تینا مزدکی_با گسترش و بلوغ تمدن ها اگر رشد بشر تا به امروز ملاک قرار گیرد نیاز به انرژی برای ادامه حیات به طور مداوم افزایش یافته است. در این راستا مجموعه ای از ایده ها و فناوری های تخیلی-علمی برای تأمین انرژی مورد نیاز جوامع پیشرفته مطرح شده اند. از جمله این ایده ها می توان به کره های دایسون اشاره کرد؛ سازه های غول آسایی که به دور یک ستاره می چرخند تا بیشترین انرژی آن را برداشت کرده و به نقاط مورد نیاز ارسال کنند.
اما این ابرسازه ها با وجود جذابیت ظاهری ممکن است هزینه های بسیار سنگینی برای سازندگانشان داشته باشند. به علاوه با وجود جست وجوهای فراوان در کیهان هنوز نشانه ای از وجود آن ها پیدا نشده است. این غیبت می تواند نشانه ای از نبود تمدن های فوق پیشرفته باشد یا حاکی از آن که این سازه ها برای آن تمدن ها ضروری یا عملی نیستند.
استخراج انرژی از سیاه چاله های چرخان
ایده ای بسیار جالب تر که نخستین بار توسط راجر پنروز فیزیک دان و ریاضی دان برجسته مطرح شد استفاده از سیاه چاله های چرخان که با نام سیاه چاله های کر (Kerr) شناخته می شوند برای استخراج انرژی است. این نوع از سیاه چاله ها نخستین بار توسط روی کر و از لحاظ هندسی توصیف شدند.
در سال ۱۹۶۹ پنروز پیشنهاد داد که اگر جسمی به ناحیه ی ارگوسفر منطقه ای درست بیرون از افق رویداد سیاه چاله است وارد شود می توان با استفاده از انرژی چرخشی سیاه چاله جسم را شتاب داد و انرژی از آن استخراج کرد. این فرآیند که به «فرآیند پنروز» معروف است مستلزم آن است که بخشی از جسم انرژی منفی کسب کند تا بتوان انرژی آن را بازیابی کرد؛ در غیر این صورت تنها چیزی که به دست می آید تغذیه ی بیشتر سیاه چاله است.
جورج پینوشه استاد فیزیک دانشگاه متروپولیتنای علوم آموزشی سانتیاگو در مقاله ای که به تازگی منتشر شده می گوید: «بیایید فرض کنیم ذره ای را از فاصله ی بسیار دور به درون ارگوسفر یک سیاه چاله ی کر و در مسیری پادگرد (خلاف جهت چرخش سیاه چاله) پرتاب می کنیم. حال فرض کنید مسیر آن را طوری تنظیم می کنیم که هنگام ورود به ارگوسفر ذره به دو قسمت تقسیم شود: یکی از آن ها توسط سیاه چاله جذب شود و دیگری به بیرون فرار کند و فاصله ی بسیار زیادی را بپیماید.»
او ادامه می دهد:«به دلیل شدت فوق العاده ی گرانش درون سیاه چاله نسبیت عام اجازه می دهد بخش جذب شده انرژی منفی داشته باشد.» در چنین حالتی پنروز نشان داد که بخش فراری انرژی بیشتری نسبت به بخش جذب شده دارد. اگرچه در نگاه اول این امر ممکن است خلاف قانون بقای انرژی به نظر برسد اما طبق نظریه ی نسبیت عام این طور نیست.
پینوشه می افزاید:«حقه ی اصلی این است که سیاه چاله انرژی منفی را جذب می کند و این باعث کاهش جرم-انرژی و در نتیجه کاهش سرعت چرخش آن می شود. به عبارت دیگر ما موفق شده ایم بخشی از انرژی چرخشی سیاه چاله را استخراج کنیم.»
فوران های عظیم از دل مغناطیس
مکانیزم دیگری که در این مقاله توضیح داده شده مکانیزم بلنفورد زنجک (Blandford-Znajek) است که سعی دارد توضیح دهد چگونه فوران های عظیمی که از سیاه چاله های چرخان دیده می شوند شکل می گیرند.
پینوشه توضیح می دهد:«هنگامی که گازهای موجود در قرص برافزایشی به سمت سیاه چاله حرکت می کنند در مسیری مارپیچ می چرخند. این حرکت باعث اصطکاک داخلی و داغ شدن گازها تا دماهایی در حد چند میلیون کلوین می شود. این دما باعث یونیزه شدن گاز و تبدیل آن به پلاسما می شود یعنی ترکیبی از یون های مثبت و الکترون های منفی. این ذرات باردار متحرک میدان های مغناطیسی بسیار پویایی ایجاد می کنند که باعث می شوند پلاسما به شکل دو فوران عظیم و با سرعت نسبیتی در امتداد محور چرخش سیاه چاله خارج شود.»
ایده ی جدیدتری که در سال های اخیر مطرح شده «پیشران هاله ای» نام دارد. مزیت این فناوری فرضی آن است که نیازی به ورود ذره به درون سیاه چاله یا استفاده از انرژی منفی نیست. همان طور که نور هنگام عبور از چاه های گرانشی انرژی می گیرد مشابه کمک گرفتن گرانشی فضاپیماها می توان از این پدیده برای افزایش انرژی فوتون ها استفاده کرد.
البته تمامی این روش ها در حال حاضر صرفاً در حد نظریه و محاسبات ریاضی هستند. با اینکه دانش ما از سیاه چاله ها در سده ی اخیر پیشرفت چشمگیری داشته است هنوز راه زیادی تا پیاده سازی عملی چنین پروژه هایی باقی مانده است. افزون بر آن اصلاً هنوز معلوم نیست که چگونه می توان به سیاه چاله ای برای این نوع عملیات نزدیک شد.
منبع: iflscience
۵۸۳۲۳
آیا شما به دنبال کسب اطلاعات بیشتر در مورد "چطور می توان از سیاه چاله برای تامین انرژی جهان استفاده کرد؟" هستید؟ با کلیک بر روی پزشکی، به دنبال مطالب مرتبط با این موضوع هستید؟ با کلیک بر روی دسته بندی های مرتبط، محتواهای دیگری را کشف کنید. همچنین، ممکن است در این دسته بندی، سریال ها، فیلم ها، کتاب ها و مقالات مفیدی نیز برای شما قرار داشته باشند. بنابراین، همین حالا برای کشف دنیای جذاب و گسترده ی محتواهای مرتبط با "چطور می توان از سیاه چاله برای تامین انرژی جهان استفاده کرد؟"، کلیک کنید.
