поля возле вращающихся чёрных дыр не воссоединяются, но вместо этого генерируют дополнительный угловой момент в вылетающем плазматическом джете, типа электромагнитного крутящего момента.

И новая теория, и теория процесса Блэнфорда-Знаека могут быть проверены, чтобы определить, какая из них наиболее эффективна для получения энергии из вращающихся чёрных дыр.

“В будущем люди смогут смоделировать на суперкомпьютере оба случая и тогда появится возможность их сравнить”, – говорит Комиссо, – “Но на данный момент это не возможно”.

Вне зависимости от того, какая теория окажется верной, она может помочь астрономам оценить вращательную скорость чёрных дыр и количественно оценить выделяемую энергию от джетов вблизи горизонта событий.

Присоединяйся

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.