愛因斯坦的廣義相對論將空間、時間和引力聯繫起來。廣義相對論的一個傑出預言是，旋轉的黑洞有大量可利用的能量。
在過去的50年中，科學家們試圖探索出釋放這種力量的方法。諾貝爾物理學家羅傑·彭羅斯提出了一種理論，即粒子崩解可能會從黑洞中吸收能量。史蒂芬·霍金提出黑洞可以通過量子機械發射來釋放能量。羅傑·布蘭福德（Roger Blandford）和羅曼·扎納克（Roman Znajek）建議將電磁轉矩作為能量提取的主要手段。
發表在今天的《物理評論D》雜誌上的一項研究中，哥倫比亞大學的物理學家盧卡·科米索（Luca Comisso）和智利阿道夫·伊巴內茲大學的費利佩·阿森霍（Felipe Asenjo），發現了一種新的方法，可以通過打破並重新結合事件視界附近的磁場線來從黑洞中提取能量。
科米索表示：「黑洞通常被帶有磁場的等離子顆粒的熱'湯'包圍著。」「我們的理論表明，當磁場線以正確的方式斷開和重新連接時，它們可以將等離子體粒子加速為負能量，並且可以提取出大量的黑洞能量。」這一發現可以使天文學家更好地估計黑洞的自旋、驅動黑洞的能量排放，甚至可以為先進文明的需求提供能量來源。
研究人員在重新連接磁場使等離子體粒子在兩個不同方向上加速的前提下，建立了他們的理論。一種等離子流被推向黑洞的自旋，而另一種則沿自旋的方向推進，可以逃離黑洞的離合器，如果黑洞吞下的等離子具有負能量，則釋放動力。如圖所示接近事件視界的等離子體被旋轉的黑洞吞噬。
科米索說：「就像吃負熱量的糖果可能會使人減肥一樣。」他解釋說，黑洞本質上是通過吃負能量粒子而失去能量的。他說：「這聽起來可能很奇怪，但是它可能發生在一個稱為「遍及全域」的區域，在該區域中，時空連續體旋轉得如此之快，以至於每個物體都以與黑洞相同的方向旋轉。」
在能層內部，磁性重新連接非常極端，以致等離子體粒子被加速到接近光速的速度。能層（英語：Ergosphere）是在旋轉黑洞外面的區域。它的名稱源自希臘的ergon這個字，意思是「工作」，由雷莫·魯菲尼和約翰·惠勒在1971年命名。它得到這個名稱是因為從理論上說，可以從這個區域提取黑洞的能量和質量。能層有著扁球體的形狀，在赤道有著較大的半徑範圍，並且在兩極接觸到旋轉黑洞的事件視界。能層的赤道半徑（最大半徑）相當於不旋轉黑洞的史瓦西半徑；如果黑洞達到轉速的極限時，極半徑（最小半徑）將小到只有史瓦西半徑的一半。如圖所示沿逆行方向接近能層的粒子被迫改變其運動方向（在Boyer–Lindquist坐標下）。
阿道夫·伊巴涅斯大學的物理學教授，該研究的合著者阿森霍解釋說，被捕獲和逃逸的等離子體流之間的高相對速度是使擬議的過程能夠從黑洞中提取大量能量的原因。「我們計算出，等離子體通電過程的效率可以達到150％，遠高於地球上運行的任何發電廠，」 「因為黑洞會洩漏能量，所以能量可以實現大於100％的效率，而能量會免費釋放給從黑洞逸出的等離子體。」
該研究設想的能量提取過程可能已經在大量黑洞中運行。這可能是造成黑洞耀斑的原因，可以從地球探測到的強大的輻射爆發。
阿森霍說：「我們對黑洞附近如何發生磁重新連接的認識增加，對於指導我們對當前和未來的黑洞望遠鏡觀測（例如由事件地平線望遠鏡進行的觀測）的解釋至關重要。」雖然這聽起來像是科幻小說，但從黑洞中開採能量可能會滿足我們未來的電力需求。
科米索認為：「從現在起的數千年或數百萬年中，人類可能能夠在不利用恆星能量的情況下在黑洞附近生存。」 「這本質上是一個技術問題。如果我們看物理學，沒有什麼可以阻止它的。」
參考：Magnetic reconnection as a mechanism for energy extraction from rotating black holes.Phys. Rev. D., journals.aps.org/prd/accepted/ … 304179756dd56a93a764
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