Οι υπολογισμοί τους διαπιστώνουν ότι αυτά τα υπερπυκνά αντικείμενα θα μπορούσαν να λειτουργήσουν ως επαναφορτιζόμενες μπαταρίες και πυρηνικοί αντιδραστήρες, παρέχοντας ενέργεια στην κλίμακα των gigaelectronvolts.
Στην πραγματικότητα, η ενέργεια που εξάγεται δεν προέρχεται από το εσωτερικό της μαύρης τρύπας, αλλά ακριβώς έξω από αυτήν: που αναφέρεται ότι υπάρχουν οι ισχυρότερες γνωστές συγκεντρώσεις βαρύτητας στο Σύμπαν.
Το Σύμπαν μας πιστεύεται ότι είναι γεμάτο με μαύρες τρύπες, αλλά δεν είναι πάντα εύκολο να εντοπιστούν. Αυτό που έχουν βρει οι επιστήμονες υποδηλώνει ότι αυτά τα μυστηριώδη αντικείμενα κυμαίνονται σε μάζα από περίπου πέντε φορές τη μάζα του Ήλιου έως δεκάδες δισεκατομμύρια ηλιακές μάζες.
Αλλά υπάρχει μια άλλη κατηγορία βάρους μαύρης τρύπας – θεωρητικά, τουλάχιστον. Αυτές είναι οι αρχέγονες μαύρες τρύπες και μπορεί να είναι χωρικά μικροσκοπικές, μέχρι να έχουν ακόμα και υποατομικά μεγέθη.
Εκεί όπου σχηματίζονται μαύρες τρύπες αστρικής μάζας από τους κατεστραμμένους πυρήνες τεράστιων νεκρών αστεριών, οι αρχέγονες μαύρες τρύπες πιστεύεται ότι σχηματίστηκαν από υπερπυκνότητες στο αρχέγονο πλάσμα που γέμισε το Σύμπαν μετά τη Μεγάλη Έκρηξη .
Οι επιστήμονες δεν ξέρουν αν υπάρχουν ή όχι αρχέγονες μαύρες τρύπες, αλλά, όπως αναφέρεται, αν υπάρχουν, ανοίγουν πολλές πιθανότητες. Η μία είναι η σκοτεινή ύλη, για την οποία οι αρχέγονες μαύρες τρύπες έχουν θεωρηθεί από τους επιστήμονες πιθανοί υποψήφιοι.
Τώρα επιστήμονες ισχυρίζονται ότι μπορεί να είμαστε σε θέση να αξιοποιήσουμε αυτά τα υποθετικά “λακκάκια” στον χωροχρόνο με κάποιο τρόπο.
Μια μπαταρία μετατρέπει τη μη ηλεκτρική ενέργεια σε ηλεκτρική. Ένας πυρηνικός αντιδραστήρας αξιοποιεί τη δύναμη των πυρηνικών αντιδράσεων για την παραγωγή ενέργειας. Και μια μικροσκοπική μαύρη τρύπα, υποστηρίζουν οι Mai και Yang, θα μπορούσε θεωρητικά να κάνει και τα δύο.
«Λαμβάνοντας υπόψη το γεγονός ότι η μαύρη τρύπα έχει εξαιρετικά ισχυρή βαρυτική δύναμη, προκύπτει ένα ενδιαφέρον ερώτημα: τουλάχιστον θεωρητικά, θα μπορούσαμε να χρησιμοποιήσουμε τη βαρυτική δύναμη των μαύρων οπών για να δημιουργήσουμε ηλεκτρική ενέργεια, δηλαδή να χρησιμοποιήσουμε τις μαύρες τρύπες ως μπαταρίες; » γράφουν στην εργασία τους.
«Σε αυτό το άρθρο, υποστηρίζουμε θεωρητικά ότι μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε μια μαύρη τρύπα Schwarzschild ως επαναφορτιζόμενη μπαταρία».
Τώρα, υπάρχει ένα πρόβλημα με πολύ μικρές μαύρες τρύπες: Η ακτινοβολία Hawking. Αυτή είναι η μάζα χάνεται από μια μαύρη τρύπα λόγω της αλληλεπίδρασης μεταξύ του ορίζοντα γεγονότων της μαύρης τρύπας και των κβαντικών πεδίων που βρίσκονται κοντά της. Όσο μικρότερη είναι η μαύρη τρύπα, τόσο πιο γρήγορα η μάζα χάνεται μέσω της ακτινοβολίας Hawking. Εάν μια μαύρη τρύπα είναι αρκετά μικρή, θα εξατμιστεί τελείως σχετικά γρήγορα.
Μια μικρή μαύρη τρύπα αναμένεται επίσης να καταπιεί την ύλη πολύ γρήγορα, κάτι που θα δυσκόλευε να εξαχθεί οτιδήποτε από τον χώρο γύρω της.
Ο Μάι και ο Γιανγκ κατάλαβαν ότι μπορούσαν να αναπληρώσουν και να επαναφορτίσουν μια αρχέγονη μαύρη τρύπα πάνω από μια συγκεκριμένη μάζα με τέτοιο τρόπο ώστε να παράγει ηλεκτρική ενέργεια. Μια μαύρη τρύπα μεγέθους ατόμου με μάζα μεταξύ 1015 και 1018 kilograms θα πρέπει να μπορεί να παράγει αυτήν την ενέργεια όταν αναπληρώνεται με φορτισμένα σωματίδια.
Στο μέγιστο, υπολόγισαν οι ερευνητές, η μαύρη τρύπα μπορεί να μετατρέψει το 25 τοις εκατό της εισερχόμενης μάζας σε ενέργεια. Αυτό είναι ένα ποσοστό απόδοσης 25 τοις εκατό. Τα περισσότερα ηλιακά πάνελ που διατίθενται στο εμπόριο έχουν ποσοστό απόδοσης κάτω από 23 τοις εκατό .
Η ομάδα προσδιόρισε επίσης ότι μια μαύρη τρύπα θα μπορούσε να έχει παρόμοια απόδοση με έναν πυρηνικό αντιδραστήρα. Οι εξισώσεις τους έδειξαν ότι, κοντά σε μια αρχέγονη μαύρη τρύπα, το 25 τοις εκατό της μάζας ενός σωματιδίου άλφα, που παράγεται από ραδιενεργό διάσπαση, μπορεί να μετατραπεί σε κινητική ενέργεια.
Δεν είναι πραγματικά κάτι που θα μπορέσουμε να δοκιμάσουμε. Ακόμα κι αν γνωρίζαμε με βεβαιότητα ότι ήταν εκεί έξω, δεν θα μπορούσαμε απλώς να πάμε να αρπάξουμε μια αρχέγονη μαύρη τρύπα, πόσο μάλλον να την περιορίσουμε και να την ελέγξουμε. Αλλά η ανάλυση ανοίγει μερικά ενδιαφέροντα θέματα, όπως αναφέρεται.
Συγκεκριμένα, η ομάδα λέει ότι το μοντέλο του αντιδραστήρα της μαύρης τρύπας βρίσκεται ακριβώς μέσα στο εύρος μάζας που προτείνεται για τη σκοτεινή ύλη – δημιουργώντας όπως ισχυρίζονται οι επιστήμονες, την πιθανότητα ότι θα μπορούσαμε, ίσως, να αξιοποιήσουμε μια από τις πιο μυστηριώδεις μορφές ύλης στο Σύμπαν για να τροφοδοτήσει τις ηλεκτρικές συσκευές μας.
Η έρευνα πρόκειται να δημοσιευθεί στο Physical Review D και είναι διαθέσιμη στο arXiv .
(photo: pixabay)
