چرا سیاه چاله ها بهترین راه برای تبدیل جرم به انرژی هستند؟

چرا سیاه چاله ها بهترین راه برای تبدیل جرم به انرژی هستند؟

معادله مشهور آلبرت انیشتین، E=mc^2، کاربردهای بسیاری در فیزیک دارد. ولی شاید مهمترین و اساسی‌ترین فرضیه‌ای که از این معادله استخراج شده، این است که مقدار خیلی کمی از جرم، می‌تواند بی‌نهایت انرژی تولید نماید. متاسفانه همه چیز به این سادگی نیست. در واقعیت، بیرون کشیدن انرژی از یک جرم یا در واقع تبدیل جرم به انرژی بسیار سخت است. روش‌های محدودی برای دست‌یابی به این امر وجود دارد، ولی حتی موثر‌ترین این روش‌ها، مانند شکافت هسته‌ای یا همجوشی (فیوژن) هسته‌ای نیز فقط مقدار اندکی از این انرژی را آزاد می‌کنند (شکافت هسته‌ای ۰.۰۸% و همجوشی هسته‌ای ۷%).

مطلب مرتبط: استیون هاوکینگ: سیاهچاله‌ها دریچه‌ای به جهان دیگر هستند

به غیر از استفاده از ضد ماده، که البته در جهان بسیار نادر و محدود است، موثر‌ترین روش برای استخراج انرژی از جرم، قرار دادن ماده در سیاه چاله است. این سیاه چاله‌ها بسیار کوچک هستند، ولی در عین حال نیروی گرانش آن‌ها به‌طرز باور نکردنی زیاد است. این بدان معنی است که هنگامی که یک شی وارد مدار یک سیاه چاله می‌شود، سرعت آن بیشتر و بیشتر شده و در نهایت به داخل چاله سقوط می‌کند. شهاب سنگی را در نظر بگیرید که در حال وارد شدن به جو زمین است. همزمان با سوختن و افزایش یافتن سرعت، انرژی آن نیز رها می‌شود. حال تصور کنید یک شی که سرعت آن به‌صورت یک تابع نمایی در حال افزایش یافتن است، پیش از آنکه به درون سیاه چاله سقوط کند، انرژی خود را در جهان آزاد می‌کند.

استفاده از این روش با یک سیاه چاله غیر دورانی، ۶% از جرم شی را به انرژی تبدیل می‌کند. ولی می‌توان با بهره‌گیری از سیاه چاله‌های دورانی، این عدد را افزایش داد. در این روش، اشیا می‌توانند پیش از آنکه سقوط کنند، به خط افق بسیار نزدیک شده و حول آن چرخش نمایند. بنابراین میزان رها شدن انرژی تا ۴۲% افزایش پیدا می‌کند.

مطلب مرتبط: چه اتفاقی می افتد اگر انسان در یک سیاهچاله فضایی بیفتد؟

هیچ‌کدام از اینها در روی زمین قابل دست‌یابی نیستند. جایی که ما با استفاده از روش‌های ناکارآمد مانند شکافت هسته‌ای برای آزاد کردن انرژی از ماده استفاده می‌کنیم. ولی شاید برخی از موجودات فرازمینی به این تکنولوژی دست یافته باشند و انرژی مورد نیاز خود را با استفاده از سیاه چاله‌ها تامین کنند.

همچنین بخوانید:

استیون هاوکینگ: با انرژی سیاهچاله‌ها می‌توان برق کل دنیا را تامین کرد

منبع

برای ورود به کانال تلگرام روژان کلیک کنید




پاسخ دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *