黑洞是强大的引力引擎。所以你可能会想，只要有机会，一定有办法从它们身上提取能量，你是对的。当然，我们可以利用黑洞吸积盘和喷流的所有热量和动能，但即使你拥有的只是真空中的黑洞，你仍然可以从称为彭罗斯过程的技巧中提取能量。
它由罗杰·彭罗斯(RogerPenrose)于1971年首次提出，是一种从黑洞提取旋转能的方法。它使用一种称为帧拖动的效果，其中旋转体扭曲附近的空间，从而使落向该体的物体沿着旋转路径被轻微拖动。我们在地球附近观察到了这种效应，尽管它很小。在旋转的黑洞附近，影响可能是巨大的。其强度如此之大，以至于在被称为能层的区域内，物体可以在黑洞周围以比自由空间中的光速更大的速度被拖动。
粗略地说，彭罗斯过程就是飞入快速旋转的黑洞的能层，然后向黑洞释放一点质量或辐射。由此产生的旋转踢使你远离黑洞的速度比你接近黑洞的速度要快。你获得的额外能量可以通过减慢黑洞的旋转来平衡。这个过程理论上最多可以提取黑洞质量能量的20%，这是一个巨大的数字。相比之下，将氢聚变成氦仅产生约1%的质量能。
当然，理论物理学家永远不会满足。如果你可以从黑洞中提取20%的质量能量，为什么不能提取更多呢?这是最近发布到arXiv预印本服务器上的一篇论文的焦点，但应该指出的是，它关注的是比我们在宇宙中看到的更抽象的黑洞概念。
简单的黑洞可以用三件事来表征：质量、旋转和电荷。我们观察到的黑洞有前两个，但由于物质是电中性的，所以没有第三个。本文重点关注带电黑洞。宇宙也在膨胀，可以通过爱因斯坦方程的解(称为德西特空间)来粗略地描述。它描述了一个具有正宇宙学常数的空宇宙。
反德西特空间(AdS)是一个具有负宇宙学常数的宇宙。尽管AdS不描述宇宙，但它允许一些理论家喜欢的数学技巧，因此它经常被用来探索广义相对论的极限。本文专门研究了反德西特空间中的带电黑洞。
尽管这项研究完全是假设性的，但它作为“假设”场景很有趣。作者没有从黑洞的旋转中提取能量，而是研究如何利用巴尼亚多斯-丝绸-西(BSW)效应通过粒子衰变来提取能量。使用某种电磁或物理限制镜，粒子可以在事件视界附近来回反射，从黑洞获取能量，直到它们衰变成可用能量。
正如作者所表明的，这个想法的问题在于，这可能会导致失控效应，即粒子能量在反馈中放大粒子能量，从而导致所谓的黑洞炸弹。因此，如果您发现自己在反德西特宇宙中的带电黑洞附近建造了一座发电厂，请小心行事。
但更有趣的是，作者还研究了空荡荡的反德西特宇宙中带电黑洞的情况。在这种情况下，能量也会从黑洞中提取。时空结构本身将充当一种禁闭室，而不是镜子。因此带电黑洞会自行释放能量。它类似于霍金辐射，但在这种情况下，它不依赖于量子引力。作者还发现这个案例不会导致黑洞炸弹。
如前所述，这些都不适用于宇宙中真正的黑洞。据我们所知，彭罗斯过程是我们真正能做到的最好的过程。但这样的研究很有用，因为它们揭示了空间和时间的基本性质。现在我们知道，即使在我们只能想象的奇怪的反宇宙中，黑洞也可以随着时间的推移释放能量。
标签：
免责声明：本文由用户上传，如有侵权请联系删除！