Wenn eine Rasse weit genug fortgeschritten wäre, um den Weltraum zu kolonisieren und zwischen Galaxien zu reisen, wäre es ihnen dann möglich, ein Schwarzes Loch auf irgendeine Weise zu nutzen, um Energie für die riesigen Schiffe zu erzeugen, die zur Kolonisierung weit entfernter Galaxien benötigt werden?
Wenn ja, wie würde es gemacht werden und wäre es den Aufwand wert, das benötigte Gerät zu konstruieren?
Die Nutzung von Energie aus Schwarzen Löchern, die normalerweise als Penrose-Prozess bekannt ist, weil Roger Penrose entwickelt hat, wie es theoretisch funktionieren könnte.
Der Penrose-Prozess (auch Penrose-Mechanismus genannt) ist ein von Roger Penrose theoretisierter Prozess, bei dem Energie aus einem rotierenden Schwarzen Loch extrahiert werden kann. 1Diese Extraktion wird ermöglicht, weil sich die Rotationsenergie des Schwarzen Lochs nicht innerhalb des Ereignishorizonts des Schwarzen Lochs befindet, sondern außerhalb davon in einer Region der Kerr-Raumzeit, die Ergosphäre genannt wird, eine Region, in der sich ein Teilchen notwendigerweise befindet angetrieben in lokomotiver Gleichzeitigkeit mit der rotierenden Raumzeit. Alle Objekte in der Ergosphäre werden von einer rotierenden Raumzeit mitgerissen. Dabei tritt ein Materieklumpen in die Ergosphäre des Schwarzen Lochs ein, und sobald er in die Ergosphäre eintritt, wird er in zwei Teile gespalten. Der Impuls der beiden Materiestücke kann so angeordnet werden, dass ein Stück ins Unendliche entweicht, während das andere über den äußeren Ereignishorizont hinaus in das Loch fällt. Das austretende Materiestück kann möglicherweise eine größere Masse-Energie haben als das ursprünglich einfallende Materiestück, während das einfallende Stück negative Massenenergie hat. Zusammenfassend führt der Prozess zu einer Verringerung des Drehimpulses des Schwarzen Lochs, und diese Verringerung entspricht einer Energieübertragung, bei der der verlorene Impuls in extrahierte Energie umgewandelt wird.
Der maximal mögliche Energiegewinn für ein einzelnes Teilchen durch diesen Prozess beträgt 20,7 %.[3] Der Prozess gehorcht den Gesetzen der Mechanik von Schwarzen Löchern. Eine Folge dieser Gesetze ist, dass das Schwarze Loch, wenn der Prozess wiederholt durchgeführt wird, schließlich seinen gesamten Drehimpuls verlieren kann und zu einem nicht rotierenden, dh einem Schwarzschild-Schwarzen Loch wird. In diesem Fall beträgt die theoretische maximale Energie, die einem Schwarzen Loch entnommen werden kann, 29 % seiner ursprünglichen Masse.[4] Größere Wirkungsgrade sind für geladene rotierende Schwarze Löcher möglich.[5]
Eine ähnliche Frage wurde auf dem Physics Stack Exchange How would a black hole power plant work gestellt . Es hat zwei Antworten, die sich mit der Gewinnung von Rotationsenergie und der Verwendung eines Schwarzen Lochs als Raumschiff-Triebwerk befassen (eine Idee, deren Zeit noch nicht genau gekommen ist).
Die einfache Antwort ist ja, kleine Menschen haben theoretische Mechanismen entwickelt, um Energie aus Schwarzen Löchern zu extrahieren. Der Rest ist reine Technik.
Die Time Lords von Doctor Who tun genau das, um genug Kraft für Zeitreisen zu haben. Hier ist ein Lesestart: http://tardis.wikia.com/wiki/Eye_of_Harmony Um genauer zu sein, nutzen sie die Energie eines Sterns, der kurz davor steht, ein Schwarzes Loch zu werden.
An der Stelle von mehr Wissenschaft und weniger Fiktion müssen Sie „alles“ tun, die Hawking-Strahlung des Schwarzen Lochs zu nutzen.
Hier sind einige theoretische Überlegungen zum Antrieb eines Raumschiffs mit einem Schwarzen Loch.
JDługosz