Crne rupe kao izvor nuklearne energije

Crne rupe se nalaze među najmisterioznijim objektima u svemiru, a doživljavamo ih kao regije prostor-vremena u kojima je velika masa zbijena u malu točku čija je gravitacijska akceleracija ili sila toliko jaka da ju ništa, niti čestice pa čak niti elektromagnetska radijacija poput svjetlosti ne može napustiti.

Drugim riječima, kada biste se našli u prevelikoj blizini crne rupe vaša sudbina bi bila zapečaćena jer bi vas doslovce prožvakala i progutala.

Međutim, teoretski fizičari vjeruju da u svemiru postoje i takozvane primordijalne crne rupe koje mogu biti prostorno sićušne, sve do subatomskih veličina.

Dvojica kineskih znanstvenika Zhan-Feng Mai i Run-Qiu Yang sa Sveučilišta Tianjin u Kini objavili su studiju u kojoj sugeriraju da bismo malene crne rupe mogli koristiti kao izvore nuklearne energije.

Njihovi izračuni otkrivaju da bi ti ultragusti objekti mogli raditi kao punjive baterije i nuklearni reaktori, dajući energiju na razini gigaelektronvolta.

Smatra se da su primordijalne crne rupe nastale iz prevelike gustoće u primordijalnoj plazmi koja je ispunila svemir nakon Velikog praska. Ne znamo postoje li primordijalne crne rupe ili ne, ali ako postoje, otvaraju mnogo mogućnosti. Jedna je tamna tvar, za koju se primordijalne crne rupe smatraju privlačnim kandidatom, a sada se čini da bismo mogli na neki način iskoristiti te hipotetske rupice u prostor-vremenu.

"Baterija pretvara neelektričnu energiju u električnu. Nuklearni reaktor koristi snagu nuklearnih reakcija za proizvodnju energije. A mala crna rupa teoretski bi mogla učiniti oboje", tvrde Mai i Yang.

"Uzimajući u obzir činjenicu da crna rupa ima izuzetno jaku gravitacijsku silu, postavlja se zanimljivo pitanje. Gledajući barem teoretski, možemo li iskoristiti gravitacijsku silu crnih rupa za proizvodnju električne energije, odnosno iskoristiti crne rupe kao baterije?", pišu kineski znanstvenici u svojem radu u kojem tvrde da teoretski Schwarzschildovu crnu rupu možemo koristiti kao punjivu bateriju.

Glavni problem s minijaturnim crnim rupama je Hawkingovo zračenje. To je masa koju crna rupa gubi zbog interakcije između horizonta događaja crne rupe i kvantnih polja u njezinoj blizini. Što je crna rupa manja, to se brže gubi masa putem Hawkingovog zračenja. Ako je crna rupa dovoljno mala, relativno brzo će potpuno ispariti. Također se očekuje da mala crna rupa vrlo brzo proguta materiju, što bi otežalo izvlačenje bilo čega iz prostora oko nje.

Mai i Yang su shvatili da mogu nadopuniti i ponovno napuniti prvobitnu crnu rupu iznad određene mase na takav način da proizvodi električnu energiju. Crna rupa veličine atoma s masom između 10 na 15 i 10 na 18 kilograma trebala bi moći proizvesti ovu energiju kada se napuni nabijenim česticama.

Najviše, izračunali su istraživači, crna rupa može pretvoriti 25 posto ulazne mase u energiju. To je stopa učinkovitosti od 25 posto. Većina komercijalno dostupnih solarnih panela ima stopu učinkovitosti ispod 23 posto .

Tim je također utvrdio da crna rupa može postići sličnu učinkovitost kao nuklearni reaktor. Njihove jednadžbe pokazale su da se u blizini primordijalne crne rupe 25 posto mase alfa čestica, proizvedenih radioaktivnim raspadom, može pretvoriti u kinetičku energiju.

Nažalost, ovu teoriju ćemo jako teško moći testirati u stvarnosti jer čak i kada bismo pronašli neku primordijalnu crnu rupu, ne bismo je mogli jednostavno zgrabiti, a kamoli zadržati i kontrolirati, no ova analiza otvara zanimljivu temu za razmišljanje.

Studiju kineskih znanstvenika možete pronaći na ovoj poveznici.