Чи можна одержати енергію з необертальних чорних дір
Російська
На жаль, цей запис доступний тільки на
Російська.
К сожалению, эта запись доступна только на
Російська.
For the sake of viewer convenience, the content is shown below in the alternative language. You may click the link to switch the active language.
В предыдущих разделах мы познакомились с несколькими способами использования черных дыр в качестве источников энергии. Мы теперь знаем, как можно извлекать «вращательную» энергию черной дыры, знаем, что невозможно уменьшить размер черной дыры. Казалось бы, если черная дыра не вращается (и не обладает «вращательной» энергией), то нельзя и извлечь из нее энергию. Однако это не так: из-под горизонта энергию извлечь нельзя, но черная дыра окружена мощным гравитационным полем, и можно, оказывается, использовать энергию этого поля.
Наиболее «чистым» экспериментом, в котором присутствуют только поля тяготения невращающихся черных дыр, является следующий. Представим себе две не-вращающиеся черные дыры, первоначально находящиеся далеко друг от друга, но движущиеся по прямой навстречу. Вдали от таких черных дыр поля тяготения слабы и подчиняются теории Ньютона. Поэтому две черные дыры, когда они далеки друг от друга, движутся в пространстве подобно двум обычным звездам. Однако постепенно их скорость под действием взаимного тяготения должна увеличиваться, и после достаточного сближения стремительное ускоренное движение черных дыр навстречу друг другу начнет сопровождаться мощным излучением гравитационных волн. Это излучение и есть тот процесс, который помогает извлечь энергию из поля тяготения черных дыр.
Сблизившись, черные дыры сливаются в одну черную дыру (в отличие от деления черной дыры на две процесс слияния возможен!). Масса образовавшейся новой черной дыры будет при этом меньше суммы масс слившихся черных дыр. (Это есть прямое следствие того, что часть энергии унесена гравитационными волнами и новая черная дыра обладает меньшей энергией, а значит, и массой, ибо Е = Мс2). В таком процессе гравитационные волны смогут унести значительную долю суммарной массы сливающихся черных дыр.
В приведенном выше случае, до столкновения и после него, отсутствует что-либо, кроме невращающихся черных дыр, их гравитационных полей и гравитационных волн, излученных в результате столкновения. Эти волны в принципе могут быть уловлены гравитационными антеннами, и их энергия может быть трансформирована в другие виды энергии. Следовательно, можно извлекать энергию и из невращающихся черных дыр, а говоря более точно, из окружающих их гравитационных полей.
В заключение этого раздела подчеркнем, что после слияния двух черных дыр площадь горизонта возникшей новой черной дыры оказывается больше суммы площадей горизонтов двух черных дыр до их слияния. Таким образом, и здесь соблюдается важнейшее свойство, установленное нами в предыдущем параграфе: сумма площадей горизонтов черных дыр никогда не уменьшается.
Черные дыры после своего возникновения являются как бы бездонными пропастями, которые нельзя никак уменьшить, нельзя ничем заполнить и нельзя ничем «заткнуть» — они являются вечными «дырами» в пространстве и времени, способными только увеличиваться за счет падающего в них вещества.
На самом деле, как мы увидим в дальнейшем, все это не столь мрачно. Во-первых, черные дыры, находящиеся в реальных условиях, благодаря своему огромному полю тяготения способны вызвать весьма бурные процессы, а, во-вторых, квантовые процессы (которых мы до сих пор не касались) вносят коррективы в нарисованную здесь картину. Но об этом подробнее будет сказано дальше.