比戴森球還可怕的想法!科學家瘋了嗎?要從黑洞內部獲取無限能量

2020-11-18 奇點使者
本文參加百家號 #科學了不起# 系列徵文

自從愛因斯坦預言了黑洞的存在後,雖然後來通過演算被證實,但是一直到21世紀,人類才真正看到黑洞,並且逐漸揭開黑洞的神秘面紗。黑洞未來對於人類有哪些幫助呢?

在近期的《自然物理學》期刊上,一個國際研究團隊通過物理實驗,表示未來黑洞或成為人類最主要的「資源庫」,真的可以實現嗎?接下來,讓我們一起來看看。

從黑洞中「榨取」能量

黑洞作為宇宙中最為神秘的天體,它有著可以吞噬一切的強大引力。比方說在很多科幻片之中,當人們在太空之中遇到黑洞,都會感到非常的絕望和恐懼。

當然,也有一些科幻片中的場景是:未來人類徵服了黑洞,可以將黑洞的能量全部轉為己用,就好像是根據前蘇聯科學家卡爾達肖夫的文明等級指數來說,如果一個文明可以達到2級文明,那麼,這個文明就可以變成恆星文明,將所在恆星系統的恆星能量全部「榨取」,用來隨時補充自己一樣。

不過,一直到今天為止,除了地球之外,再也沒有其它地外生命被發現,整個宇宙仍然好像是一潭死水,人類發出了很多信號,卻都猶如石沉大海。所以,究竟恆星的能量是否可以全部被汲取,以及「戴森球」是否真的存在,這些也都是未知的。

人類科學家的「野心」卻從未停止。如今,科學家們已經將目光投向了黑洞,雖然人類如今連地球上的資源都無法掌控,但是科學家們卻希望可以讓科幻照進現實,可以從黑洞中「榨取」能量。

而且來自中國科學院的研究員苟利軍介紹,說起來早在50年前,世界著名科學家羅傑·彭羅斯,就已經提出了這個驚人的猜想,在國際上,這個猜想還被命名為「彭羅斯過程」。

什麼是彭羅斯過程呢?簡單來說,就是彭羅斯通過演算推導,認為如果未來人類可以研發出一個可以投進黑洞裡的,不會被摧毀的能量提取器,那麼,就可以在黑洞的能量層裡獲取無限能量。

研究認為,宇宙中那些旋轉的黑洞未來或許都會是人類主要的能量來源。這類旋轉黑洞的中心是一個奇環,裡面分有內、外兩個視界,在這兩個視界之間,存在著一個夾層,這個夾層就是所謂的能量層,又被稱作「能層」。

而且根據現代科學的研究,旋轉黑洞或許和愛因斯坦預言中的一樣,連接著蟲洞和白洞,說白了就是只要順利進入到旋轉黑洞之中,只要不進入到中心點的奇環之內,就可以順利抵達另一個時空。

看起來似乎科學家們已經胸有成竹了,但事實上,從黑洞中提取能量這件事,未來也仍然很難實現,畢竟想要實現,存在著很多困難。

從黑洞中提取能量的難點有哪些?

首先,這項研究沒有辦法進行實驗。因為想要從黑洞中提取能量,就需要完全掌握黑洞的內外部結構,並且對黑洞的一切都100%掌握才可以,不過事實上,人類如今對黑洞的了解還非常片面,就連很多黑洞究竟是如何形成的都不知道。

而且黑洞內部如果不進行實地勘測,是根本沒有辦法獲取準確信息的,不過人類連徵服地球都沒有,更別說飛出太陽系,飛去黑洞去看一看了。

所以,從黑洞中提取能量的猜想雖然早在幾十年前就已經被提出,但是一直到今天,仍然是紙上談兵,現有條件的不足一次次為科學家們「涼水澆頭」,不過,若從人類可持續發展的角度出發,科學家們仍然沒有放棄,從黑洞中提取能量,就好像是一顆「希望的種子」,期待著未來可以出現奇蹟。

畢竟在浩瀚的宇宙之中,黑洞的數量非常多,而且通過科學家們的計算,可供人類獲取能量的黑洞至少有上億個,這意味著,未來人類如果真的出現了資源枯竭,而且人類已經可以實現光速,那麼,人類就可以飛去周圍的黑洞,去那裡獲取源源不斷的能量。

下一步,科學家們希望可以首先製造出可以用來觀測黑洞的高解析度望遠鏡,只有通過它來將黑洞徹底觀察清楚,才有機會繼續接下來的科研工作。理想很豐滿、現實很骨感,大家覺得未來人類有機會實現嗎?為什麼?

資料來源

《科技日報》8月17日文章《都說黑洞「一毛不拔」 科學家卻想從中「榨取」能量》

相關焦點

  • 都說黑洞「一毛不拔」 科學家卻想從中「榨取」能量
    近期,一個國際研究團隊通過物理實驗,嘗試著去解答這個困擾科學家半個多世紀的問題——我們可以從黑洞中獲取能量嗎?該研究成果近期發表在《自然物理學》期刊上。雖然目前彭羅斯過程尚無法驗證,但這絲毫不能阻擋科學家對「榨取」黑洞能量的執著追求。  「目前學者們提出了兩種思路。」袁業飛說。  一種是提取黑洞的轉動能。當然,這一思路針對的是旋轉黑洞。根據能量守恆定律,如果我們從中成功獲取能量,黑洞的轉速將會降低,損失一部分轉動能,就如彭羅斯過程一般。
  • 比黑洞更可怕的天體出現了,黑洞甘拜下風,兩者之間有何聯繫?
    在宇宙中不僅有黑洞,還有白洞,對於黑洞的信仰每個人都應該有所了解或聽說一些,但你知道白洞是什麼嗎?和黑洞有什麼區別呢?這兩者有什麼關係?我們首先要理解這兩個「洞」的意思。黑洞是什麼?說起白洞,相信每個人都很少聽說過,其實白洞其實是一些科學家和天文學家提出的,它是黑洞逆轉的產物。我們都知道黑洞可以吸收所有的物質,也可以吸收能量。白洞則相反。我們可以理解黑洞可以吸收所有的物質和能量,而白洞釋放出的物質和能量就是黑洞所吸收的。但白洞只能釋放物質或能量,不能吸收外界的物質或能量。但是科學家尚未發現已知的白色洞穴。
  • 為何說黑洞的奇點體積無限小密度無限大?科學家:我們也很無奈啊
    黑洞不是洞,在時空中它表現為一個球體,黑洞有一個封閉的事件視界,任何進入事件視界的物質,就再也不可能逃逸出去,而平常我們所講的「黑洞的體積」就是指黑洞的事件視界。一個黑洞的事件視界的大小,可以通過它的質量來計算出來(有興趣的小夥伴可以參考史瓦西半徑的相關公式)。
  • 黑洞是什麼樣的天體,黑洞內部什麼樣,黑洞會消亡嗎
    曾經全球科學家在美國華盛頓、中國上海和臺北、智利聖地牙哥、比利時布魯塞爾、丹麥靈比和日本東京同時召開新聞發布會,以英語、漢語、西班牙語、丹麥語和日語發布「事件視界望遠鏡」的第一項重大成果,人類第一次拍到了黑洞照片。
  • 黑洞是怎麼形成的?為什麼要研究黑洞?
    黑洞之所以被稱之為黑洞主要是由於它是一種完全不反射光線的黑體,總的來說黑洞其實就是指外宇宙空間內存在的一種天體,並且其密度無限大、溫度無限高、時空曲率也無限,最重要的是黑洞裡面還有著強大的吸力,據說任何靠近它的東西都會被席捲吞噬掉,無論恆星行星或是其他天外物質,乃至是光都難逃它的吸力。
  • 為什麼說黑洞是宇宙最可怕的天體?人進入黑洞後會發生什麼?
    浩瀚的宇宙裡隱匿著各種各樣的天體和物質,什麼天體是最可怕的呢?是超大質量恆星,是暗物質,是中子星,還是黑洞呢?為什麼有人認為黑洞是宇宙中的絕對王者呢?其實,大家對黑洞都是比較熟悉的。黑洞有幾個主要特質。
  • 人類無法理解的高級文明真的存在嗎?科學家:已經發現可疑的現象
    人類無法理解的高級文明真的存在嗎?我們已經發現一些可疑的現象。以地球上的生命發展演化為例,有兩個最重要的關鍵點,首先是生命從0到1這個發展過程,遠古時期的地球上擁有著基本的有機大分子,它們有些是在地球上經過化學作用生成的,而有些是通過隕石來到地球之上。
  • 「戴森球」又被翻出來了
    通過數據點的變化了解木星和地球的大小差異,你也會留意到地球遮擋太陽所產生的亮度下降幾乎難以識別    克卜勒望遠鏡觀測期間獲取的海量觀測數據可以通過科學家們專門設計的程序自動識別可能存在的系外行星凌星事件。這是因為典型的凌星事件導致的恆星亮度下降會存在特徵性的光變曲線,比如本文圖1.2所示,當行星從恆星面前經過時,恆星亮度出現下降,光度曲線上出現一個對稱而光滑的下降曲線。
  • 黑洞內部究竟藏著什麼?人類難以得知真相,神級外星文明浮出水面
    在宇宙中有許許多多的天體吸引人們的注意,但如果說最吸引人類的天體,我想絕對是黑洞了。黑洞是宇宙最可怕的天體之一,因為其他星體大多數都是自身自滅,但是黑洞卻是靠著吞噬其他星體來壯大自己,小一點的黑洞能夠吞噬咱們地球這樣的行星,而大一點的黑洞就能夠吞噬太陽那樣的巨大恆星,可想而知,黑洞是多麼的「無情」!
  • 為什麼天文學家把黑洞內部的奇點描繪成一個『甜甜圈』
    首先,忘掉「零點能量/無限密度點」吧。(物理學中,零點能量,可簡稱零點能,起源於量子諧振子處在基態時,量子數為零的考量,是量子力學所描述的物理系統會有的最低能量,此時系統所處的態稱為基態;所有量子力學系統都有零點能量。
  • 為什麼有人說白洞比黑洞更可怕?
    而白洞則是一種只發射而不吸收的強引力源宇宙天體,我們可以將其想像為一種能量的噴射源白洞的起源白洞被提出來其實是因為宇宙中有非常多的高能現象難以得到解釋,所以科學家引入了白洞的概念。有的科學家認為白洞存在與類行星當中,因為它們的質量與太陽差不多,但是亮度卻大了很多。
  • 黑洞不黑:霍金最新論文稱信息可從黑洞內部逃出
    而現在,這名已經74歲的物理學大師在一篇他最新發表的文章中進一步擴展這項理論,並在文章中指出這一問題的關鍵答案就在於一種存在於黑洞事件界限內部且沒有能量的粒子,也就是所謂「柔軟毛髮」。近日,有關這一理論備受期待的,包含了詳細計算過程的論文終於出現在預印本論文網站「arXiv」上,引發各界關注。  這篇文章的主旨在於進一步釐清信息如何從黑洞中逃離,並解決著名的「黑洞信息悖論」問題。
  • 比黑洞還恐怖的一立方米中子星放到地球上,地球會被毀滅嗎?
    我們知道太陽是一顆恆星,在宇宙中恆星還不是最可怕的,最可怕的莫過於那些死亡恆星,它們分別是白矮星、中子星、黑洞,它們都有一個共同的特點-緻密,也就是說密度非常大,那為什麼密度大就會很可怕呢?根據愛因斯坦的廣義相對論,地球繞著太陽轉是因為太陽彎曲了周圍的時空,地球只是沿著時空的測地線在運動,而這些緻密的天體對時空的彎曲程度要遠遠比太陽強的多。
  • 科學家新發現:蟲洞可能隱藏大質量黑洞內部!
    想要實現穿越真的有這麼簡單嗎?自從1916年首次提出白洞理論後,大家開始猜測黑洞和白洞有可能是連接兩個時空的通道,愛因斯坦在理論上證實了這一點,如果我們能夠順利找到蟲洞,有可能會穿越到其他宇宙,想要找到蟲洞真的是一件容易事情嗎?
  • 最巨大的5個超大質量黑洞!你知道嗎?
    而分隔黑洞內部與外部的邊界又被稱為事件視界,是一道一旦越過就不能再回到原地的這個警戒線。但我們也只能推測在事件視界另一側究竟有著什麼東西在等待著我們。物理學家認為黑洞內部有一個起點,而在這個起點內部重力以及時空的曲率都接近無限大。科幻作家則認為黑洞的內部則隱藏著蟲洞的入口,通過蟲洞人們可以去遙遠的宇宙旅行穿越過去以及未來,甚至是造訪別的宇宙。
  • 黑洞內部是什麼?諾獎獲得者作出解釋,人類疑被禁止窺視
    人類對黑洞的研究從上個世紀初期就開始了,但由於認知水平和觀測設備並沒有那麼先進,因此科學家們對黑洞的研究大多數處於猜想、理論的層面。直到前幾年人類第一次拍攝到黑洞的照片,才讓黑洞的存在板上釘釘。雖然如此,科學家們依然不知道黑洞的內部結構是什麼,也不知道黑洞裡面有什麼東西。
  • 黑洞與白洞誰更厲害,當兩強相遇,會發生什麼?
    說白洞比黑洞更可怕,這是科學家對未知天體的一種猜想,黑洞是存在的,而白洞卻是未被證實的,所以白洞充滿了神秘色彩,各種猜想也紛紛而至。黑洞:暗黑之界,吞噬萬物黑洞雖然肉看無法看見,但是它在宇宙中是神秘地存在的,它就是一個無底洞,理論上密度無限大、熱量無限高、體積無限小。只要進入黑洞,任何物體都會被撕裂分解,就連光線都無法逃離。
  • 2019年黑洞最大的發現,其中科學家發現黑洞噴出不明飛行物
    他們還更進一步了解了這些怪異而貪得無厭的「野獸」是如何工作的。以下是我們在2019年了解到的14個關於黑洞的最新東西。令人難忘的圖像研究發現,由於這些黑洞的供給,它們的輻射和光可能推動光合作用,促進生物分子生命基塊的形成。黑洞可能根本不是黑洞或者黑洞只是被誤解了。就像,被誤解了數學家和物理學家今年夏天提出的一個「野生」理論表明,正如我們所知的黑洞可能並不存在。根據愛因斯坦的說法,黑洞是無限小、無限密集的斑點,稱為奇點,廣義相對論的數學在這裡崩潰。
  • 黑洞是怎麼產生的?密度無限大嗎?又是由什么元素組成的?
    黑洞並不是由任何元素組成的,另一方面黑洞的密度也不是無限大。關於密度大家應該都知道,黑洞是根據廣義相對論預言的一個天體,它早在相對論提出後一年左右就被天文學家史瓦西在廣義相對論的引力場方程一個解裡發現了。
  • 拍攝黑洞照片花費5000萬美元,科學家說還有白洞,黑洞可幫助星際旅行!
    5000萬億字節數據,超級計算機處理兩年給黑洞拍照的是「事件視界望遠鏡」(EHT)項目的科學家,在黑洞周圍,光線不能逃脫的臨界範圍被稱為黑洞的半徑或「事件視界」。EHT科學委員會主席、荷蘭Radbound大學Heino Falcke教授是「黑洞拍照」項目的發起人。