黑洞發電會稱為星際殖民的主要供能手段？

1915年愛因斯坦最先預言了黑洞的存在，104年後人類才有望第一次「親眼目睹」其真容，此次發布的黑洞圖像揭示了室女座星系團中超大質量星系M87中心的黑洞，其距離地球5500萬光年，質量為太陽的65億倍。之後很多人失望地吐槽黑洞長得像蜂窩煤的孔，但是不管怎麼說我們還是對黑洞有了進一步的了解，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？

從黑洞中獲取能量

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。在地球上的我們聽到黑洞更多的是好奇，而如果未來的人類進入太空，聽到黑洞更多的應該是恐懼。根據前蘇聯科學家卡爾達肖夫的文明等級指數說法，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，黑洞就是恆星系統這個大家庭的一員。

但是黑洞和發電有什麼關係，以我們人類無限增長的野心，對黑洞下手那時遲早的事。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」。根據彭羅斯的推導演算，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。但這個能量提取器能否承受住巨大的引力拉扯，是個很大的問題。

黑洞發電機

彭羅斯理論的一個很重要的應用就是黑洞發電機，其實我們的水力發電就是利用水的動能衝擊轉子使其轉動達到發電的目的。黑洞發電機是由轉子和定子組成，導電的轉子在磁性的定子中旋轉，比如中學課本中的切割磁感線發電實驗。旋轉的黑洞就可以成為發電機的轉子，如果在一個旋轉黑洞的周圍設置一個磁場由於黑洞旋轉切割磁力線就可以發出巨大的電流。

我們可以將發電機的一頭連著轉子的探頭靠近黑洞，另一端留在黑洞都遠端。探頭越靠近黑洞受到的引力就越強，導致下落的速度就越快，這樣轉子就獲得了更大的轉速。這樣轉子的動能轉換的電能就越來越多，我們就能獲得源源不斷的電了。

黑洞輻射發電站

有了彭羅斯老大爺的理論鼓舞，有人開始設想一個黑洞發電站的構造。那句「黑洞吸一切」可不是鬧著玩的，光都逃不出它的掌心，你還敢在它周圍建個發電站？黑洞發電站這個概念是著名物理學家史蒂芬·霍金教授在2016年提出的：質量與一座山相當的微型黑洞可以釋放出大量的X射線和γ射線，輻射功率可以高達1000萬兆瓦，將足以供應全球的用電需求。

霍金提到在真空中會產生一個虛粒子對，其中一個可能會落入黑洞，而另一個成員粒子則可能留在黑洞外。此時，由於失去了發生相互湮滅反應的「同伴粒子」，這個在黑洞外的粒子就有機會逃離，並以輻射的形式向外發射。而且這個輻射程度和黑洞都質量大小是成反比的，所以我們需要的黑洞要小。不過別高興太早，我們首先需要找到一個質量足夠小的黑洞，有多小呢？這麼說吧，一個質量與太陽相當的黑洞對外釋放粒子的效率極低，根本難以進行探測。而經過理論證明：一個質量與一座高山相當的微型黑洞所釋放的粒子輻射則會相當明顯。而且這個黑洞不會把我們毀滅掉。

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，但是一直到今天還是紙上談兵的階段。希望黑洞這顆「能量的種子」最終能在科學家們的細心栽培下開花結果，我們得以嘗到勝利的果實。