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宇宙学家如何检验有关黑洞的理论?

编辑:网友投稿来源:互联网整理更新时间:2022-02-12 08:27:38

从黑洞角动量中提取能量的理论过程已经在声波上进行了测试。彭罗斯超辐射机制从旋转黑洞中提取能量涉及到将其角动量转换成可用能量。能层是旋转黑洞周围具有特殊性质的区域。如果我们扔向一个黑洞,它裂成两半而能层,一部分将落入黑洞,但另一个就会被额外的能量,它将从黑洞中获益,从而失去一些角动量或使它稍微缓慢旋转。

我们可以不用抛掷物体,而是利用旋转成螺旋状的光,使其具有角动量。当这些扭曲的波撞击黑洞时,它们会发生多普勒位移。这和救护车警报器的作用是一样的。当它接近我们时,它的音调上升,当它经过我们时,它的音调降低。如果黑洞旋转得足够快,散射光波的频率就会下降,变成负值,换句话说,光波就会开始向相反的方向旋转。

正波应该被黑洞吸收,但负波应该被放大,这样它们就应该从黑洞的旋转中提取能量。

宇宙学家如何检验有关黑洞的理论

这个理论是用声波来验证的,因为声波比光波慢得多,中心物体的旋转速度也会慢得多,从而产生这种效应。为了制造扭曲的声波,使用了一圈扬声器,播放相同的声音,但每个扬声器都有一小段延迟。用的不是黑洞,而是一个附在马达上的吸音筒。当泡沫的跨度变慢时,扬声器发出的声音就会变得更安静。当它传播的速度太快以至于多普勒使声波发生位移,声波变成负的,然后声音变得更大,这意味着声音携带了圆柱旋转带来的一些能量。在进行这些实验之前,从黑洞中提取能量的可能性纯属猜测。现在,有了这个新知识,在遥远的未来,我们有可能驾驭黑洞的巨大能量。

我们可以在黑洞周围建造一面镜子,向黑洞发出的光会反射回来,并被额外的能量放大。光波可以以指数形式一次又一次地反射,并产生失控的爆炸效应。一些光可以通过镜子上的孔释放出来,这样整个过程就可以被控制了。这样利用黑洞的能量可以提供无限量的能量。最重要的是,在遥远的未来,当宇宙接近它的热死亡,所有的太阳都已经死亡,这可能是唯一可行的方式获得能源的文明仍将存在。
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