宇宙探索:黑洞可能是高级文明的理想栖居之所
黑洞想象图
对于宇宙中的高级文明来说,黑洞附近其实相当宜居。原因在于,黑洞巨大引力所蕴含的能量非常庞大,提取的技术从原理上来说相当简单。大家都知道,按照爱因斯坦的质能方程,任何有质量的物体都蕴含着巨大的能量,可以称之为静能。一个化学或者物理过程的能量利用效率,可以用该过程释放的能量占静能的比例来衡量。
爱因斯坦质能方程
目前,人类利用能量最常见的方式是燃烧,煤、天然气、石油都是这种方式,其能量利用效率仅为十亿分之一。也就是说,完全燃烧一吨的燃料,只释放了1豪克质量所蕴含的静能。核裂变,目前所有核电厂所使用的方式,就好很多了,能量利用效率接近0.1%,比燃烧高了几百万倍。核聚变,也就是我们太阳的能量来源,就更可观了,是核裂变的将近10倍,效率高达百分之0.8%,怪不得大家都说可控核聚变是人类能源的未来。
可控核聚变是人类能源的未来
但是这些,在黑洞面前都不够看。不旋转的史瓦西黑洞,能量利用效率高达10%,是核聚变的10倍。而旋转的克尔黑洞,能量利用效率可以达到恐怖的42%。而且单从原理上来说,利用黑洞能量的方式相当直观。物理学家彭罗斯曾提出过一个叫做“彭罗斯过程”的黑洞能量提取方法,专业描述非常复杂,但简单来说就是扔垃圾,原理和将石头从高处扔到地上获得动能一样,水电站也是利用高度差将水的重力势能转化为电能。
计算表明,将物质沿特定轨道抛向黑洞,就能将其静能高效转化为可供利用的能量,而目前水电站从100米高流下的水流中获取能量的效率仅为百亿分之一。这过程简直不要太完美,能量利用和垃圾处理完美结合。这样的文明可以将没用的垃圾直接扔到黑洞里,完全不会产生任何污染和有害残留,相当环保,还能轻轻松松获得巨大的能量。
当然,最牛逼的还是正反粒子湮灭,能量转化效率为100%。但可惜我们的宇宙中,反物质非常少,无法大规模利用。
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