Сегодня мы знаем, каким будет источник энергии будущего…

Источник энергии, который будет обеспечивать потребности нашей цивилизации через тысячи лет, возможно, уже найден.

Это искусственно созданная пространственно-временная сингулярность, более известная как чёрная дыра.

Сегодня мы знаем, каким будет источник энергии будущего...

Если углубиться в теорию, то с точки зрения физики чёрная дыра – это область пространства-времени, обладающая таким экстремальным притяжением, что ни один объект во вселенной (включая фотоны света) не в состоянии преодолеть его; а с квантовой точки зрения – это сингулярность, представляющая собой точку пересечения пространственных и временных координат Вселенной.

Какие именно процессы происходят в сингулярности, науке сегодня не известно. Нет такого математического аппарата, который смог бы описать природу сингулярности. Это как с делением на ноль – результат не может быть определён. Так что мы может только гадать, что это же такое. Возможно, там вообще ничего не происходит и сингулярность является всего-навсего точкой с минимально возможным энергетическим потенциалом, а может быть, в сингулярности возникла своя собственная вселенная с отличающимися от нашей вселенной законами физики… Точного ответа нет.

Сегодня мы знаем, каким будет источник энергии будущего...

Но точно известно одно: чёрная дыра является объектом энергетической природы. Следовательно, её можно искусственно создать и управлять ею.

Такая мысль пришла американскому физику Джону Уилеру, который и придумал термин «чёрная дыра».

Уилер математически обосновал (предположил), что при достаточной концентрации энергии в точке пространства произойдёт зарождение микроскопической чёрной дыры (Кугельблиц-эффект).

Спустя 19 лет, английский учёный Стивен Хокинг разработал теоретическую модель «испарения чёрной дыры», согласно которой из-за квантовых законов физики, а именно из-за квантовых флуктуаций, происходящих вблизи горизонта событий чёрной дыры, происходит потеря её массы. Этот эффект получил название "излучение Хокинга". Дальнейшее развитие этой идеи показало, что в конце концов чёрная дыра должна испариться полностью. Правда на это уйдут триллионы лет, поэтому доподлинно известно, что с момента возникновения нашей вселенной ещё ни одна чёрная дыра не исчезла таким образом.

Читайте также:  16 интересных фактов о вишни

Сегодня мы знаем, каким будет источник энергии будущего...

Вернёмся к теме…

Итак. Квантовые флуктуации вакуума порождают пары "частица-античастица", которые в обычной нашей жизни сразу аннигилируют, и представляют собой виртуальные частицы.

Виртуальные частицы, в свою очередь, представляют собой колебания квантовых полей определённой конфигурации, которые описываются квантовыми характеристиками (спином, орбитальным, магнитным, главным квантовым числом). Виртуальные частицы рождаются и аннигилируют постоянно, практически не взаимодействуя с макромиром. В момент времени, когда они родились, но ещё не аннигилировали, идёт нарушение закона сохранения энергии, который компенсируется взаимодействием с материей нашего мира. Время этого взаимодействия ничтожно мало, но его достаточно, чтобы квантовые флуктуации вакуума (виртуальные частицы) проявляли себя, например, в эффекте Казимира.

Вблизи чёрных дыр также рождаются виртуальные частицы (пары "частица-античастица"), и если рождение пары виртуальных частиц происходит очень близко к горизонту событий, то частицы не успевают аннигилировать, так как одна из них с большой вероятностью окажется внутри горизонта событий, а вторая – снаружи. Нарушение закона сохранения энергии в этом случае будет компенсировано следующим образом: частица, которая оказалась снаружи горизонта событий, реализуется из виртуальной в реальную и станет доступной для наблюдения, а частица за горизонтом событий будет обладать отрицательным эквивалентом энергии, который будет компенсирован энергией чёрной дыры, что в итоге уменьшит её массу.

Сегодня мы знаем, каким будет источник энергии будущего...

Расчёты показывают, что излучение Хокинга состоит преимущественно из фотонов, а чёрная дыра, испаряясь, генерирует электромагнитное излучение.

Математический аппарат по расчёту излучения Хокинга и физических параметров чёрных дыр хорошо сформулирован, и по нему можно рассчитать необходимые нам параметры чёрных дыр для нужд человечества.

Черная дыра размером с протон будет иметь массу в 846 миллионов тонн, а время её активного существования будет в 40-124 раза превышать нынешний возраст вселенной. Мощность электромагнитного излучения (излучения Хокинга) такой чёрной дыры будет около 500 Мегаватт.

Читайте также:  Посвящается всем мужьям

Вроде бы неплохо – с минимального объёма пространства генерировать 500 Мегаватт в секунду на притяжении до 1,6 триллиона лет. Но непрактично.

Пойдём от обратного: какими будут параметры чёрной дыры с временем существования в 1000 лет?

  • Масса – 721257 тонн;
  • Размер – в 1170 раз меньше размеров протона;
  • Мощность излучения – 685 Тераватт.

Вот это уже интереснее, так как мощность излучения такой квантовой черной дыры будет в 36 раз превосходить количество потреблённой энергии всей человеческой цивилизацией в 2019 году.

Чтобы обеспечить годовую потребность в энергии всего человечества сегодня, такой чёрной дыре понадобится около 10 дней времени.

Для стабильного поддержания такой чёрной дыры требуется подпитывать её новой материей, поддерживая тем самым её массу в стабильном состоянии.

Чёрная дыра подобных размеров уже слабо взаимодействует с веществом, поэтому ядра атомов и протоны с нейтронами ей не «скормить». Единственный способ эффективно взаимодействовать — это воздействовать на чёрную дыру потоком электронов/нейтрино, которые по своим размерам как раз подходят для взаимодействия.

Сегодня мы знаем, каким будет источник энергии будущего...

Температура такой чёрной дыры будет около 170 триллионов Кельвинов, потому материя будет раздроблена на составляющие бесструктурные элементы, а электрон как раз является подобной бесструктурной частицей материи.

Использование энергии чёрных дыр посредством излечения Хокинга интересно, прежде всего, как перспективный механизм получения энергии из самого пространства-времени, при котором происходит конвертирование 100% материи в 100% энергии.

Однако вопрос о том, как создать подобную рукотворную чёрную дыру, до сих пор остаётся открытым. Расчёты показывают, что чёрные дыры массой 0,75 массы Земли и диаметром 2,5 миллиметра имеют температуру ниже реликтового излучения вселенной и, соответственно, при своём росте поглощают больше энергии, чем излучают.

Читайте также:  Какой может быть Мультивселенная? [2. Теория струн и 11 измерений]

Нужно создавать именно квантовые чёрные дыры, размеры которых будут в тысячи раз меньше размера протона.

  • Ускоритель частиц для создания стабильной (день активного существования черной дыры) должен быть размером с орбиту Луны.
  • При использовании Кугельблиц-эффекта потребуется одномоментно сосредоточить огромное количество энергии (более 1/10 части от той, что излучает Солнце) в объёме, который в 1000 раз меньше объёма протона. Родившаяся при данных параметрах квантовая чёрная дыра будет иметь срок активного существования в 500 лет.

Наиболее предпочтительной технологией получения квантовой чёрной дыры является сжатие материи гравитационными волнами. В метеорите массой 721257 тонн уже достаточно энергии для появления вышеописанной чёрной дыры, нужно только коллапсировать эту массу с помощью гравитационных волн.

Сегодня мы знаем, каким будет источник энергии будущего...

Ах да, а как же генерировать гравитационные волны и затем управлять ими? Что ж, пока такие технологии нам недоступны. Пока…

————————————————————————————————- https://zen.yandex.ru/dbk

—————————————————————————————————

Другие материала подобной тематики:

  • Когда человечество станет цивилизацией ПЕРВОГО типа по Шкале Кардашёва?
  • Первая Машина времени, была создана еще 20 лет назад
  • Телепортация – Фантастика, ставшая реальностью
  • Реальная фантастика: Искусственная гравитация
  • Реальная фантастика: Путешествия быстрее скорости света
  • Возможно ли создать Силовое Поле как в фантастических фильмах?

================================================================

С информационными источниками, которые использованы в основе публикации, можно ознакомиться в закреплённом комментарии.

Источник

Оцените статью
YouTesla.ru
Добавить комментарий