یک راه جدید برای استخراج انرژی از سیاه‌چاله‌ها

تینو – یکتا فراهانی: سیاهچاله ها را می توان به دو روش کلی مشاهده کرد. سیاهچاله های ستاره ای با جرمی بین سه تا ده ها برابر جرم خورشید در سرتاسر کهکشان راه شیری پراکنده شده اند، در حالی که هیولاهای عظیمی با وزن بین 100000 تا میلیاردها جرم خورشید در مراکز اکثر کهکشان های بزرگ از جمله کهکشان ما وجود دارند.

جمع آوری انرژی از سیاهچاله

انرژی را می توان از طریق استفاده از تابش فوق العاده از سیاهچاله برداشت کرد. به این ترتیب، برخی از امواج الکترومغناطیسی یا گرانشی که حامل انرژی بیشتر از انرژی ورودی هستند، به درون سیاهچاله منحرف شده و ابتدا جذب شده و به منبع انرژی قابل استفاده تبدیل می‌شوند.

میدان گرانش

میدان گرانشی یک سیاهچاله در حال چرخش قدرتمند و عجیب است، آنقدر قدرتمند است که زمان و مکان را بازیابی می کند و آنقدر عجیب است که حتی مفاهیم ساده ای مانند حرکت و چرخش را وارونه می کند. درک نحوه عملکرد این مفاهیم دشوار است، اما آنها به ستاره شناسان کمک می کنند تا بفهمند سیاهچاله ها چگونه چنین انرژی عظیمی تولید می کنند. به عنوان مثال، می توانید به مفهوم کشیدن یک فریم فکر کنید.

بیشتر بخوانید:
تاثیر امواج الکترومغناطیسی بر سیستم عصبی
تصاویری که سیاهچاله ها را نشان می دهد

جایی که همه چیز عجیب می شود

سیاهچاله ها زمانی شکل می گیرند که ماده چنان متراکم می شود که فضازمان در افق رویداد آن را احاطه می کند. این بدان معنی است که سیاهچاله ها مانند گذشته اجرام فیزیکی نیستند. این ماده از ماده ساخته نشده است، بلکه توسط اثر گرانشی مکانی که ماده در آن قرار داشته ساخته شده است.
این همچنین در مورد فروپاشی گرانشی مواد در حال چرخش صدق می کند. یعنی وقتی در مورد یک سیاهچاله در حال چرخش صحبت می کنیم، به این معنی است که فضازمان نزدیک سیاهچاله به پژواک گرانشی ماده زمانی چرخان تبدیل می شود. جایی که همه چیز عجیب می شود.

قاب را بکشید

فرض کنید قرار بود توپی را به داخل سیاهچاله پرتاب کنید. بدون پیچ و تاب، فقط یک پرتاب مستقیم به پایین. به جای اینکه در یک خط مستقیم به سمت سیاهچاله بیفتد، مسیر توپ هنگام سقوط به یک مسیر مداری تغییر می کند و با نزدیک شدن به سیاهچاله در اطراف آن حرکت می کند.
این اثر به “کشش قاب” معروف است. بخشی از “چرخش” سیاهچاله به توپ منتقل می شود. حتی اگر توپ در سقوط آزاد باشد. هرچه توپ به سیاهچاله نزدیکتر باشد، تأثیر آن بیشتر است.

میدان مغناطیسی قوی

به گزارش Universetoday، مقاله اخیر در arXiv نشان می دهد که چگونه این اثر می تواند انرژی را از میدان مغناطیسی سیاهچاله به ماده مجاور منتقل کند. سیاهچاله ها اغلب توسط یک دیسک برافزایشی از گاز و غبار یونیزه شده احاطه شده اند. همانطور که ماده موجود در دیسک به دور سیاهچاله می چرخد، می تواند یک میدان مغناطیسی قدرتمند ایجاد کند که می تواند ماده را به طرز باورنکردنی داغ کند. در حالی که بیشتر نیروی تولید شده توسط این میدان مغناطیسی از حرکت مداری ناشی می شود، کشیدن لاستیک می تواند یک ضربه اضافی اضافه کند.

اثر دینامو

میدان مغناطیسی سیاهچاله توسط حرکت جمعی قرص برافزایش ایجاد می شود. اما به لطف کشیدن قاب، داخل دیسک کمی سریعتر از آنچه باید حرکت می کند. در حالی که قسمت بیرونی کمی کندتر حرکت می کند.
این حرکت نسبی بین آنها به این معنی است که ماده یونیزه شده نسبت به میدان مغناطیسی در حال حرکت است و نوعی اثر دینام ایجاد می کند. با کشیدن قاب، سیاهچاله بیش از حد انتظار انرژی الکترومغناطیسی تولید می کند.
در حالی که این اثر برای سیاهچاله‌های با جرم ستاره‌ای کوچک است، اما برای سیاهچاله‌های پرجرم به اندازه‌ای بزرگ است که می‌توانیم آن را در اختروش‌ها از طریق شکاف‌های طیف قدرت آن‌ها ببینیم.