Tärkein Uutiset Voisimmeko hyödyntää energiaa mustista reikistä?

Voisimmeko hyödyntää energiaa mustista reikistä?

Tutkimus

Plasma lähellä tapahtumahorisonttia on kuluttava pyörivä musta aukko. © KLASSINEN JA KVANTTIVAKAVUUS, 2015. TUOTTAMATTU IOP-JULKAISUN LUVALLA

Huomattava ennuste Einsteinin suhteellisuusteoriasta - teoria, joka yhdistää tilaa, aikaa ja painovoimaa - on, että pyörivillä mustilla aukoilla on valtava määrä energiaa käytettävissä.

Viimeisen 50 vuoden aikana tutkijat ovat yrittäneet keksiä menetelmiä tämän voiman vapauttamiseksi. Nobelin fyysikko Roger Penrose teoriassa, että hiukkasten hajoaminen voisi saada energiaa mustasta aukosta; Stephen Hawking ehdotti että mustat aukot voisivat vapauttaa energiaa kvanttimekaanisen päästön kautta; sillä aikaa Roger Blandford ja Roman Znajek ehdotettu sähkömagneettinen vääntömomentti energianpoiston pääaineena.

Nyt tutkimuksessa julkaistu lehdessä Fyysinen katsaus D fyysikot Luca Comisso Columbian yliopistosta ja Felipe Asenjo Universidad Adolfo Ibáñezista Chilestä löysivät uuden tavan saada energiaa mustista aukoista rikkomalla ja yhdistämällä magneettikentän viivoja lähellä tapahtumahorisonttia, pistettä, josta mikään, ei edes valo, voi paeta mustan aukon painovoimaa.

Mustia aukkoja ympäröi yleisesti kuuma `` keitto '' plasmapartikkeleista, jotka kuljettavat magneettikenttää, sanoi Luca Comisso, Columbian yliopiston tutkija ja tutkimuksen ensimmäinen kirjoittaja. Teoriamme osoittaa, että kun magneettikentän johdot irtoavat ja muodostavat yhteyden uudelleen oikealla tavalla, ne voivat kiihdyttää plasman hiukkasia negatiivisiksi energioiksi ja suuria määriä mustan aukon energiaa voidaan purkaa.

Tämä havainto voisi antaa tähtitieteilijöille mahdollisuuden arvioida paremmin mustien aukkojen pyörimistä, ajaa mustien aukkojen energiapäästöjä ja jopa tarjota energialähteen edistyneen sivilisaation tarpeisiin, Comisso sanoi.

Miksi uudelleenkytkentä toimii

Comisso ja Asenjo rakensivat teoriansa lähtökohtaan, että magneettikenttien yhdistäminen uudelleen kiihdyttää plasman hiukkasia kahteen eri suuntaan. Yksi plasmavirta työnnetään mustan aukon pyörimistä vasten, kun taas toista liikutetaan spinin suuntaan ja se voi paeta mustan aukon kytkimistä, mikä vapauttaa voimaa, jos mustan aukon nielemällä plasmalla on negatiivista energiaa.

Se on kuin ihminen voisi laihtua syömällä karkkia negatiivisilla kaloreilla, sanoi Comisso, joka selitti, että pohjimmiltaan musta aukko menettää energiaa syömällä negatiivisen energian hiukkasia. Tämä saattaa kuulostaa oudolta, hän sanoi, 'mutta se voi tapahtua alueella, jota kutsutaan ergosfääriksi, jossa aika-ajan jatkumo pyörii niin nopeasti, että jokainen esine pyörii samaan suuntaan kuin musta aukko.

Ergosfäärin sisällä magneettinen uudelleenkytkentä on niin äärimmäistä, että plasman hiukkaset kiihtyvät valon nopeutta lähestyviin nopeuksiin.

Sharon Robinson Jackie Robinson

Asenjo, Universidad Adolfo Ibáñezin fysiikan professori ja tutkimuksen tekijä, selitti, että vangittujen ja pakenevien plasmavirtojen välinen suuri suhteellinen nopeus on se, mikä sallii ehdotetun prosessin uuttaa valtavia määriä energiaa mustasta aukosta.

Laskimme, että plasman energisointiprosessi voi saavuttaa 150 prosentin hyötysuhteen, joka on paljon suurempi kuin mikään maapallolla toimiva voimalaitos, Asenjo sanoi. Yli 100 prosentin hyötysuhde on mahdollista, koska mustat aukot vuotavat energiaa, jota luovutetaan ilmaiseksi mustasta aukosta poistuvalle plasmalle.

Energian lähde tulevaisuuteen?

Comisson ja Asenjon näkemä energian talteenottoprosessi saattaa jo toimia suuressa määrin mustia aukkoja. Se saattaa ajaa mustien aukkojen soihdut - voimakkaat säteilypurkaukset, jotka voidaan havaita maapallolta.

Lisääntynyt tietämyksemme siitä, miten magneettinen uudelleenkytkentä tapahtuu mustan aukon läheisyydessä, saattaa olla ratkaisevan tärkeää ohjataessamme tulkintaa mustien aukkojen nykyisistä ja tulevista teleskooppihavainnoista, kuten Tapahtuman Horisontti-kaukoputki , Asenjo sanoi.

Vaikka se saattaa kuulostaa tieteiskirjallisuudelta, energian louhinta mustista aukoista voisi olla vastaus tuleviin voimantarpeisiimme.

Tuhansien tai miljoonien vuosien päästä ihmiskunta saattaa pystyä selviytymään mustan aukon ympärillä hyödyntämättä tähtien energiaa, Comisso sanoi. Se on lähinnä tekninen ongelma. Jos tarkastelemme fysiikkaa, mikään ei estä sitä.

Tutkimus, Magneettinen uudelleenkytkentä mekanismina energian talteenottamiseksi pyörivistä mustista aukoista , rahoitti National Science Foundation's Windows maailmankaikkeudessa NASA ja Chilen kansallinen tiede- ja teknologiakehitysrahasto.

Tässä työssä käsitellyt ideat ja käsitteet ovat todella kiehtovia, kertoi kansallisen tiedesäätiön ohjelmajohtaja Vyacheslav Lukin, jonka tavoitteena on tuoda teoreettinen fysiikka ja havaintotähtitiede saman katon alle. Odotamme mustien aukkojen astrofysiikan näennäisesti näennäisten tutkimusten mahdollista kääntämistä käytännön alueeseen. '

Hae Columbia-uutisia postilaatikkoon Tunnisteet Tähtitiede Fysiikka

Mielenkiintoisia Artikkeleita

Toimituksen Valinta

28 elokuvaa ensi-ilta Sundance-elokuvajuhlilla 2018
28 elokuvaa ensi-ilta Sundance-elokuvajuhlilla 2018
Vuoden 2018 Sundance-elokuvajuhlilla ensi-iltansa on 27 elokuvaa ja yksi mukaansatempaava tekoälyhanke, joka edustaa Columbian yliopiston elokuvantekijöiden työtä kirjoittamisen, ohjaamisen ja tuotannon sekä monia muita tehtäviä, kuten toimittaja, käsikirjoitusten valvoja, yhteisproduktori, yksikkötuotantopäällikkö, Casting Johtaja, jälkituotantovalvoja, valujohtaja ja vastaava tuottaja.
Flunssan laukauksen tiede
Flunssan laukauksen tiede
Saapuessaan syksyisen kylmän ilman kanssa influenssakuvia jaetaan klinikoilla ja apteekeissa eri puolilla maata. Vaikka rokote on epätäydellinen, se on luotettavin tapa välttää mahdollisesti tappava infektio. Vaikka monet pitävät sitä kausiluonteisena haittana, influenssa tappaa noin 19 000 amerikkalaista keskimäärin vuodessa. Hilary Koprowskin uraauurtavan työn jälkeen
Suuririkoksen kilpailun kirous uudella kullatulla aikakaudella
Suuririkoksen kilpailun kirous uudella kullatulla aikakaudella
Varoitus yritysten ja teollisuuden liiallisen keskittymisen vaaroista taloudelliselle ja poliittiselle tulevaisuudellemme.
Voimmeko kuvitella uuden Internetin?
Voimmeko kuvitella uuden Internetin?
Ritarin ensimmäisen muutosinstituutin isännöi viikon mittainen symposium, jossa selvitettiin tapoja vähentää teknisten jättiläisten määräävää asemaa ja löytää uusia vaihtoehtoja verkossa keräämiseen.
Arabimusiikkiyhtye
Arabimusiikkiyhtye
Columbia Arab Music Ensemble (CAME) on esitysyhtye, joka on omistettu laulu- ja instrumentaalimusiikille arabimaiden alueelta. Ryhmän ohjelmisto, joka opetetaan suullisen välityksen ja muistamisen avulla, sisältää lauluja ja instrumentaalikappaleita alueen folk-, suosittu- ja klassisesta tyylilajista korostaen Maqam-rakennetta, rytmisyklejä, genrejä, esityskäytäntöjä ja
Desmond Upton Patton
Desmond Upton Patton
Apulaisprofessori Desmond Upton Patton tutkii väkivallan reittejä sekä verkossa että muualla väestön pienituloisten nuorten keskuudessa. Apulaisprofessori Desmond
Pitkä laukaus
Pitkä laukaus