Çılgın yeni bir çalışma, küçük kara delikleri nükleer enerji kaynağı olarak kullanabileceğimizi öne sürüyor: ScienceAlert

Kara delik fikri terör ve huşu uyandırıyor. Bunlar kaçınılmazdır! Herşeyi yutuyorlar! Hiçbir şey çıkmıyor!

Bu inançların doğruluğu, tartışma ve hata aralığına girmektedir. İki fizikçi şimdi bir kara deliğin kayasından kanın nasıl çıkarılacağını hesapladı. Çin’deki Tianjin Üniversitesi’nden Zhan-Feng Mai ve Run-Qiu Yang’a göre küçük kara delikler teorik olarak bir enerji kaynağı olarak kullanılabilir.

Hesaplamaları, bu aşırı yoğun nesnelerin, şarj edilebilir piller ve nükleer reaktörler gibi davranarak büyük ölçekte enerji sağlayabileceğini buldu. gigaelektron volt.

Aslında, elde edilen enerji kara deliğin içinden değil, doğrudan dışından geliyor: Evrendeki bilinen en güçlü yerçekimi konsantrasyonları.

Evrenimizin kara deliklerle dolu olduğu düşünülüyor ancak bunların fark edilmesi her zaman kolay olmuyor. Bulduğumuz şey, bu gizemli nesnelerin kütlelerinin Güneş’in kütlesinin yaklaşık beş katı ila on milyarlarca Güneş kütlesi arasında değiştiğini gösteriyor.

Ancak en azından teoride kara delik ağırlığının başka bir sınıfı daha var. Bunlar ilkel kara deliklerdir ve uzaysal olarak atomaltı boyutlara kadar küçük olabilirler.

Büyük ölü yıldızların çökmüş çekirdeklerinden yıldız kütleli kara deliklerin oluştuğu yerde, ilkel kara deliklerin, Büyük Patlama’dan sonra evreni dolduran ilkel plazmadaki aşırı yoğunluktan oluştuğu düşünülüyor.

İlkel kara deliklerin var olup olmadığını bilmiyoruz, ancak eğer varsa, bu pek çok olasılığın önünü açıyor. Bunlardan biri, ilkel kara deliklerin çekici bir aday olduğu karanlık maddedir.

Ve şimdi öyle görünüyor ki uzay-zamandaki bu sanal çukurlardan bir şekilde faydalanabiliriz.

Pil, elektrik dışı enerjiyi elektrik enerjisine dönüştürür. Bir nükleer reaktör enerji üretmek için nükleer reaksiyonların gücünü kullanır. May ve Yang, küçük bir kara deliğin teorik olarak her ikisini de yapabileceğine inanıyor.

“Kara deliğin son derece güçlü bir çekim kuvvetine sahip olduğu dikkate alındığında ilginç bir soru ortaya çıkıyor: En azından teorik olarak düşünürsek, kara deliklerin çekim kuvvetini elektrik enerjisi üretmek için kullanabilir miyiz, yani kara delikleri pil olarak kullanabilir miyiz? ” Kağıtlarında yazıyorlar.

“Bu yazıda teorik olarak Schwarzschild kara deliğini şarj edilebilir pil olarak kullanabileceğimizi tartışıyoruz.”

Şimdi çok küçük kara deliklerle ilgili bir sorun var: Hawking radyasyonu. Bu, kara deliğin olay ufku ile yanındaki kuantum alanları arasındaki etkileşim nedeniyle kara deliğin kaybettiği kütledir. Kara delik ne kadar küçük olursa, Hawking radyasyonu yoluyla o kadar hızlı kütle kaybeder. Kara delik yeterince küçükse nispeten hızlı bir şekilde tamamen buharlaşacaktır.

Küçük bir kara deliğin de maddeyi çok hızlı bir şekilde yutması ve etrafındaki boşluktan herhangi bir şeyin çıkarılmasını zorlaştırması bekleniyor.

May ve Yang, belirli bir kütlenin üzerindeki ilkel bir kara deliği elektrik enerjisi üretecek şekilde yeniden oluşturup yeniden yükleyebileceklerini buldular. Atom büyüklüğünde ve 10 kütleli bir kara delik¹⁵ Ve 10¹⁸ Kilogramlar, yüklü parçacıklarla doldurulduğunda bu enerjiyi üretebilmelidir.

Araştırmacıların hesaplamalarına göre bir kara delik, giriş kütlesinin maksimum %25’ini enerjiye dönüştürebiliyor. Bu yüzde 25’lik bir verimlilik oranıdır. Piyasada satılan çoğu güneş panelinin bir verimlilik derecesi vardır Yüzde 23’ten az.

Ekip ayrıca bir kara deliğin nükleer reaktöre benzer bir verime sahip olabileceğini de belirledi. Denklemleri, ilkel kara deliğin yakınında kara deliğin kütlesinin %25’inin olduğunu gösterdi. Alfa parçacığıRadyoaktif bozunma sonucu oluşan kinetik enerjiye dönüştürülebilir.

Aslında test edebileceğimiz bir şey değil. Orada olduklarından emin olsak bile, ilkel bir kara deliği bırakın kontrol altına almayı ve yakalamayı bile başaramayız. Ancak analiz, üzerinde düşünülmesi gereken bazı ilginç yiyeceklerin kapısını açıyor.

Ekip, özellikle kara delik reaktör modelinin, karanlık madde için önerilen kütle aralığına girdiğini söylüyor; bu da, buzdolaplarımıza güç sağlamak için evrendeki en gizemli madde formlarından birini kullanabileceğimize dair ilgi çekici olasılığı artırıyor.

Araştırmanın şu tarihte yayınlanması planlanıyor: Fiziksel inceleme dve şu adreste mevcuttur: arXiv.