每日最新頭條.有趣資訊

異類光黑洞引擎可達72%光速,開創人類文明大未來!

超越太陽系

上個月,美國宇航局(NASA)正式宣布,旅行者2號探測器已飛出太陽系,進入星際空間。這是人類歷史上第二艘進入星際空間的飛行器,第一艘也是NASA的探測器,同樣在1977年發射的旅行者1號。兩艘旅行者號飛行四十年後,相繼掙脫太陽系的籠藩,進入星際空間,無疑是人類歷史上革命性的事件。

然而,假如我們站在上帝的視角,超越太陽系之外來看這兩艘飛船,我們就會發現,人類的革命性成果顯得多麽的渺小。假如太空中的太陽系是一個足球的話,旅行者1號和2號才剛剛離開足球(直徑0.223米)表面;假如它們的目標是離我們最近的恆星系,比鄰星所在的半人馬座三合星的話,這三顆互繞運行的恆星還在100米之外的球場那一端!

即使如此,我們也等待了一個人的半生,才看到人類製造的最快飛船飛出太陽系這個足球的表面,如果沒有更快的交通工具,人類將永遠被束縛在宇宙狹小的籠子裡,對外面的世界一無所知。

那麽,有什麽力量可以讓我們逃脫這一籠藩,開創人類文明的大未來呢?

這就是理論上勉強可行的庫格伯裡茲(kugelblitz)黑洞引擎星艦。

傳統黑洞

傳統的黑洞是物質密集型的,密集到會形成一個事件視界,連光都無法逃脫它的引力範圍。這種黑洞的烹調過程其實是這樣的,先是有一大團的氫氣,品質達我們太陽的25倍,聚集在一起後點燃核聚變,將內部的氫轉化成氦;數百萬年後,氫燒得差不多了,又點燃氦聚變,將氦轉化成碳和氧;之後這些元素又開始融合成其它元素,速度越來越快,最後融合成鐵元素。鐵不能通過融合產生能量,恆星內部不再有熱量補充,無法再抵禦強大的引力,因而迅速向內坍縮並反彈,發生超新星爆炸,將外殼炸掉,內部的物質則墜入奇點,形成一個數倍於太陽品質的完美黑洞。

當然,還有一些菜單可以製造黑洞,比如宇宙膨脹初期密度很大的區域直接坍縮成黑洞,中子星合並形成黑洞等。

然而這些黑洞實在太危險,我們恐怕還沒有能力捕獲它們來為我們的宇宙飛船燒“鍋爐”。

kugelblitz黑洞引擎

在你的心目中可能有這樣一個根深蒂固的概念,黑洞是大量物質抵禦不住引力坍縮而形成的。但愛因斯坦有一個著名的質能公式,E=mc^2,意味著品質和能量是等價的,品質是鎖定在某種範圍內的能量,萬有引力對品質和能量具有同樣的影響。既然物質坍縮可以形成黑洞,那麽能量能不能直接形成黑洞呢?這就是我們的kugelblitz黑洞引擎!

kugelblitz是德語球狀閃電的意思,在天文學上指由光或者說異塵餘生,而不是物質製造的黑洞。光沒有品質,但有能量,理論上可以將足夠多的異塵餘生聚集到微小的空間中形成一個事件視界,這個空間引力是如此之大,以致沒有任何物質和能量能從中逃脫,於是kugelblitz黑洞便誕生了。

這個想法美妙而優雅,我們可以開發一種能夠發射最強形式能量——伽馬射線的雷射器,精確地將它們聚焦在一個非常準確的空間點上,就可以生成一個kugelblitz黑洞。

黑洞引擎原理

kugelblitz黑洞之所以能夠用作引擎的燃料,是因為霍金異塵餘生的存在。一個太陽品質的黑洞,表面溫度極低,要10^67年才能完全蒸發掉;而越小的黑洞,表面溫度越高,霍金異塵餘生越強,蒸發得越快,比如歐洲的大型強子對撞機,假如製造出黑洞的話,在極短的時間裡就會哧溜一聲蒸發掉,不會對我們造成威脅。要把黑洞的霍金異塵餘生作為引擎能量來源,我們需要精心烹調,製作一個能量輸出和壽命平衡的黑洞。比如一個直徑100億億分之一米(10^-18米,比原子、質子、中子還小,和電子、誇克差不多大)的黑洞,其壽命大約為5年,可以異塵餘生出12.9億億KW的能量,我們只需要把它放到一個拋物面反射鏡的焦點處,就可利用源源不斷異塵餘生出來的能量推動黑洞引擎前進了。根據2015年貝勒大學Jeffrey Lee的計算,使用這種引擎,我們可以將飛船速度推進到光速的72%!

好了,到離我們最近的恆星系終於只需要幾年的時間了!

數學瓦解

但是,文章的開始我就說了,這種黑洞引擎只在理論上勉強可行,這就意味著它還存在理論上的問題。這個問題就是,要製造這樣的黑洞,雷射器的單個脈衝就需要太陽十分之一秒產生的能量;即使我們未來能夠做到,其溫度也將超過普朗克溫度,即1.416808×10^32開爾文!

這已經超出我們對物理學的理解了,在這一溫度下,所有用於物理定律的數學都已經瓦解了,我們無從知道會發生什麽事情。就像有人問,如果乘著飛船以光速前進會發生什麽?沒有人知道會發生什麽,因為物理定律在這種情況下已經崩潰,我們無法科學地準確說出會發生什麽。

所以,kugelblitz黑洞引擎星艦能不能帶我們遨遊時空,現在還是一個問題。

參考:http://t.cn/EGp9imz,維基百科相關詞條

作者公眾號:xudewen028

獲得更多的PTT最新消息
按讚加入粉絲團