Электростанция богов. Американские физики объяснили, как можно получать энергию из черной дыры

Что предлагают ученые?

«Черные дыры как правило окружены горячим „супом“ из частиц плазмы, которые „несут“ магнитное поле», — объясняет Лука Комиссо, астрофизик из Колумбийского университета, один из авторов исследования.

Согласно теории Комиссо и его коллеги Фелипе Асеньо, когда линии магнитного поля разъединяются и соединяются, они могут ускорять частицы плазмы до «негативной» энергии, и большая часть такой энергии черной дыры может быть извлечена. Хотя бы теоретически.

Результаты исследования были опубликованы в авторитетном издании Physical Review D.

В своей работе Комиссо и Асеньо описывают гипотетический механизм, с помощью которого можно собирать энергию из черной дыры.

В основе их теории лежат соображения, которые высказывал еще знаменитый физик Роджер Пенроуз.

Учитывая колоссальную массу черной дыры, логично предположить, что она содержит огромный объем энергии. Однако вся она заключена за гранью горизонта событий — окраины пространства-времени.

При условии, что эта масса вращается, теоретически возможно «зачерпнуть» что-то из шлейфа пространства-времени, который тянется вслед за вращением черной дырой.

Пенроуз предположил, что за пределами горизонта событий находится зона, в которой пространство-время «складывается» из-за эффекта вращения черной дыры.

Эта зона получила название эргосфера.

Пенроуз предположил, что если какая-либо частица в этой зоне распадается на две части, то одна из них падает за горизонт событий, то вторая убегает из гравитационного поля черной дыры. И как раз энергию этой убегающей частицы и можно в теории перехватить.

Другой теорией, которую всерьез рассматривали Комиссо и Асеньо, было излучение Хокинга.

Гипотетически черная дыра излучает различные элементарные частицы, по большей части это фотоны. Различные теоретики и раньше размышляли о том, можно ли воспользоваться излучением Хокинга для того, чтобы получать энергию черной дыры. Возник даже термин — сингулярный реактор.

Комиссо и Асеньо полагают, что возможно получать энергию из излучения Хокинга с помощью электромагнитного метода, дополнив существующую гипотезу некоторыми элементами из рассуждений Пенроуза.

Если предположить, что эргосфера существует, то вследствие вращения черной дыры и пространственно-временного континуума, все частицы вращаются в том же направлении, что и сама черная дыра, поясняет Комиссо.

Частицы плазмы делятся на две — одна падает за горизонт событий, вторая движется прочь от черной дыры, рассуждают исследователи. Обе частицы при этом стремятся достичь скорости света.

При этом та частица, что падает в черную дыру, будет заряжена отрицательно, а «убегающая» частица будет заряжена позитивно.

Захватывая эти частицы с помощью некоего приспособления в магнитном поле черной дыры, можно получить практически неисчерпаемый источник энергии, заключают авторы работы.

Хотя никаких мыслей о том, как это можно сделать с точки зрения технологий, они не озвучивают. Очевидно, что речь идет о технологиях, для возникновения которых необходим колоссальный научный прогресс.

Что дальше?

При этом коэффициент полезного действия такой энергетической станции будет не только выше, чем у всех земных, но и вовсе сможет превзойти отметку 100%, что в земных условиях вообще невозможно.

Звучит странно, но в случае с черной дырой такое возможно, потому что черная дыра «истекает» энергией, которая придает ускорение «убегающей» плазме, поясняют авторы работы.

Разумеется, у человечества пока нет никаких перспектив, чтобы проверить рассуждения Комиссо и Асеньо на практике. Мы не обладаем не только технологиями, которые позволили бы извлекать энергию из магнитного поля черной дыры, но и средствами, чтобы хотя бы приблизиться к черной дыре на необходимое расстояние.

Тем не менее, работу ученых нельзя назвать совсем абстрактной. Возможно, их логика анализа того, что происходит рядом с черной дырой, позволит понять природу такого феномена как вспышки черных дыр.

Так называют явления, когда черные дыры выбрасывают в космическое пространство огромные объемы радиации.