Wissenschaftler haben lange darüber nachgedacht, ob aus Schwarzen Löchern Energie gewonnen werden kann. Eine Möglichkeit, die als „Penrose-Prozess“ bezeichnet wird, nutzt die „Ergosphäre“ – das Volumen direkt über dem Ereignishorizont eines rotierenden Schwarzen Lochs, wo die Raumzeit selbst mit der gewaltigen Rotation mitgerissen wird.
Die Physik der Ergosphäre zeigt, dass, wenn eine Masse, die sich dem Ereignishorizont nähert, in zwei Teile zerbrochen wird, so dass ein Teil in das Schwarze Loch fällt, das andere Teil die Ergosphäre mit mehr Energie verlassen könnte, als es ursprünglich hatte. Das Schwarze Loch spendet dieser Masse im Wesentlichen einen Teil seines Drehimpulses und erhöht dadurch seine Energie.
Ein neuer Vorschlag ist, dass Energie aus diesem Prozess nutzbar gemacht werden könnte, indem magnetische Feldlinien in der Ergosphäre gebrochen und neu kombiniert werden. Dies würde dazu führen, dass einfallende Materie auf natürliche Weise in zwei Plasmaströme aufgeteilt wird, von denen einer einen Energieschub vom Schwarzen Loch erhalten würde.
Der Penrose-Prozess könnte auch einem der Teilchen-Antiteilchen-Paare, die manchmal „virtuelle Teilchen“ genannt werden und die „Hawking-Strahlung“ erzeugen, Energie zuführen. Diese Materie- und Antimaterie-Paare werden aufgrund winziger Quantenfluktuationen im Gewebe der Raumzeit ständig erzeugt und zerstört.
Eine andere Möglichkeit, der so genannte „Blandford-Znajek-Prozess“, verwendet ein externes Magnetfeld, um die Rotationsenergie eines rotierenden Schwarzen Lochs zu extrahieren. Hier wirkt das Schwarze Loch wie ein massiver Leiter, der sich im Magnetfeld seiner Akkretionsscheibe dreht. Die magnetischen Feldlinien werden um das Schwarze Loch herumgezogen, wodurch sie Plasmastrahlen in entgegengesetzte Richtungen ausstoßen. Es wird angenommen, dass dies der Prozess ist, der die energiereichen Plasmastrahlen erzeugt, die in „Quaren“ zu sehen sind.
Obwohl die Technik, die für jede dieser Möglichkeiten erforderlich ist, unsere derzeitigen Fähigkeiten bei weitem übersteigt, deutet die Physik darauf hin, dass die Energieerzeugung aus Schwarzen Löchern einen Wirkungsgrad von 150 Prozent erreichen könnte, weit mehr als jede derzeit auf der Erde verwendete Energieerzeugungsmethode.
Weiterlesen:
- Was ist ein Schwarzes Loch und wie haben wir es entdeckt?
- Wenn du einen Magneten hättest, der stark genug wäre, könntest du etwas Magnetisches aus einem Schwarzen Loch ziehen?
- Kurze Fragen und Antworten:Was passiert mit dem Licht, das in ein Schwarzes Loch gesaugt wurde?
- Was ist ein weißes Loch?
Gefragt von:Naomi Sheen, Hull
Um Ihre Fragen einzureichen, senden Sie uns eine E-Mail an [email protected] (vergessen Sie nicht, Ihren Namen und Standort anzugeben)