Schwarzschild kara deliği inatçı bir cimri, ancak Kerr kara deliğinden enerji çalabiliriz
Kara delikler, genellikle bu kelimeyi duyduğumuzda hemen aklımıza bir resim gelir: Ağzını açan ve her şeyi yutan şiddetli bir şeytanın resmi Aslında, bir kara delik büyük bir yerçekimi olan bir gök cismi. Yerçekimi tüm maddeyi yutar, ışık bile gitmesine izin vermez, ancak bilinmeyen şey kara deliklerin çoğunun düşündüğümüz gibi olmadığı, cimri bir cimri olduklarıdır. Kara delikten bir miktar enerji çalmak için bazı yöntemler kullanılabilir.
Kara deliklerin kütle, açısal momentum ve yük olmak üzere üç fiziksel nicelik gerektirdiğini açıklıyoruz.Bu nedenle kara delikler kabaca üç kategoriye ayrılabilir:
Schwarzschild kara deliği: Şarjı olmayan ve dönüşü olmayan bir kara delik
Kerr kara deliği: Ücretsiz dönen bir kara delik
Kerr-Newman kara deliği: dönen ve yüklü kara delik
Schwarzschild kara deliği, fizikçi Schwarzschild tarafından 1916'da genel göreliliğin yerçekimsel denklemi ile çözüldü ve Schwarzschild yarıçap formülünü önerdi.Gökyüzünün yarıçapı (genellikle büyük yıldızı ifade eder) Schwarzschild yarıçapından daha küçüktür. Sonsuz bir şekilde yeni bir gök cisimine çöker.Bu en eski kara delik modelidir.Aşırı yerçekimi ve her şeyi yutmanın fiziksel özellikleri Schwarzschild kara delik modelinden türetilmiştir, ancak Schwarzschild kara deliği önerilen ilk karadelikti. Kara delik modeli, ancak bu tür yüksüz, dönmeyen, durağan karadeliğin evrende bulunması zordur, çünkü Schwarzschild kara deliğinin oluşum süreci çok idealdir.
Her şeyden önce, yıldızlar sabit değildir. Evrendeki yıldızların çoğu dönmektedir ve belirli bir açısal momentuma sahiptir. Bu, yıldızın mükemmel bir küresel gök cismi olmamasına neden olur. Yıldızın kutupları biraz değişecektir. Dönen ve düzensiz bir yıldızın çökmesiyle oluşan bir kara delik aynı zamanda açısal momentuma sahip olacaktır.Bir kara deliğin yerçekimi alanı, Schwarzschild kara delik modeli tarafından önerilen statik tekdüze bir yerçekimi alanı değil, dönen, hiyerarşik bir yerçekimi alanıdır, 1962 Yeni Zelandalı fizikçi Roy Kerr ilk olarak göreliliğin yerçekimi denklemine dayanan yepyeni bir dönen kara delik modeli önerdi, bu yüzden ona Kerr kara deliği adını verdik.
Kara deliklerden enerji nasıl çıkarılır?
Kara deliklerden enerji çıkarmaktan bahsetmişken, İngiliz fizikçi Hawking tarafından önerilen "Hawking radyasyonu" teorisini düşünebilirsiniz Hawking, kuantum mekaniğini görelilik teorisi ile birleştirdi ve yaratıcı bir şekilde kara delik kütlesinin sonsuza kadar artmadığını öne sürdü. Varoluş, mikroskobik dünyadaki kuantum dalgalanmaları fenomenine göre, kara delikler sürekli olarak enerji taşıyan sanal parçacıkları serbest bırakacak, bu yüzden bu enerji insanlar tarafından çıkarılıp insanlar tarafından kullanılabilir mi?
cevap: Evet, ama gerçek anlam çok büyük değil.Gerçek anlamın büyük olmaması, insanların kara deliklerin dev yerçekimi alanında kararlı enerji ekstraksiyonu (Hawking radyasyonu) sağlayabilecek aletler yapamayacağı anlamına gelmez.İnsan yaratıcılığının sınırsız olduğuna inanıyorum. Bize zaman tanıdığımız sürece böyle bir enstrüman yapmak imkansız değildir.Aslında bu kara delik Hawking radyasyonunun kendisine atıfta bulunmaz, çünkü kara delik Hawking radyasyonunun enerjisi gerçekten çok küçüktür ve bir yıldız kara delik sadece% 10 oranında yayılabilir. Negatif 29-th güç watt, bu tür bir enerji bir paramecium bile besleyemez ve bir kara deliğin yerçekimi alanında enerji çıkarabilen bir alet üretmek, çok fazla insan gücü, malzeme kaynağı, finansal kaynak, enstrümanın üretim maliyeti ve elde edilen getiri gerektirir. Hiç orantılı değil, bu yüzden kara deliklerin Hawking radyasyon enerjisinin çıkarılması çok az pratik öneme sahip, öyleyse kara deliklerden nasıl enerji çıkarmalıyız?
Kerr kara deliği, insanlara enerji elde etmeleri için uygun bir yol sağlar.Yukarıda bahsedildiği gibi, Kerr kara deliğinin kütlesinin ürettiği yerçekimi enerjisine ek olarak, dönme tarafından üretilen dönme enerjisi de vardır.Karadelikten gerçekten enerji çıkarmak istiyorsak Dönen enerji iyi bir seçimdir.
Kerr kara delik çıkarma enerji şeması: Öncelikle sağlam bir yapıya sahip ve son derece hızlı bir uzay aracı yapmamız ve ardından uzay aracını karadeliğin dönüş yönü boyunca süratle sürmemiz gerekiyor.Uzay aracı karadeliğin dönme sistemine girdikçe kara deliğin açısal momentumu azalacak ve kara delik azalacaktır. Açısal momentum uzay aracına aktarıldığında, uzay aracı güçlü bir enerji kazanacak ve daha sonra kara delikten enerji çalınabilmesi için hızlandırılmış hareket şeklinde karadelikten uçacaktır, ancak bu süreçte dikkat edilmesi gereken bir husus, yani uzay aracının yönüdür. Doğru bir şekilde hesaplanmalıdır. Uzay aracının kendi yapısı, kara deliğin içinde dönen yerçekimi alanı tarafından parçalanmamasını sağlamak için güçlü olmalıdır. Bu olursa, uzay aracı sonunda kara delikten uçsa bile, korkarım sadece kalacaktır. Sonraki birkaç parça yanmış metal.
Elbette bu şema Penrose sürecinden uyarlanmıştır.Matematik hesaplamalara göre, nesneler Penrose sürecini tamamladıklarında kara delikten enerjinin yalnızca% 29'unu çalabilirler.Penrose işlemi, Kerr kara deliğinin açısal momentumunu sürekli olarak azaltacaktır. Bu süreç devam ederse, Kerr kara deliğinin dönüşü yavaşlayacak ve yavaşlayacak ve sonunda statik bir Schwarzschild kara deliğine dönüşecektir.
