如果我们的太阳决定罢工,明天就爆炸呢?
李水旺新一期视频——《假如我们能利用黑洞的能量》:
如果把几个物理学家、一根绳子、一个箱子和一个黑洞关在一个房间里,会发生什么?
他们可能会想出一个能为地球供能数百年的计划。
黑洞并不是日常能见到的东西。
想要制造一个属于自己的黑洞,你得把一颗比太阳大十倍的恒星,挤压成直径相当于纽约市的球体。
黑洞密度极高,质量巨大。
从爱因斯坦著名的方程式我们知道,所有有质量的物体都拥有能量。
就黑洞而言,那是极其巨大的能量。
理论上,我们不需要超级先进的新技术就能收集这些能量。
如果真的做到了,我们将拥有多到不知道该怎么用的能量。
但当然,这没那么容易。
是什么让黑洞成为如此诱人的能源?
是它们超高的能量转化率。
我们来算笔账。
拿一只 3 公斤的小猫,用它的质量乘以光速的平方。
你会发现,这只小猫体内蕴含的能量,足够为 640 万户美国家庭供电一整年。
但你永远无法从猫身上提取全部能量。
我们目前最先进的能源生产方式 —— 核裂变和核聚变,也只能分别获取质量中 0.08% 和 0.7% 的潜在能量。
黑洞则完全不同。
它们的能量转化率大约在 40% 左右。
但找到一个黑洞绝非易事。
以现有的技术,就算只是靠近黑洞附近,也需要大约 1200 万年。
让我们快进一下,假设我们在附近发现了一个黑洞。
我们该如何最大限度地利用它?
我们可以试着把东西扔进黑洞。
黑洞的引力会让任何被投入的物体加速,并在过程中释放能量。
或者我们可以把东西扔进黑洞的吸积盘,那里所有尘埃粒子都被引力捕获在轨道上。
我们可以从那里以辐射的形式收集能量 —— 这就是所谓的彭罗斯过程。
一些天才提出了一个理论:可以设计一个收集能量的箱子,用绳子从安全的远处送到黑洞事件视界附近,在过程中充满辐射。
这里有个问题:要确保箱子和绳子不会被吸入黑洞。
根据一些计算,适合这项任务的箱子只能有细菌那么大