利用黑洞就能发电,科学家的这种设想究竟是怎么回事?
在浩瀚的宇宙之中,有着大大小小无数个黑洞。这些黑洞作为宇宙中最神秘的天体之一,多年来一直备受科学家们的关注。
根据数据显示,在宇宙中,质量超过太阳10倍的黑洞数量,是以“亿”为单位计算的,而且考虑到黑洞也存在着巨大的能量,就已经有科学家提出从黑洞中“榨取”能量,这真的可以实现吗?
利用黑洞来“发电”?地球作为人类目前为止,唯一的家园,地球上的资源并不会供人类持续发展,终有一天,地球上的资源会全面枯竭,这个时候,人类就需要去宇宙中寻找新的能量,否则,等待人类的,就是“世界末日”。前苏联科学家卡尔达肖夫提出了一个有趣的概念:宇宙文明等级指数划分。在卡尔达肖夫指数中,他表示如果宇宙中存在着其他文明,若这个文明等级是2级文明,就可以将恒星的能量据为己用。
此后,著名科学家戴森在这个概念的基础上,提出了“戴森球”,这是一种可以建造在恒星周围,用来汲取能量的人造体。不过一直到今天,这些仍然都是科幻片中的场景,毕竟人类连最低等级的文明都没有达到。又有科学家提出了一个伟大的设想,那就是通过黑洞来“发电”,简单来说,就是通过在黑洞中投入一个能量采集器,来为人类提供充足的能源。这个猜想被称作“彭罗斯过程”,那么,它的原理究竟是什么呢?
宇宙中的黑洞各式各样,有一些黑洞是静止不动的,也有一些黑洞在不断旋转,彭罗斯过程中提到的从黑洞“榨取”能量,这些目标黑洞就是宇宙中的旋转黑洞。旋转黑洞又被称作“克尔黑洞”,这是爱因斯坦假想中的一种黑洞,这种黑洞的内部,是存在多个层面,中心是一个奇环,有内、外两个视界。
根据一项新的研究,围绕黑洞的戴森球体产生的能量可能比围绕恒星的戴森球体多100万倍。
人类面临的最根本的谜团之一是,我们是否在宇宙中是孤独的。人们正在进行大量的努力来回答这个问题,从试图在火星上找到微生物化石,到猜测先进的外星文明可能在宇宙荒原上产生的技术痕迹。
现在,台湾国立清华大学天文学家萧玉阳(Tiger Yu-Yang Hsiao)领导的研究人员,他们提出了一个绝对疯狂的新想法来帮助寻找地外智慧:寻找戴森球体的迹象,一种假设的外星巨型结构在黑洞周围。
戴森球体通常被设想为先进的发电厂,围绕着恒星,为某些目的收集它们巨大的能量,例如为一台极其强大的计算机供电。但天文学家萧玉阳提出的假说和他的同事们把“DYson内外”的思想提出了一个“逆Dyson球(简称IDS)”或以星体为食的“寒冷的太阳”,根据最近的一项研究发表在《皇家天文学会月刊》。
“总的来说,黑洞可能是一个很有前景的来源,比从主序恒星获取更有效,”萧玉阳的研究小组说,并指出黑洞可能产生10万到100万倍的能量,是活恒星的能量。研究人员还补充说,IDS产生的余热可以“被我们现有的望远镜探测到”,包括哈勃太空望远镜。
从那些臭名昭著的吸光的物体——也就是所谓的“黑洞”——获取基于光的能量的想法似乎是违反直觉的。任何越过黑洞视界的物体都无法再次逃脱,包括光,这使得绝大多数极端物体无法通过光学望远镜。
然而,在视界外发生的相互作用可以产生一些宇宙中最具爆炸性和辐射性的光秀。例如,落入黑洞引力抓手的气体物质倾向于在事件视界周围的圆盘中吸积,在那里潮汐力将其加热到异常的温度。有时,一个超热的“日冕”会在这些圆盘的中心形成,或者下落的物质会以接近光速的等离子体射流的形式被射回太空。
萧玉阳和他的同事们模拟了IDS可以从每一个源(吸积盘、日冕和相对论射流)以及黑洞周围的其他辐射过程中捕获的势能。研究者还考虑这些对象的巨大质量范围预想IDS-结构周围恒星质量的黑洞,大约5到20倍大太阳,一直到超大质量黑洞就像银河系的中心,其中包含四百万倍太阳质量。
黑洞是危险且易失的对象,作者明确表示,构建一个IDS将是一个重大的设计和安全挑战。目前还没有已知的金属能够承受圆盘和喷流的高温,所以外星文明将不得不利用奇异的技术从这些物体中获取能量。
萧玉阳和他的合著者在研究中说:“在这项研究中,我们只讨论诞生于其他星球的文明。”“我们推测,这种文明可以远程收集能源,或者把能源当作发电站,而不是生活在黑洞周围,环境恶劣。因此,在整篇论文中,我们没有讨论我们的构造的温度和重力是否适合生命。”
尽管如此,该小组的结果表明,围绕这些黑洞结构建造的IDS可以满足高级外星文明的需要,其方式远远超过围绕普通恒星的戴森球体。为了证明这些巨型建筑的可能应用,该团队使用了卡尔达舍夫尺度,这是天文学家尼古拉·卡尔达舍夫(Nikolai Kardashev)开发的一种度量标准,将潜在文明划分为能量掌握水平。
这项研究特别侧重于二类文明,二类文明可以利用恒星的能量,并在星际距离上运行;三类文明可以接入整个星系的能量,并可能在星系间距离上运行。萧和他的同事在研究中得出结论,围绕恒星质量黑洞的“吸积盘、日冕和相对论性喷流”“可能是II型文明的潜在发电站”。然而,只有超大质量的黑洞才能满足III型文明的能量需求。
尽管想象这样的巨型建筑是令人难以置信的,但我们有可能通过各种波长来探测它们产生的余热。根据研究,该团队发现“银河系中一个恒星质量黑洞周围有一个高温戴森球体”——它横跨3万光年——“可以在紫外线、光学、近红外和中红外中探测到”。该团队总结道,未来的建模和观测工作“将帮助我们识别这些可能的人工结构”。
也许有一天,地球上的天文学家会捕捉到一种可以挖掘黑洞的文明。即使那一天永远不会到来,IDS这种迷幻的概念是一种大脑食物,为观察宇宙和可能居住在宇宙中的生命形式提供了新的方式。
因为黑洞每时每刻都在吞噬恒星向外发射伽马射线暴,根据能量守恒定律,恒星的燃料经过黑洞可以转化为电能,所以科学家设想利用黑洞就能发电。
因为黑洞本身是恒星爆炸后产生的,拥有强大的引力,科学家的设想是通过黑洞引力吸引时产生的能量来发电
科学家可能是想用黑洞的引力来拉动发电机之类的进行发电,所以可以发电。
黑洞是什么意思
尽管如此,大多数科学家仍相信,宇宙中有着许许多多黑洞。当大质量的恒星演化到晚年,经过超新星爆发,就有可能坍缩成黑洞。在宇宙早期,也会形成一些小黑洞。小黑洞的体积只有原子核那么大,质量和一座山差不多,达到上亿吨,里面蕴藏的能量相当于10个大型的发电站。黑洞就像一个谜,没有人能看见它。...
日本大地震的破坏力,和黑洞的能量相比。哪个大
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科幻故事作文关于黑洞
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行星将继续以原来的方式运行(轨道不会改变)。当然,如果发生这种情况,太阳系的一切都会发生很大的变化。如果黑洞不发光,黑暗会吞没地球,地球会变得很冷。海洋会结冰,任何现有的生命形式都会很快消失。如果人类能掌握地心热发电和供暖,它可能会生存,但地球表面会被冰覆盖,成为一个冰冻的星球。
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2021年,我们对外星人的了解有哪些新进展?黑洞可能是外星人的发电站 今年6月,五角大楼终于发布了期待已久的报告,详细记录了2004年至2021年间144起无法解释的空中现象(UAP)遭遇事件。这份报告证实了确实存在无法辨识的空中物体,但并未将任何一起事件与外星生命联系起来。7月,一项研究提出黑洞可能是...
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龙文区19873288989: 如何用黑洞来发电??
畅农唯健: 根据霍金的最新理论黑洞是宇宙生态系统的一部分,而不是通向另一个宇宙的通道,其吸收物质,在黑洞附近分解吸进去的东西再通过分子之间的摩擦消耗大部分的能量,同时把分解后的物质以射线的形式喷出,我们不能冒险利用它的吸引力,但可以利用它喷出的东西,因为那些东西可是带有能的,我们可以像利用太阳光一样,使用某种装置,对准某个黑洞,利用射线来发电
龙文区19873288989: 引力可以用来发电吗 - ?
畅农唯健: 可以的.一个有趣的设想如下—— 将来有可能把月球改造为引力半径仅有毫米量级的小型黑洞,将此小黑洞转移到地球同步轨道上.建一条环形传送带,一端与固定于地面的巨型发电机相连,另一端悬挂在小黑洞上方约10米的地方,那里的引力强度高达地表重力加速度的数十亿倍,完全拉得直这条传送带.把地面的废弃物通过这条传送带扔到小黑洞里去,不仅销毁了垃圾,而且垃圾在向小黑洞加速坠落时可以强有力地带动传送带、从而拖动地面的发电机发出大量的电能. 当然,不是必须要有黑洞的,任何天体都可类似上述的方法来发电,只是效率会相对低很多.其实我们现在普遍采用的水力发电,就算是一种利用引力的发电——让水从高处落下从而推动水轮机发电.
龙文区19873288989: 黑洞理论是如何的提出与发展 - ?
畅农唯健: 黑洞是密度超大的星球,吸纳一切,光也逃不了. (现在有科学家分析,宇宙中不存在黑洞,这需要进一步的证明,但是我们在学术上可以存在不同的意见) 首先,对黑洞进行一下形象的说明: 黑洞有巨大的引力,连光都被它吸引.黑洞中隐匿着...
龙文区19873288989: 什么是5维空间 - ?
畅农唯健: 【五维空间的研究】 据俄《宇宙信息分析高架网》报道,俄罗斯引力协会科学家在乌里扬诺夫斯克市举办的宇宙学研讨会上称,人类可以沿“黑洞”在时间机器上旅行.国立莫斯科大学德米特里·戈利采夫教授指出,宇宙学家发现了令爱因斯坦...
龙文区19873288989: 黑洞奥妙? - ?
畅农唯健: 黑洞有巨大的引力,连光都被它吸引.黑洞中隐匿着巨大的引力场,这种引力大到任何东西,甚至连光,都难逃黑洞的手掌心.黑洞不让任何其边界以内的任何事物被外界看见,这就是这种物体被称为“黑洞”的缘故.我们无法通过光的反射来观...
龙文区19873288989: 黑洞是什么?是一个空间通道吗??
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龙文区19873288989: 什么是黑洞? - ?
畅农唯健: 黑洞中隐匿着巨大的引力场,这种引力大到任何东西,甚至连光,都难逃黑洞的手掌心.黑洞不让任何其边界以内的任何事物被外界看见,这就是这种物体被称为“黑洞”的缘故.我们无法通过光的反射来观察它,只能通过受其影响的周围物体...
龙文区19873288989: 什么是黑洞? - ?
畅农唯健: 黑洞中隐匿着巨大的引力场,这种引力大到任何东西,甚至连光,都难逃黑洞的手掌心.黑洞不让任何其边界以内的任何事物被外界看见,这就是这种物体被称为“黑洞”的缘故.我们无法通过光的反射来观察它,只能通过受其影响的周围物体...
龙文区19873288989: 什么是黑洞??
畅农唯健: 黑洞中隐匿着巨大的引力场,这种引力大到任何东西,甚至连光,都难逃黑洞的手掌心.黑洞不让任何其边界以内的任何事物被外界看见,这就是这种物体被称为“黑洞”的缘故.我们无法通过光的反射来观察它,只能通过受其影响的周围物体...