想得真美？ 科學家打算利用「微型黑洞」作為核能源
在最新的物理研究中，科學家提出了一個令人驚奇的想法：利用微小黑洞作為核能源。天津大學的物理學家麥展峰和楊潤秋提出，這些密度極高的天體理論上可以作為可充電電池和核反應堆，提供高達千兆電子伏特的能量。
這種能量實際上並非來自黑洞內部，而是來自它周圍——宇宙中已知的最強重力集中區域。目前的宇宙觀認為，宇宙充滿了黑洞，但它們通常不容易被發現。已知的黑洞質量範圍從太陽質量的五倍到數百億倍太陽質量。
除了恆星質量的黑洞外，還有一類理論上的黑洞——原初黑洞（primordial black hole），它們可能非常小，甚至達到亞原子大小。這類黑洞被認為是在大爆炸後的原始等離子體中由於過密度而形成。
科學家一直在探索原始黑洞的可能存在，並認為它們可能是解釋暗物質的有力候選者。如今，這些假設性的時空痕跡似乎還可能以某種方式被利用。
可轉換25%的輸入質量 尚須克服霍金輻射
麥和楊認為，理論上，微小黑洞既可以作為電池也可以作為核反應堆。他們在研究論文中提出，我們可以利用黑洞極強的引力來產生電能，即利用黑洞作為電池。
然而，非常小的黑洞存在一個問題：「霍金輻射」。這是由於黑洞事件視界和其附近的量子場相互作用而導致黑洞質量損失的現象。黑洞越小，通過霍金輻射損失質量的速度越快。如果黑洞足夠小，它會相對快速地完全蒸發掉。
小黑洞也預期會迅速吞噬物質，這將使從其周圍提取任何物質變得困難。麥和楊計算出他們可以以某種方式補充，並重新充電質量在1015到1018公斤之間的原始黑洞，以便在補充帶電粒子時產生電能。
他們的計算顯示，這種黑洞最多可以將25%的輸入質量轉化為能量，即25%的效率。大多數商業太陽能板的效率低於23%。
團隊還確定了黑洞可以達到與核反應堆相似的效率。他們的方程式顯示，在原始黑洞附近，由放射性衰變產生的α粒子的25%質量可以轉化為動能。
這項研究不僅挑戰了我們對於黑洞的傳統認識，更開啟了一個全新的探索領域，讓我們對於如何利用極端天體物理現象來為人類的能源需求提供解決方案有了更深的理解。特別是這項模型所提出的黑洞反應堆模式，正好落在暗物質擬定的質量範圍內，這讓科學們不禁思考：人們或許能夠利用宇宙中最神秘的物質形式之一來為我們的日常生活提供動力。這項研究已刊登在線上期刊《arXiv》。
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首圖來源：DALL.E
圖片來源：ESA cc By4.0
參考論文：
1.Using black holes as rechargeable batteries and nuclear reactors arXiv
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