作者:哥伦比亚大学卡拉·康托 接近事件视界的等离子体即将被旋转的黑洞吞噬
信用:经典和量子引力，2015
经国际出版公司许可复制 爱因斯坦的广义相对论——连接空间、时间和重力的理论——的一个显著预测是，旋转的黑洞有大量的能量可供利用
在过去的50年里，科学家们试图找到释放这种力量的方法
诺贝尔物理学家罗杰·彭罗斯的理论是，粒子分解可以从黑洞中吸取能量；斯蒂芬·霍金提出黑洞可以通过量子力学发射释放能量；罗杰·布兰德福德和罗曼·兹纳切克提出电磁转矩是能量提取的主要手段
现在，在发表在《物理评论D》杂志上的一项研究中，哥伦比亚大学的物理学家卢卡·科米索和智利阿道夫·依班娜大学的费利佩·阿森约发现了一种从黑洞中提取能量的新方法，这种方法是通过打破和重新加入事件视界附近的磁场线来实现的，在这个点上，任何东西，甚至光，都无法逃脱黑洞的引力
“黑洞通常被携带磁场的热等离子体粒子‘汤’所包围，”哥伦比亚大学的研究科学家、该研究的第一作者卢卡·科米索说
“我们的理论表明，当磁力线以正确的方式断开和重新连接时，它们可以将等离子体粒子加速到负能量，并可以提取大量黑洞能量
" 科米索说，这一发现可以让天文学家更好地估计黑洞的旋转，驱动黑洞的能量发射，甚至可以为先进文明的需求提供能源
科米索和阿森约建立了他们的理论，前提是磁场的重新连接在两个不同的方向上加速等离子体粒子
一个等离子体流被推向黑洞的自旋，而另一个被推向自旋的方向，可以逃脱黑洞的控制，如果黑洞吞噬的等离子体具有负能量，黑洞就会释放能量
“就像一个人可以通过吃含负热量的糖果来减肥，”科米索说，他解释说，本质上黑洞通过吃负能量粒子来损失能量
“这听起来可能很奇怪，”他说，“但它可能发生在一个叫做麦角球的区域，在那里时空连续体旋转得如此之快，以至于每个物体都在与黑洞相同的方向上旋转
" 在麦角球内部，磁重联是如此极端，以至于等离子体粒子被加速到接近光速的速度
阿道夫·伊瓦涅斯大学的物理学教授、该研究的合著者阿森约解释说，被捕获和逃逸的等离子流之间的高相对速度使得所提出的过程能够从黑洞中提取大量能量
阿森约说:“我们计算出等离子体激发的过程可以达到150%的效率，远远高于地球上运行的任何发电厂。”
“达到100%以上的效率是可能的，因为黑洞会泄漏能量，这些能量会被从黑洞中逃逸出来的等离子体免费释放出去
" 科米索和阿森约设想的能量提取过程可能已经在大量黑洞中运行
这可能是导致黑洞耀斑的原因——可以从地球上探测到的强大辐射爆发
阿森约说:“我们对黑洞附近如何发生磁场重联的了解越来越多，这对于指导我们解释当前和未来的黑洞望远镜观测(如事件视界望远镜观测)可能至关重要。”
虽然这听起来像科幻小说，但从黑洞中挖掘能量可能是我们未来能源需求的答案
科米索说:“几千年或几百万年后，人类可能能够在黑洞周围生存，而不需要利用恒星的能量。”
“这本质上是一个技术问题
如果我们看看物理学，没有什么能阻止它
" 这项名为“磁重联作为从旋转黑洞中提取能量的机制”的研究是由美国国家科学基金会的宇宙之窗计划、美国国家航空航天局和智利国家科技发展基金资助的
国家科学基金会的项目主任维亚切斯拉夫·卢金说，该基金会的目标是在EHT等设施的前沿观测基础上推动新的理论工作，将理论物理学和观测天文学结合在一起
卢金说:“我们期待着把看似深奥的黑洞天体物理学研究转化为实际应用。”
“这项工作中讨论的想法和概念真的很吸引人，”国家科学基金会的项目主任维亚切斯拉夫·卢金说
他说，国家科学基金会旨在促进基于前沿观测的新理论努力，将理论物理和观测天文学聚集在一个屋檐下
“我们期待着将黑洞天体物理学看似深奥的研究转化为实际应用，”他补充道
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