
愛因斯坦最著名的質能方程E=mc在物理學上的應用幾乎是無限的。但它最明顯的後果之一,就是即使是少量的質量也能產生巨大的能量。在MinutePhysics 給出的這段視頻中,舉出的例子是,如果一隻貓的能量能夠被完全提取出來,那將可為挪威整個國家提供一年的電力。不幸的是,事情並沒有那麼簡單。
實際上,要從物質中提取能量是非常困難的。有少數一些方法可以做到這一點,但即使是那些對於我們來說非常強而有力的方法,比如核裂變或核聚變,也只能從質量中轉化一小部分勢能(核裂變的質能轉化率為0.08%,核聚變為0.7%)。
除了使用在宇宙中極為罕見的反物質,從質量中提取能量的最有效的方法是將質量降為黑洞。黑洞極其微小,但它卻蘊藏著不可思議的引力。這意味著當物體進入到黑洞的軌道時,會在落入黑洞的過程中不斷加速。想像一顆正在進入地球大氣層的流星,它在進入大氣層時會加速,釋放出能量。再想像一下,物體以指數增長的速度快速移動,在它永遠墜入黑洞之前將能量全都釋放到宇宙中的情形。
對於一個非旋轉型的黑洞,使用這種方法能將一個物體質量的6%轉化為能量。但我們還可以再更進一步。由於旋轉型的黑洞會使得時空結構彎曲,所以物體可以在下落掉進黑洞之前更接近事界(黑洞周圍物質有去無回的邊界),從而釋放出更多能量——高達42%。
這些對於處在地球上的我們人類來說並沒有什麼意義,因為我們一直在使用諸如核裂變之類的低效方法來釋放物質的能量。但也許已經有外來物種成功地利用了這種能量,利用黑洞釋放的能量來供養自己的文明。
蝌蚪五線譜編譯自popularmechanics,譯者 狗格格,轉載須授權