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新研究揭示黑洞能量提取與「黑洞炸彈」的可能
黑洞被視為強大的引力引擎﹐科學家們一直想像著從中提取能量的可能性。實際上即使在空曠的太空中只有一個黑洞﹐通過所謂的「彭羅斯過程」﹐我們仍能從中提取能量。這個過程最早由羅傑·彭羅斯於1971年提出﹐它利用了一種稱為框架拖曳的效應﹐這種效應在地球附近雖然微小﹐但在旋轉的黑洞附近則非常巨大。
理論上透過這一過程可以從黑洞提取多達20%的質量能量﹐相比之下﹐氫轉化為氦的核聚變只能產生約1%的質量能量。然而﹐理論物理學家永遠不會滿足於此﹐他們研究的最新論文探討了如何從帶電的黑洞中提取更多能量﹐這種黑洞在宇宙中並未觀測到﹐因為物質是電中性的。
該研究主要關注在反德西特空間(AdS)中的帶電黑洞﹐這是一個與我們的宇宙不同、具有負宇宙常數的假想宇宙。通過粒子衰變和Banados-Silk-West(BSW)效應﹐這一研究探討了如何從黑洞中提取能量。在這種情況下粒子可以在事件視界附近反射﹐從黑洞中獲得能量﹐直到它們衰變為可用能量。
然而﹐這種想法存在一個問題﹐就是可能會導致粒子能量相互放大﹐形成所謂的「黑洞炸彈」。但更有趣的是研究人員還探討了在反德西特空間中的空無一物宇宙中帶電黑洞的情況。在這種情況下空間時間結構本身就像一個封閉室﹐因此帶電黑洞會自行釋放能量﹐類似於霍金輻射﹐但這種情況並不依賴於量子引力。研究人員還發現這種情況不會導致黑洞炸彈。
需要指出的是﹐這些研究並不適用於我們宇宙中的真實黑洞。就我們所知﹐彭羅斯過程是我們真正能做到的最好方式。但這些研究之所以有用是因為它們揭示了空間和時間的基本本質。現在我們知道﹐即使在我們只能想像的奇異反宇宙中﹐黑洞也能隨著時間釋放能量。
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