科技风云
来源:本報綜合報導
這個被命名為NGC1277的黑洞有著170億倍個太陽大的體積。它位於遙遠的、2億光年以外的一個星系。
先進的外星文明將不可避免的面臨指數級的能源需求增長以滿足不斷增長人口的需要。他們將不得不殖民附近的行星和小行星以獲取新的生存空間。但是除此之外他們還有其他的能源選擇嗎?
一種可能的想法是“戴森球”,也就是一種包裹住一顆恒星並汲取其大部分能量的球體。然而這將是一項驚人的大工程,甚至將牽涉到解體衛星和小行星這樣的任務,這樣的規模是讓人難以想像的。
天體物理學家們很清楚,宇宙中的終極能源將是黑洞,尤其是那些“食物充足”的超大品質黑洞。這些黑洞的品質一般都相當於太陽的數十億倍,它們發出的劇烈光芒甚至能穿越整個宇宙。這些黑洞的巨大引力場允許實現完全的質能轉換,這是最高效率的產能方式。而它們深邃的引力勢阱則可以鎖住足夠多的能量,不讓其隨意逃逸。
而對於一個高度發達的技術文明社會,他們或許將能夠研製出電池大小的人造黑洞用於日常生活。美國堪薩斯州立大學的路易斯・克萊恩(Louis Crane)和肖恩・威斯慕蘭(Shawn Westmoreland)的計算顯示一個100萬噸品質級別的黑洞,其直徑不到一個原子半徑大小,這樣的一個黑洞在一年內便可以被製造出來。
這也就是說,如果一個高度發達的技術文明首先建造覆蓋整個亞利桑那州大小的太陽能板並獲取足夠建造一個黑洞的能量,那麼這一巨型太陽能帆板系統將會產生一個巨大的伽馬射線束,並最終形成一個輻射圈,通過其自身引力場獲取能量,然後便陷入塌縮----一個黑洞出現了!
正如科幻作家亞瑟・克拉克(Arthur C. Clarke)在其科幻小說“地球帝國”中所描述的那樣,要想製造這種黑洞機器,你將需要用到一整個小行星。一旦外星文明社會建成了他們的第一個黑洞,他們就會利用這一黑洞的原始能量來製造任何數量的子黑洞,並將其作為額外的發電站。
這種電站包括一個亞原子尺度的外圈,其產生的能量將用於驅動熱電機。甚至這些高級技術文明社會可能會開發出伽馬射線太陽能電池,它可以直接從這些黑洞產生的輻射中獲取能量。
有了這種上帝般的能源在手,對於這樣一個外星帝國而言,星際飛行將會變成家常便飯。克萊恩和威斯慕蘭寫道:“這樣一個文明擁有的能源供應將會變得不可思議地充裕。他們將可以隨心所欲的改造整個星系。”
相比大量的反物質,黑洞更加安全,操作起來也相對容易一些,而反物質到目前為止一直是人類所設想的未來星際飛船候選能源之一。要想束縛住反物質是一個很大的問題。和反物質不同,黑洞會自我圈閉。另外,使用黑洞驅動所消耗的能量將比達成相同目的但使用反物質驅動少數百萬倍。
有很多方法可以提取出束縛於亞原子尺度黑洞中的能量來用於星際驅動。從這些微型黑洞中發出的高能輻射可以被收集起來,轉化為電子和正電子對。這些粒子對最後會由磁力線引導,直接導入飛船的准直噴流之中用於驅動飛船前行。但是這些用於驅動星際飛行的黑洞必須能在整個星際航行期間持續功能,這就意味著它們不能太快蒸發耗盡。這樣的黑洞的品質必須在飛船載荷的可承受範圍之內,但是又必須能夠產生足夠強大的推進力以便將飛船加速至一個合理的光速比值。
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