[图]外星文明能将黑洞作为能源吗?困扰半个世纪的理论近日被证实

2020年06月25日 16:46 次阅读 稿源:cnBeta.COM 条评论

外星文明可以将黑洞作为能源吗?这个困扰了半个世纪的理论,近日被格拉斯哥大学的科学家证实了。尽管此前科学家都认为这一现象超出了人类工程的测试范围,不过研究人员利用声波对这一现象进行了实验。

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20 世纪 70 年代播出的《神秘博士》剧集中,就有将黑洞作为能源的想法。1969 年,英国物理学家罗杰·彭罗斯(Roger Penrose)在探索尚处于理论阶段的黑洞特性时,就发现了黑洞有个实际应用--如果你恰好是超级先进的外星生物种族成员。

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彭罗斯理论认为,如果你把一个物体降低到黑洞事件地平线的外围区域,它必须以光速运动才能保持静止。当它被降低时,它获得了负能量。简单来说,外星生命可以从黑洞中“借用”力量。

彭罗斯认为,聪明的一点是,如果再将物体一分为二,一半落入黑洞,另一半回收,那么,反冲力会使这些负能量损失一部分,而回收的一半会从黑洞的旋转中获得能量。毋庸置疑,搞黑洞会涉及到梦幻般的工程,所以只有高度发达的文明才有机会完成这样的工程。

在 Marion Cromb 的带领下,格拉斯哥大学物理和天文学学院的一支科学团队采用一点横向思维。他们推理,为什么不使用扭曲的光,而使用扭曲的声音,它的工作频率要低得多,围绕着它可以设计出一个实验,实际上我们这些单纯的人类也可以建造。

他们所做的是设置一个小环形扬声器来制造扭曲的声波。然后将这些声波对准一个由泡沫圆盘制成的旋转吸音器。同时,圆盘后面的传声器测量声波通过旋转速度越来越快的圆盘后的频率和振幅,看看旋转的多普勒效应是否会与彭罗斯和泽尔多维奇的理论相吻合。

Cromb 表示:

多普勒效应的线性版本是大多数人所熟悉的,因为救护车警报器的音调在接近听众时出现上升,但在驶离时下降的现象。它之所以出现上升,是因为声波在救护车接近时到达听者的频率较高,然后在救护车经过时频率较低。

旋转多普勒效应也是类似的,但这种效应仅限于一个圆形空间。当从旋转表面的角度测量时,扭曲的声波会改变其音调。如果表面旋转的速度足够快,那么声音频率就会做一些非常奇怪的事情--它可以从一个正频率变成一个负频率,并以此从表面的旋转中窃取一些能量。

我们在实验过程中听到的东西非常特别。随着自转速度的增加,声波的频率正在被多普勒转移到零。当声音再次开始回升时,是因为声波已经从正频率转移到了负频率。这些负频波能够从旋转的泡沫盘中获取部分能量,在这个过程中变得更响亮--就像 Zel'dovich 在 1971 年提出的那样。

论文地址:https://www.nature.com/articles/s41567-020-0944-3#:~:text=Amplification%20of%20waves%20from%20a%20rotating%20absorber%20as%20predicted%20by,as%20a%20result%20of%20the

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