هل من الممكن استخراج الطاقة من الثقب الأسود؟ / آدم براون

إذا أرادت أي حضارة مستقبلية استخراج الطاقة من الثقب الأسود، فإن الخطوة الأولى ستكون بناء مصعد فضائي يخالف قوانين الفيزياء. 

سيأتي يوم وتموت الشمس. سوف يحترق الوقود الذي يغذي تفاعلات الاندماج النووي، وسوف تبرد السماء، وإذا نجت الأرض على الإطلاق، فسوف تُلقى البشرية في شتاء أبدي. إذا رغب أحفادنا في البقاء على قيد الحياة، فسوف يضطرون إلى اتخاذ ترتيبات بديلة. أولاً، سوف يستنزفون موارد الأرض، ثم النظام الشمسي، وأخيراً كل النجوم في كل المجرات في الكون المرئي. ومع القضاء على جميع مصادر الاحتراق، فلا شك أنهم سيضعون أنظارهم على المصدر الوحيد المتبقي للطاقة: الثقوب السوداء. فهل سيتمكنون من جمع هذه الطاقة منهم وإنقاذ الحضارة؟

لدي أخبار سيئة: هذا البرنامج لن يعمل. وتكمن أسباب ذلك في فيزياء الكيانات الغريبة مثل الأوتار الكمومية والجهاز الشهير الذي يفضله كتاب الخيال العلمي: المصعد الفضائي.

أمل زائف
في ظاهر الأمر، يبدو أن استخراج الطاقة (أو أي شيء آخر) من الثقب الأسود مهمة مستحيلة. ففي نهاية المطاف، الثقوب السوداء محاطة بما يسمى "أفق الحدث"، وهو غلاف كروي لا عودة منه، وداخله يصبح مجال الجاذبية لا نهائيا. أي شيء يجد نفسه داخل هذه القوقعة، فإن مصيره محدد. ولذلك، فإن أي جهاز يحاول القضاء على الثقب الأسود وإطلاق طاقته، سوف يدمر نفسه ذاتيًا، ويبتلعه الثقب الأسود مع مشغله سيئ الحظ. إن القنبلة التي يتم إلقاؤها في الحفرة لن تدمرها فحسب، بل ستوسعها أيضًا بمقدار يساوي كتلة القنبلة. ما يدخل إلى الثقب الأسود لا يخرج أبدًا: لا الكويكبات، ولا الصواريخ، ولا حتى الضوء.

على الأقل هذا ما اعتدنا على التفكير فيه. ومع ذلك، فجأة، في مقال يعتبر بالنسبة لي هو المقال الأكثر إثارة للصدمة والبهجة على الإطلاق في تاريخ الفيزياء، أظهر ستيفن هوكينج في عام 1974 أننا كنا مخطئين. أظهر هوكينج، استنادًا إلى أفكار سابقة ابتكرها جاكوب د. بيكنشتاين، الذي يعمل حاليًا في الجامعة العبرية في القدس، أن الثقوب السوداء تتسرب منها كميات صغيرة من الإشعاع. ستظل تموت إذا وقعت، ولكن على الرغم من أنك لن تخرج أبدًا، فإن طاقتك ستهرب في النهاية. هذه أخبار جيدة لأولئك الذين يطمحون إلى استخراج الطاقة من الثقوب السوداء في المستقبل: يمكن للطاقة الهروب.

السبب وراء هروب الطاقة يكمن في عالم ميكانيكا الكم المخادع. إحدى الظواهر المميزة لفيزياء الكم هي إمكانية مرور جسيم عبر نفق، أي المرور عبر عوائق لا يمكن عبورها بدون ميكانيكا الكم. قد يظهر أحيانًا جسيم يتدحرج نحو حاجز مرتفع على الجانب الآخر. لا تجرب هذا في المنزل: إذا اصطدمت بنفسك بالحائط، فمن غير المرجح أن تتجسد من جديد دون خدش على الجانب الآخر. لكن من الأرجح أن تمر الجسيمات المجهرية عبر النفق.

النفق الكمي هو ما يسمح لجسيمات ألفا (نوى الهيليوم) بالهروب من فكي نواة اليورانيوم المشع، والنفق الكمي هو ما يسمح لـ "إشعاع هوكينج" بالتسرب من الثقب الأسود. تهرب الجسيمات من مجال الجاذبية اللانهائي لأفق الحدث، ليس عن طريق الاصطدام بالجدران، بل عن طريق حفر الأنفاق عبرها. (بالطبع، لم يسبق لأحد أن رأى ثقبًا أسودًا يتسرب، لكن هذا يمثل تضمينًا رياضيًا مقنعًا لتطبيق ميكانيكا الكم على الزمكان المنحني بحيث لا يشكك فيه أحد).

وبما أن السود يتسربون، يمكننا أن نأمل في امتصاص طاقتهم. لكن الشيطان يكمن في التفاصيل. ومهما حاولنا استخراج هذه الطاقة، يبدو أننا نواجه مشاكل.

أحد الأساليب البسيطة هو عدم القيام بأي شيء سوى الانتظار. وبعد وقت كافٍ، سيبعث الثقب الأسود طاقته، فوتونًا بعد فوتون، عائدًا إلى الكون ومباشرةً إلى أحضاننا المنتظرة. ومع كل قطرة من الطاقة تفقدها، سوف يتقلص الثقب الأسود، حتى يضمحل تمامًا في النهاية. وبهذا المعنى، فإن الثقب الأسود يشبه فنجانًا لذيذًا من القهوة، فكل ما يلمس سطحه يتكسر إلى أجزاء بفعل الجاذبية. ومع ذلك، لا تزال هناك طريقة لاستهلاك القهوة القاتلة: انتظر حتى تتبخر، ثم استنشق الأبخرة.

لكن هناك قبض. الانتظار سهل بالفعل، لكنه أيضًا طويل جدًا. الثقوب السوداء خافتة للغاية: ثقب أسود له كتلة الشمس يتوهج عند درجة حرارة 60 نانوكلفن. حتى الثمانينيات لم نكن نعرف حتى كيفية صنع شيء بهذه البرودة في المختبر. الوقت اللازم لتبخر ثقب أسود كتلته كتلة الشمس أكبر بـ 80 مرة من العمر الحالي للكون، وهو وقت طويل بشكل لا يصدق. بشكل عام، عمر الثقب الأسود هو كتلته مرفوعة للأس الثالث، m20. من المحتمل أن يرغب ذريتنا المرتجفة في تسريع الأمور قليلاً.

أحد أسباب التفاؤل بالنسبة لهم هو أنه ليس كل جسيم هوكينج الذي يهرب من أفق الحدث يستمر في الهروب إلى أجل غير مسمى. في الواقع، في الممارسة العملية، لا أحد منهم يفعل ذلك. تقريبًا كل جسيم يمر عبر النفق ويعبر أفق الحدث يستعيده مجال الجاذبية ويُجبر على العودة إلى حضن الثقب الأسود. إذا تمكنا بطريقة ما من إزاحة هذه الفوتونات من قبضة الثقب الأسود، واستخراجها من براثنه بعد أن تهرب من الأفق ولكن قبل أن يتم الاستيلاء عليها مرة أخرى، فقد نكون قادرين على حصد طاقة الثقوب السوداء بسرعة أكبر.

لفهم كيف يمكننا تحرير هذه الفوتونات، يجب أن نبدأ بفحص القوى القصوى التي تعمل بالقرب من الثقب الأسود. السبب وراء استعادة معظم الجسيمات هو أن هذه الجسيمات لا يتم إخراجها في خط مستقيم. تخيل أنك تقوم بإسقاط شعاع ليزر خارج أفق الحدث مباشرة. يجب أن تهدف بشكل مستقيم حتى يهرب الضوء؛ كلما اقتربت من الأفق، كلما كان عليك التصويب بعناية أكبر. إن مجال الجاذبية قوي جدًا لدرجة أنه حتى لو انحرفت عن الوضع العمودي بخيط كامل، فإن الضوء سوف ينحني ويعود للداخل.

حقيقة أن سرعة الدوران يمكن أن تضعف عملية هروب الجسيم قد تبدو غريبة. ففي نهاية المطاف، فإن السرعة الدائرية هي بالضبط ما يبقي محطة الفضاء الدولية عاليا: فهي تزودها بالتنافر الطارد المركزي الذي يقاوم الجاذبية. ومع ذلك، إذا اقتربت كثيرًا من الثقب الأسود، فسيتم عكس الوضع: ستؤدي سرعة الدوران إلى تأخير عمليات الهروب. وهذه الظاهرة هي نتيجة للنظرية النسبية العامة التي تنص على أن كل الكتلة وكل الطاقة تخضع لتأثير الجاذبية. ليس فقط الكتلة الساكنة للجسم ولكن أيضًا طاقته الحركية الدورانية. بالقرب من الثقب الأسود (أو بشكل أكثر دقة، على مسافة أقل من نصف قطر أفق الحدث)، تكون جاذبية الطاقة الحركية الدورانية أقوى من التنافر الطارد المركزي. من نصف القطر هذا فصاعدًا، كلما زادت السرعة الزاوية للجسيم، سوف يسقط بشكل أسرع.

ومعنى هذه الظاهرة هو أنك إذا قمت بتدلي نفسك ببطء نحو أفق الثقب الأسود، فسوف تشعر بالحرارة الشديدة خلال وقت قصير. لن يقتصر الأمر على الفوتونات التي تمكنت من الهروب إلى اللانهاية مثل إشعاع هوكينج، بل أيضًا الفوتونات التي لن تنجح أبدًا في المهمة. يمتلك الثقب الأسود "جوًا حراريًا": كلما اقتربت من أفق الحدث، ارتفعت درجة الحرارة. هذه الحرارة تحمل الطاقة.

إن حقيقة وجود طاقة مخزنة خارج أفق الحدث قد أدت إلى ظهور اقتراح عبقري مفاده أنه يمكننا "ضخ" طاقة الثقب الأسود عن طريق "الوصول" والاستيلاء على الغلاف الجوي الحراري وإخراجه. خذ صندوقًا بالقرب من أفق الثقب الأسود، دون عبوره، املأ الصندوق بالغاز الساخن ثم اسحبه للخارج. بعض المحتوى سوف يهرب دون مساعدة، مثل إشعاع هوكينج الطبيعي، لكن إذا لم نتدخل، فإن معظم الغاز سيعود للسقوط مرة أخرى. (بمجرد خروج هذا الغاز من المنطقة القريبة من أفق الحدث، فمن السهل نسبيًا نقله بقية الطريق إلى الأرض: ما عليك سوى تحميله على صاروخ وإعادته إلى المنزل، أو تحويل الغاز إلى ليزر وإطلاقه خلف.)

تشبه هذه الإستراتيجية النفخ في كوب القهوة اللذيذ ولكنه خطير. وبدون مساعدة خارجية، فإن معظم بخار الماء المنطلق سيعود مرة أخرى إلى الكوب، ولكن النفخ على السطح يزيل البخار المتسرب حديثًا قبل أن تتاح له الفرصة لاستعادته. الفرضية هي أننا إذا نزعنا غلافه الحراري من ثقب أسود، فيمكننا أن نبتلع الثقب بسرعة في فترة زمنية ليست في حدود م3، وهو الوقت اللازم لتبخر الثقب، ولكن بمعدل أسرع بكثير ، من أمر م.

لكن في عملي الأخير، بينت أن هذه الفرضية خاطئة. المشكلة لا تنشأ من الأفكار النبيلة حول ميكانيكا الكم أو الجاذبية الكمومية. إنه ينبع من الاعتبار الأقل تعقيدًا: لن تتمكن من العثور على حبل قوي بما فيه الكفاية. لضخ الغلاف الجوي الحراري، يجب أن تكون قادرًا على تعليق حبل بالقرب من الثقب الأسود، أو بمعنى آخر تحتاج إلى بناء مصعد فضائي. لكنني اكتشفت أن بناء مصعد فضائي فعال بالقرب من ثقب أسود هو مهمة مستحيلة.

المصعد إلى السماء
المصعد الفضائي (يُطلق عليه أحيانًا خطاف السماء) هو هيكل مستقبلي، اشتهر بواسطة كاتب الخيال العلمي آرثر سي كلارك في كتابه الصادر عام 1979 بعنوان "ينابيع السماء" (المترجم إلى العبرية باسم "ينابيع السماء" - المحررون). تخيل كلارك حبلاً يتدلى من الفضاء الخارجي إلى سطح الأرض. لا يتم الإمساك به عن طريق الدفع من الأسفل (كما يحدث في ناطحات السحاب، حيث يدعم كل طابق الطوابق التي فوقه) ولكن عن طريق السحب من الأعلى (كل قسم من الحبل يدعم القسم الذي تحته). يتم تثبيت الطرف البعيد من الحبل على كتلة كبيرة تدور ببطء بعيدًا عن المسار الثابت بالنسبة للأرض، وهذا هو ما يسحب الحبل إلى الخارج ويبقي العمل معلقًا على الفرامل. يتدلى الطرف القريب من الحبل للأسفل ويصل إلى ما فوق سطح الكوكب مباشرةً، حيث يتوقف. يضمن التوازن بين القوى المختلفة أنه سوف يطفو هناك، كما لو كان بفعل السحر (وكما قال كلارك ذات مرة، لا يمكن تمييز السحر عن التكنولوجيا المتقدمة بما فيه الكفاية).

فكرة هذه التكنولوجيا المتقدمة هي أنه عندما يكون الحبل في مكانه، يكون من الأسهل بكثير نقل الأحمال إلى المسار. لن نحتاج بعد الآن إلى صواريخ خطيرة وغير فعالة وملوثة للبيئة، والتي تطير في الجزء الأول من رحلتها بالوقود بشكل أساسي. وبدلا من ذلك، سوف نقوم بالاتصال بحبل المصعد الكهربائي. عندما لا تزيد التكلفة الحدية لنقل البضائع إلى مدار منخفض فوق الأرض عن تكلفة الكهرباء، فإن سعر وضع كيلوغرام في الفضاء سينخفض ​​من مبلغ عشرات الآلاف من الدولارات التي يحتاجها مكوك الفضاء إلى المبلغ من دولارين. وبالتالي، فهذه رحلة إلى الفضاء بسعر أقل من تذكرة الحافلة.

العوائق التكنولوجية التي تواجه بناء المصعد الفضائي هائلة، وأكبرها إيجاد مادة مناسبة للحبل. يجب أن تكون المادة المثالية قوية وخفيفة. قوي بحيث لا يتمدد أو يتمزق بسبب الالتواء، وخفيف بحيث لا يضع وزنًا كبيرًا على الحبل أعلاه.

الفولاذ ليس قوياً بما فيه الكفاية، ولا حتى قريب. يجب أن يحمل القسم الفولاذي، بالإضافة إلى كل شيء تحته، وزنه الخاص، لذلك يجب أن يكون الكابل أكثر سمكًا كلما ارتفعت. فالفولاذ ثقيل جدًا بالنسبة لقوته، لدرجة أن الكابل بالقرب من الأرض يجب أن يتضاعف سمكه كل بضعة كيلومترات. وقبل وقت طويل من وصوله إلى النقطة الثابتة بالنسبة إلى الأرض، سيكون سميكًا جدًا بحيث لن يكون استخدامه عمليًا.

إن بناء مصعد فضائي حول الأرض باستخدام مواد بناء من القرن التاسع عشر لن ينجح ببساطة. لكن مواد البناء في القرن الحادي والعشرين بدأت بالفعل تظهر علامات واعدة. إن أنابيب الكربون النانوية، وهي عبارة عن أسطوانات طويلة من الكربون مرتبة ذراتها في نمط سداسي يشبه قرص العسل، أقوى بـ 19 مرة من الفولاذ. تعتبر الأنابيب النانوية الكربونية مرشحة ممتازة لبناء مصعد فضائي خارج كوكب الأرض.

ستتكلف هذه العملية عدة مليارات من الدولارات، وستكون أكبر مشروع ضخم قامت به البشرية على الإطلاق، دون أي منافسين، وستتطلب إيجاد طريقة لنسج الأنابيب النانوية في خيوط يبلغ طولها عشرات الآلاف من الكيلومترات، وستواجه تحديات إضافية. عوائق. لكن بالنسبة لفيزيائي نظري مثلي، بمجرد أن تقرر أن بعض الهياكل لا تنتهك من حيث المبدأ قوانين الفيزياء المعروفة، فإن كل شيء آخر هو مجرد مشكلة هندسية. (وبموجب نفس المبدأ، فإن مشكلة بناء مفاعل الاندماج النووي قد تم "حلها" بالفعل، على الرغم من الغياب الواضح لمثل هذه المفاعلات التي توفر الطاقة للبشرية، باستثناء استثناء واحد ملحوظ - الشمس).

مصعد الثقب الأسود

وبطبيعة الحال، فإن المشكلة أكثر صعوبة حول الثقب الأسود. فمجال الجاذبية أقوى، ومحاولة التكيف مع المهمة التي تعمل حول الأرض محكوم عليها بالانهيار السخيف على أرض الواقع.
يمكن إثبات أنه حتى لو استخدمنا القوة المذهلة لأنابيب الكربون النانوية، فإن المصعد الفضائي المفترض الذي يصل بالقرب من أفق الحدث لثقب أسود يجب أن يكون إما رقيقًا جدًا بالقرب من الثقب الأسود بحيث يمكن لفوتون هوكينج واحد أن يكسره، أو سميك جدًا بعيدًا عن الثقب الأسود لدرجة أن الحبل نفسه سينهار تحت تأثير جاذبيته ويصبح ثقبًا أسود جديدًا.

هذه القيود تستبعد إمكانية وجود أنابيب الكربون النانوية. ولكن كما جاء العصر الحديدي بعد العصر البرونزي، وكما ستحل أنابيب الكربون النانوية محل الفولاذ يومًا ما، كذلك يمكننا أن نتوقع من علماء المواد أن يخترعوا مواد أقوى وأخف وزنًا. والحقيقة أنه ليس مستحيلا. لكن هذه العملية لا يمكن أن تستمر إلى الأبد. هناك حد لهذه العملية، حد للهندسة، حد للنسبة بين قوة الشد والوزن في أي مادة معينة، حد تحدده قوانين الطبيعة نفسها. هذه النهاية هي نتيجة مفاجئة لصيغة ألبرت أينشتاين الشهيرة E=mc2.

يعني الشد في الحبل مقدار الطاقة التي يتعين عليك استثمارها لجعله أطول: كلما كان الحبل مشدودًا، زادت الطاقة المطلوبة لتمديده. يتمتع الشريط المطاطي بالمرونة لأنه من أجل تمديده، هناك حاجة إلى استثمار الطاقة لإعادة ترتيب جزيئاته: عندما يكون من السهل تنظيم الجزيئات (أي لا يتطلب ذلك الكثير من الطاقة)، ​​تكون المرونة صغيرة؛ عندما تكون تكلفة الطاقة في المنظمة مرتفعة، يكون التوتر مرتفعا. ولكن بدلاً من بذل الطاقة في إعادة ترتيب أقسام الحبال الموجودة، يمكننا دائمًا إنشاء قسم حبل جديد ولصقه حتى النهاية. إن التكلفة الطاقة لمد حبل بهذه الطريقة تساوي الطاقة الموجودة في كتلة قطعة الحبل الجديدة، ويتم حسابها باستخدام الصيغة: E=mc2، أي الكتلة (م) لقطعة الحبل الجديدة مرات سرعة الضوء مربعة (c2).

هذه طريقة مكلفة جدًا لتمديد الحبل، ولكنها أيضًا طريقة آمنة. فهو يوفر حاجزًا أعلى لتكلفة الطاقة اللازمة لتمديد الحبل، كما أنه على أية حال يضع حدًا لشد الحبل. لا يمكن أن يكون التوتر أبدًا أعلى من الكتلة لكل وحدة طول مضروبة في c2. (قد تعتقد أن حبلين مضفرين سيكونان أقوى بمرتين من حبل واحد. لكنهما سيكونان أيضًا أثقل بمرتين، وبالتالي لا يحسنان نسبة القوة إلى الوزن.)

وهذا الحد الأساسي لقوة المواد يترك مجالًا كبيرًا للتقدم التكنولوجي. وهذا الحد أقوى بمئات المليارات من المرات من الفولاذ، وحتى عندما نأخذ الوزن في الاعتبار، فهو أقوى بمئات الملايين من المرات من أنابيب الكربون النانوية. ومع ذلك، فهذا يعني أننا لا نستطيع تحسين موادنا بلا حدود. وكما أن جهودنا لدفع أنفسنا بشكل أسرع فأسرع يجب أن تتوقف عند سرعة الضوء، فإن جهودنا لبناء مواد أقوى وأقوى يجب أن تتوقف عند E=mc2.
هناك مادة واحدة افتراضية للحبل تصل إلى هذا الحد بالضبط، أي أقوى ما يمكن أن تكون عليه أي مادة. ولم يتم ملاحظة هذه المادة مطلقًا في المختبر، ويشكك بعض علماء الفيزياء في وجودها، لكن آخرين كرسوا حياتهم للبحث عنها. وعلى الرغم من أنه لم يسبق لأحد أن رأى أقوى حبل في الطبيعة، إلا أنه يحمل اسمًا بالفعل: الخيط. يأمل الأشخاص الذين يدرسون الأوتار، أصحاب نظرية الأوتار، أن يكتشفوا أنها اللبنات الأساسية للمادة. لأغراضنا، لا يهم مدى أهمية الأوتار، ما يهم هو قوتها.
الأوتار قوية. على قطعة حبل مصنوعة من خيوط، طولها ووزنها مثل رباط الحذاء، يمكنك تعليق جبل إيفرست. تتطلب أصعب التحديات الهندسية استخدام أقوى المواد، لذا إذا أردنا بناء مصعد فضائي حول ثقب أسود، فإن أفضل فرصة لدينا هي استخدام الخيوط. عندما تفشل أنابيب الكربون النانوية، قد تنجح الأوتار الأولية. إذا كانت هناك مادة يمكنها القيام بذلك، فهذه المادة هي الأوتار. على العكس من ذلك، إذا لم تتمكن الأوتار من ذلك، فإن الثقوب السوداء ليست في خطر.
اتضح أنه على الرغم من أن الأوتار قوية، إلا أنها ليست قوية بما فيه الكفاية. في الواقع، تمكنوا من الانزلاق مباشرة على حافة القوة الكافية. لو كانت أقوى قليلاً، لكان من السهل بناء مصعد فضائي حتى حول الثقب الأسود؛ ولو كانوا أضعف قليلا، لكان المشروع ميؤوسا منه، لأن الخيط نفسه سوف ينقطع تحت ثقله. الأوتار موجودة على الحافة مباشرةً، لأنه في حين أن الحبل المصنوع من الخيوط المتدلية نحو سطح الثقب الأسود قوي بالفعل بما يكفي لتحمل وزنه، إلا أنه لم يعد لديه أي قوة لدعم الحمولة الموجودة على المصعد. يمكن للحبل أن يدعم نفسه، ولكن لتحقيق ذلك علينا أن نتخلى عن الصندوق.

وهذا هو ما يحمي الثقوب السوداء من التجول حولها. إن قوانين الطبيعة نفسها تحد من مواد البناء لدينا، وهذا يعني أنه في حين أن الحبل يمكن أن يصل إلى الجو الحراري المضغوط للثقب الأسود، فإنه لا يستطيع سرقته بشكل فعال. وبما أن قوة الوتر محدودة تمامًا، فيمكننا استخراج كمية محدودة من الطاقة من الغلاف الجوي الرفيع والعالي باستخدام وتر أقصر.

ومع ذلك، فإن هذه القائمة الهزيلة وغير الكافية ليست أفضل بكثير من الانتظار: فعمر الثقب الأسود سيبقى في حدود m3، وهو نفس الترتيب من حيث الحجم مثل عمر التبخر المستقل. إذا قمنا بمطاردة الفوتونات الضالة هنا وهناك، فقد نكون قادرين على تقصير عمر الثقب الأسود بمقدار صغير، لكننا لن نكون قادرين على الحصول على الضخ الصناعي اللازم لإطعام حضارة جائعة.

في حالة الثقوب السوداء، فإن سرعة الضوء المحدودة تعيق خطواتنا بشكل متكرر. وبما أننا لا نستطيع السفر بسرعة أكبر من سرعة الضوء، فلا يمكننا الهروب من أفق الحدث للثقب الأسود. نظرًا لأننا لا نستطيع استخلاص طاقة من الوقود أكثر من mc2، فنحن محكوم علينا بالتحديق في الثقوب السوداء بعيون داكنة. وبما أن الحبل لن يكون أبدًا أقوى من مربع سرعة الضوء في كتلته لكل وحدة طول، فلا يمكننا ابتلاع محتويات الثقب.

عندما ينتهي الصيف على الشمس، سنعيش في شتاء أبدي. قد نرغب في الحصول على مخزونات هائلة من الطاقة في الغلاف الجوي الحراري للثقب الأسود، لكن محاولة الحصول عليها قد تكلفنا غاليًا. إذا وصلنا عميقًا جدًا، أو بلهفة شديدة، فبدلاً من أن يسرق صندوقنا إشعاع الثقب الأسود، فإن الثقب الأسود هو الذي سيسرق منا صندوقنا. شتاء بارد ينتظرنا.

عن المؤلف
آدم براون عالم فيزياء نظرية في جامعة ستانفورد. عندما لا يفكر في الثقوب السوداء، فهو يفكر في الانفجار الكبير وفقاعات العدم.

باختصار
عندما تموت الشمس بعد بضعة مليارات من السنين، سيتعين على البشرية أن تجد مصدرًا جديدًا للطاقة من أجل البقاء. أحد المرشحين يمكن أن يكون الثقوب السوداء المليئة بالطاقة.
تقترح تجربة فكرية استخدام فكرة من عالم الخيال العلمي، وهي مصعد فضائي، "لضخ" الإشعاع الحراري من الثقب الأسود.
سيستخدم المصعد الفضائي الصندوق المتصل بالحبل المتدلي لأسفل بالقرب من أفق الحدث للثقب الأسود لجمع الإشعاع من هناك. ومع ذلك، فقد اتضح أنه حتى أقوى مادة في الكون، وهي الوتر الأولي، لن توفر لنا حبلًا يمكنه تحمل قوة الجاذبية الهائلة عند أفق الحدث للثقب الأسود.
المزيد عن هذا الموضوع
ينابيع الجنة. آرثر سي كلارك، ترجمة: عمر نيبو. أوديسي للنشر، 2006.
تسارع الإشعاع والقانون الثاني المعمم للديناميكا الحرارية. William G. Unruh وRobert M. Wald في Physical Review D، Vol. 25، لا. 4، الصفحات 942-958؛ 15 فبراير 1982.
تعرف على المزيد حول أحدث الأبحاث حول المصاعد الفضائية
ScientificAmerican.com/feb2015/brown

تم نشر المقال بإذن من مجلة ساينتفيك أمريكان إسرائيل

المزيد عن الموضوع على موقع العلوم:

مصعد الفضاء ينزل من الحلقة؟

من سيركب المصعد الفضائي؟

تم العثور على مجالات مغناطيسية ضخمة بالقرب من الثقوب السوداء الهائلة في مراكز المجرات
كيف تتشكل الثقوب السوداء؟