承接昨天的话题,小编今天想和大家聊一聊提取黑洞转动能量的两种方法,一种当然就是利用彭罗斯机制制成发电机,另一种是俄罗斯物理学家雅可夫·泽尔多维奇于1971年提出的,蒂博·舒茨,命名为“超辐射”机制。,
黑洞发电机
有的人可能会非常惊讶!不是说人类还需要许多年才能提取到黑洞的能量吗?
请注意我说的是在天体物理的条件下,而并非人为。法国物理学家蒂博·达穆尔深入研究了一个黑洞的表面与一个运动的带电肥皂泡之间的相似性。尤其,黑洞是电的导体,拥有一定的电阻。
因此,当一个旋转黑洞被置于磁场中之时,黑洞就像真正的电动机一样,会产生发电机效应。如同巨型磁铁一般,黑洞充当转子,外部磁场即为定子,它们之间的电磁感应会在黑洞视界上制造环形电流,从而减慢黑洞的转动,并提取一部分能量。这种电流类似于“傅科电流”,也就是涡流电。
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利用发电机效应提取黑洞能量的有利条件可能集中存在于某些天体物理过程中,比如伽马射线暴或藏在有巨型黑洞的星系核里。
但是,对于真正想要求解黑洞与外部磁场相互作用问题的天体物理学家来说,这种方法没有实用价值。
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黑洞激光
我们知道,原子里电子轨道的能量是量子化的(不连续的,一份一份的),也就是说,只能提取某些“离散值”,而不能连续变化。根据能量最低原理,正常原子里的电子总是更倾向于占有较低能级的轨道。因此,处在高能级的电子会自发地发射一个光子,跃迁到低能级,而且光子的频率也就正比于两个能级的能量只差,可根据E=hv计算。这就是所谓的“自发发射”
相反,如果一个原子被适当频率的电磁波“照射”,电子会从低能级跃迁到高能级。电磁波被原子吸收了一部分,出射波的能量也会变弱。现在,我们可以设想一个适当制备好的原子,其中的大多数电子已经占有较高的能级。与之前的“自发发射”不同,此时的入射电磁波只能导致从高能级到低能级的跃迁,我们称之为“受激发射”。在这个过程中,出射波获得的能量增强。爱因斯坦在1916年发现的这个机制就是激光的工作原理。
黑洞动力学的发展已经把我们带到“经典”世界与“量子”世界的交汇处。这一路上,人们发现黑洞不再是乍看之下的那种了无生气的引力阱,它被赋予了全新的性质。
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