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黑洞:宇宙终极能源之谜,天文学家为何如此认为?

   时间:2024-10-02 17:18:18 来源:ITBEAR作者:陆辰风编辑:瑞雪 发表评论无障碍通道

黑洞,常被视为宇宙中的贪婪巨兽,吞噬一切靠近的物质,甚至连光也无法逃脱其强大的引力。然而,在天文学家的眼中,黑洞却拥有着难以估量的价值,其引力透镜效应犹如宇宙中的巨型望远镜,揭示着遥远深空的神秘天体。

1969年英国物理学家和数学家潘罗斯提出了一个惊人的理论——“潘罗斯过程”。这一过程的核心在于,通过向克尔黑洞投入物质,从而巧妙地窃取黑洞的能量。克尔黑洞,不同于普通黑洞,它因旋转而产生的离心力使其形状变长,并在事件视界与静止极限间形成一个特殊的动圈。

在这个动圈内,物体虽然受到黑洞引力和加速度的赋能,却仍有机会逃脱。若物体在恰当的位置分裂,其中一部分将被黑洞捕获,而另一部分则能被推出动圈之外。令人惊奇的是,这部分被推出的物质或能量,可以继续靠近黑洞并再次分裂,生成新的能量。

在这一过程中,黑洞宛如一个高效的发电机,理论上能将物体质量的20.7%转化为可利用的纯能量。相较之下,可控核聚变只能达到0.4%的转化率。因此,在不考虑正反物质湮灭的情况下,黑洞无疑是宇宙中最为强大的能量源。

现实中,是否有文明已经利用了这种装置呢?旨在探索外星文明的SETI计划,已发现20颗疑似被戴森球包围的恒星,它们的亮度曾短暂下降。尽管这可能是由于星际尘埃的遮挡,但这些发现仍激发了人们对利用恒星和黑洞能量的无限遐想。

然而,对于我们的太阳系而言,构建戴森球似乎遥不可及。天文学家认为,拥有多颗行星的太阳系不适合建造戴森球,因为所需的木星质量物质移动将引发引力混乱。

在黑洞研究的另一领域,霍金提出的黑洞辐射理论引发了新的思考。该理论认为,黑洞边缘附近的正反虚粒子湮灭会导致黑洞质量逐渐流失,即黑洞蒸发。尽管这一理论尚未得到验证,但它为我们理解黑洞这一神秘天体提供了新的视角。

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