Могут ли инопланетяне извлекать энергию из черных дыр с помощью сфер Дайсона?

В одной научной работе объединены две концепции из области астрофизики: Сферы Дайсона и черные дыры. Цивилизация III типа могла бы осуществить подобное.

Что может быть лучше, чем безумная идея из области астрофизики? Две безумные идеи, объединенных вместе.

Как раз это и было сделано в работе, в которой исследуется, как развитая цивилизация может построить сферу Дайсона вокруг черной дыры для извлечения титанического количества энергии. Предположение довольно дикое. Действительно, статья, написанная Т.Я. Сяо и его сотрудниками из Института астрономии на Тайване, подводит нас к самой грани возможного. Поэтому давайте немного разберемся.

сфер, дайсон

Безумная идея №1: Сфера Дайсона

Мы можем начать со сферы Дайсона. Это огромная искусственная оболочка из энергетических коллекторов, размещенная вокруг звезды, чтобы собрать весь ее световой поток. Физик-теоретик Фримен Дайсон предложил эту идею в начале 1960-х годов. Когда астрофизик Николай Кардашев позже разработал шкалу для классификации продвинутых инопланетян на основе их способности собирать энергию, он использовал сферу Дайсона как признак цивилизации второго типа. 

Сегодня мы знаем, что попробуй мы в действительности построить такую гигантскую конструкцию, то она оказалась бы крайне нестабильной и в конечном итоге упала бы на звезду. В наши дни астрономы говорят не о сфере, а о роях Дайсона – плотных массивах орбитальных коллекторов энергии. Рой Дайсона вокруг Солнца, собирающий большую часть его энергии, даст мощность, измеряемую триллионами и триллионами ватт.

сфер, дайсон

Безумная идея №2: Черные дыры

Далее следуют черные дыры, которые гораздо более известны и изучены. Тем не менее, давайте опишем их. Черная дыра образуется, когда достаточно большое скопление массы собирается вместе в достаточно малом пространстве. При подходящих условиях самогравитация материи подавляет все остальное, что приводит к коллапсу в то, что мы называем сингулярностью – где вся масса собирается в одну геометрическую точку. (Нам очень нужна теория квантовой гравитации, чтобы действительно понять, что происходит в сингулярности). Черная дыра состоит из этой сингулярности и ее горизонта событий, который является просто поверхностью невозврата черной дыры. Всё, что пересекает горизонт событий, навсегда исчезает из нашей Вселенной. Куда? Мы не знаем.

Объединение идей

Итак, у нас есть две супер странные идеи. Первая описывает огромные, размером с половину солнечную систему, машины, окружающие звезду и построенные сверхразвитой цивилизацией для сбора энергии. Вторая описывает невозможно плотные регионы пространства и времени, окруженные границами, которые отделяют их внутреннее пространство от остального космоса. Теперь давайте соединим их вместе так же, как это сделали Сяо и другие.

Первый вопрос, который вы, вероятно, зададите, – как можно получить какую-либо энергию из черной дыры?  В конце концов, разве черные дыры не поглощают все, что попадает в горизонт событий, включая свет?

Ответ довольно прост. 

сфер, дайсон

В то время как материя и энергия, которые попадают за горизонт событий, теряются. Но то, что еще не втянулось в дыру, начинает излучать мощную энергию перед тем, как исчезнуть в никуда. Сяо и его команда сначала подумали о черных дырах со звездной массой, которые образуют бинарную систему с обычной звездой. В таких парах черная дыра оттягивает материал от обычной звезды. Затем этот материал образует вихревой диск газа, известный как аккреционный диск, который вращается по спирали вокруг черной дыры и в конце концов проходит через горизонт событий.

Аккреционный диск довольно горячий. Он излучает много энергии. Пока горячий материал остается перед горизонтом событий сингулярности, он может излучать энергию, которая уходит в космос. Аккреционные диски также регулярно производят высокоэнергетические струи, или “джеты”, плазмы, которые устремляются прочь от диска и Черной дыры со скоростью, близкой к скорости света.

Сяо и команда рассмотрели возможность создания сферы Дайсона вокруг такой бинарной системы. Очевидно, что это требует довольно невообразимо продвинутой астрономической техники. Создание сферы Дайсона вокруг любой звезды требует очень развитых возможностей. Вам, вероятно, пришлось бы перерабатывать целые планеты, чтобы получить необходимое количество материала. А построить такую сферу в экстремальных условиях вокруг бинарной системы с черной дырой будет еще сложнее, особенно если вы хотите получить энергию от джетов.

Мечтайте по-крупному

Но представьте себе, что вы действительно сможете построить сферу Дайсона для черной дыры. Она будет производить гораздо больше энергии, чем даже обычная сфера Дайсона. Результаты, конечно, зависят от предположений, заложенных в модель, но эта конструкция могла бы собирать от сотен до десятков тысяч раз больше энергии. Таким образом, всего лишь одна сфера Дайсона с черной дырой может поставить построивших ее существ на путь превращения в цивилизацию III типа, способную собирать энергию, эквивалентную энергии целой галактики.

Очевидно, что все это – чистейшие домыслы. Возможно, других цивилизаций, продвинутых или не очень, вообще не существует. И даже если другие цивилизации существуют, то технологии, необходимые для создания сфер Дайсона, могут быть невозможны в реальности. Однако самое интересное, что астрофизика позволяет представить, что угодно. Если мы хотим мечтать, то нам надо мечтать по-крупному.

Читайте также: Вот как звучит сверхмассивная черная дыра

1 комментарий к “Могут ли инопланетяне извлекать энергию из черных дыр с помощью сфер Дайсона?”