Залізо не може виробляти енергію шляхом злиття, тож у зірки скінчиться паливо, що зробило її зіркою. Її маса сколапсує всередину та відскочить від залізного ядра, створивши наднову. Якщо ви почали з достатньо великої зірки, то більша частина її маси буде зосереджена в такому щільному просторі, що світло не зможе з нього вирватися. Як результат, ви матимете ідеальну чорну діру.
Це класичний, проте далеко не єдиний, спосіб створити чорну діру. Найцікавішим є кугельбліц.
Кугельбліц
Більшість чорних дір зроблені з велетенської кількості речовини, сконцентрованої в невеликому просторі. Та в теорії так може й не бути. Формула E = mc2 говорить нам, що енергія еквівалентна матерії, помноженій на квадрат швидкості світла. Що стосується створення чорних дір, це має три важливих для нас значення:
- маса та енергія еквівалентні,
- маса має велику кількість енергії, поміщену всередині себе,
- а гравітація відноситься до маси та енергії однаково.
Тут і з’являється кугельбліц або в перекладі з німецького “кульова блискавка”. Кугельбіц — це чорна діра, що створена не з матерії, а зі світла (фактично будь-якого виду випромінення). Хоча зірка не має маси, у неї є енергія. І оскільки гравітація відноситься до маси та енергії однаково, в теорії ми можемо сфокусувати достатню кількість випромінення в крихітному просторі та створити горизонт подій.
Зробити кугельбліц можна з допомогою лазеру, що вистрілює гамма-випромінення. Для цього треба просто чітко сфокусувати його на певній точці простору. Однак цей лазер має бути на порядок потужнішим, ніж будь-який з будь-коли досі створених. Один його імпульс мав би виробляти кількість енергії, еквівалентну сонцю приблизно за 1/10 секунди. Такого лазера ми поки що не маємо.
Навіщо нам кугельбліц?
Джеффрі Лі з Університету Бейлор одну зі своїх статей присвятив потенційному практичному використанню кугельбліца. Вона вийшла в 2015 році в журналі “Британське міжпланетне товариство” під назвою “Acceleration of a Schwarschild Kugelblitz Spaceship”. Лі виклав теоретичні основи використання кугельбліца для прискорення космічного корабля.
Для цього нам необхідно було б оточити кугельбліц ще однією гіпотетичною структурою — сферою Дайсона, котра покликана збирати енергію зірок. З допомогою сфери Дайсона ми могли б захопити велетенську кількість енергії, яка виділяється будь-якою чорною дірою в результаті випромінювання Гокінга.
Однак чим більше чорна діра, тим менше випромінювання Гокінга вона має та тим довше існує і навпаки. Тож, нам необхідно було б віднайти баланс між виходом енергії кугельбліца та його часом існування. Й для цього Лі пропонує створити кугельбліц розміром з атмометр (чорна діра розміром з одну квантиліонну метра).
Чорна діра таких розмірів могла б існувати близько 5 років та виробляти 129 петаВатт енергії (129 млрд Ватт). Таке доповнення до максимально ефективного двигуна космічного корабля дозволило б нам досягти 72% швидкості світла, а це зробило б міжзіркові подорожі більш реальними.
Чи зможуть кугельбліци стати в основі двигуна космічного човна майбутнього?
В теорії, так. Однак є велике “але”. Кугельбліци є настільки гарячими, що перевищують температуру Планка (котра складає 142 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 Кельвіна). Через це наше теперішнє розуміння фізики навряд чи зможе передбачити, як вони себе поводитимуть, бо математика, котра використовується для передбачення її законів, не спрацьовує в цьому випадку. Однак завдяки прогресу, можливо, колись нам вдасться подолати це “але”.
Дізнатись більше :
Big Think
|