علوم وتكلنولوجيا وفضاء

الثقوب السوداء يمكن ان تغذي الحضارات الغربية بالطاقة

ايهاب محمد زايد-مصر

يمكن للثقوب السوداء المحاطة بهياكل ضخمة لجمع الطاقة أن تغذي حضارات غريبة. في البرنامج التلفزيوني طويل الأمد Doctor Who ، استمد الفضائيون المعروفون باسم أمراء الوقت قوتهم من قلب الثقب الأسود الذي تم التقاطه ، والذي وفر الطاقة لكوكبهم وتكنولوجيا السفر عبر الزمن. الفكرة لها ميزة ، وفقًا لدراسة جديدة. أظهر الباحثون أن الحضارات الفضائية المتقدمة للغاية يمكنها نظريًا بناء هياكل عملاقة تسمى كرات دايسون حول الثقوب السوداء لتسخير طاقتها ، والتي يمكن أن تكون 100000 مرة من شمسنا. يمكن أن يمنحنا العمل طريقة لاكتشاف وجود هذه المجتمعات خارج كوكب الأرض.
يقول Tomáš Opatrný ، الفيزيائي في جامعة Palacký Olomouc ، والذي لم يشارك في هذا العمل ، لكنه يوافق على أن كرة دايسون حول الثقب الأسود ستزود بناة الكثير من القوة: “تعجبني هذه التكهنات حول ما يمكن أن تفعله الحضارات المتقدمة”. اشار الي هذا الكاتب العلمي إيان راندال. بمجله العلوم الامريكية AAAS
إذا استمرت متطلبات الطاقة البشرية في النمو ، فستأتي نقطة عندما يقترب استهلاكنا للطاقة ، أو حتى يتجاوز ، إجمالي الطاقة المتاحة لكوكبنا. هكذا قال عالم الفيزياء فريمان دايسون في عام 1960. واقترح دايسون ، بالاقتراض من مؤلف الخيال العلمي البريطاني أولاف ستابليدون ، أن أي حضارة متقدمة بما فيه الكفاية تريد البقاء على قيد الحياة ستحتاج إلى بناء هياكل ضخمة حول النجوم يمكنها تسخير طاقتها.
تشتمل معظم كرات دايسون على العديد من الأقمار الصناعية التي تدور حول نجم أو تجلس بلا حراك حول نجم. (تعتبر القشرة الصلبة التي تغلف جسمًا شمسيًا تمامًا – كما هو متصور في حلقة Star Trek: The Next Generation – مستحيلة ميكانيكيًا ، بسبب الجاذبية والضغط من النجم المركزي.) سيتعين على مثل هذه الهياكل العملاقة تحويل تلك الطاقة الشمسية إلى طاقة قابلة للاستخدام الطاقة ، وهي عملية تولد حرارة مهدرة. تظهر هذه الحرارة في طيف الأشعة تحت الحمراء المتوسطة ، وأصبحت النجوم ذات إشارة الأشعة تحت الحمراء الزائدة هدفًا رئيسيًا في البحث عن حياة خارج كوكب الأرض.
لكن عالم الفلك تايجر هسياو من جامعة تسينغ هوا الوطنية يقول إننا ربما نبحث عن الشيء الخطأ. في دراسة جديدة ، شرع هو وزملاؤه في حساب ما إذا كان من الممكن أيضًا استخدام كرة دايسون حول ثقب أسود. قاموا بتحليل الثقوب السوداء بثلاثة أحجام مختلفة: خمسة و 20 و 4 ملايين ضعف كتلة شمسنا. تعكس هذه ، على التوالي ، الحدود الدنيا والعليا للثقوب السوداء المعروف أنها تشكلت من انهيار النجوم الضخمة – وحتى الكتلة الهائلة من القوس A * ، الثقب الأسود الهائل الهائل الذي يُعتقد أنه يكمن في مركز مجرة ​​درب التبانة .
عادة ما يُنظر إلى الثقوب السوداء على أنها مستهلكين وليسوا منتجين للطاقة. ومع ذلك ، يمكن لحقول الجاذبية الضخمة الخاصة بهم أن تولد الطاقة من خلال العديد من العمليات النظرية. وتشمل هذه الإشعاعات المنبعثة من تراكم الغاز حول الثقب ، والقرص “التراكمي” الدوار للمادة التي تتساقط ببطء نحو أفق الحدث ، والنفاثات النسبية للمادة والطاقة التي تنطلق على طول محور دوران الثقب ، وإشعاع هوكينغ. طريقة نظرية يمكن للثقوب السوداء أن تفقد كتلتها ، وتطلق الطاقة في هذه العملية.
من حساباتهم ، خلص هسياو وزملاؤه إلى أن قرص التراكم والغاز المحيط ونفاثات الثقوب السوداء يمكن أن تعمل جميعها كمصادر طاقة قابلة للتطبيق. في الواقع ، يمكن أن توفر الطاقة من قرص التراكم وحده لثقب أسود نجمي مكون من 20 كتلة شمسية نفس القدر من الطاقة مثل كرات دايسون حول 100000 نجم ، سيصدر الفريق الشهر المقبل في الإخطارات الشهرية للجمعية الفلكية الملكية. إذا تم تسخير ثقب أسود هائل ، فقد تكون الطاقة التي يمكن أن يوفرها أكبر مليون مرة.
إذا كانت هذه التكنولوجيا تعمل ، فقد تكون هناك طريقة لاكتشافها. وفقًا للباحثين ، فإن إشارة الحرارة المهدرة من ما يسمى بـ “كرة دايسون” “الساخنة” – واحدة قادرة بطريقة ما على تحمل درجات حرارة تزيد عن 3000 كلفن ، فوق نقطة انصهار المعادن المعروفة – حول ثقب أسود ذو كتلة نجمية في مجرة ​​درب التبانة سيكون قابلاً للاكتشاف في الأطوال الموجية فوق البنفسجية. يقول هسياو إن مثل هذه الإشارات يمكن العثور عليها في البيانات من التلسكوبات المختلفة ، بما في ذلك تلسكوب هابل الفضائي التابع لناسا ومستكشف تطور غالاكسي.
وفي الوقت نفسه ، يمكن التقاط كرة دايسون “الصلبة” – التي تعمل تحت 3000 كلفن – في الأشعة تحت الحمراء ، على سبيل المثال ، من خلال مسح Sloan الرقمي للسماء أو مستكشف المسح بالأشعة تحت الحمراء واسع المجال. هذا الأخير ليس غريباً على البحث عن إشارات الأشعة تحت الحمراء لمجالات دايسون التقليدية القائمة على النجوم. ولكن ، مثل جميع عمليات البحث المماثلة الأخرى ، لم تجد أي شيء قاطع بعد.
يقول أوباترني إن استخدام الإشعاع من أقراص التراكم سيكون ذكيًا بشكل خاص ، لأن الأقراص تحول الطاقة بشكل أكثر كفاءة من التفاعل النووي الحراري في النجوم التقليدية. ويقترح أن الأجانب المهتمين باستدامة إمدادات الطاقة الخاصة بهم قد يكونون أفضل حالًا في تغليف النجوم الصغيرة التي تحرق وقودها ببطء. ومع ذلك ، تابع ، “الحضارات سريعة الحياة التي تتغذى على أقراص تراكم الثقب الأسود سيكون من السهل اكتشافها من الكمية الهائلة للحرارة المهدرة التي تنتجها.”
يقول إينوي ماكوتو ، عالم الفيزياء الفلكية من معهد أكاديميا سينيكا لعلم الفلك والفيزياء الفلكية ، إن الثقوب السوداء المنتظمة يمكن أن تدعم ما يسمى بالحضارات من النوع الثاني ، والتي تتطابق احتياجاتها الإجمالية من الطاقة مع احتياجات نظام نجمي بأكمله. ويضيف أن الثقوب السوداء الهائلة يمكن أن تغذي حضارات من النوع الثالث ، والتي سيكون استهلاكها للطاقة مساويًا لتلك المنبعثة من مجرة ​​بأكملها.
فيما يتعلق بما قد يستخدم الفضائيون من أجله هذه الطاقة ، لدى أوباترني بعض الأفكار. “تعدين العملات المشفرة ، أو ممارسة ألعاب الكمبيوتر ، أو مجرد تغذية البيروقراطية المتنامية باستمرار؟” يمزح. في كلتا الحالتين ، ربما كان أمراء الوقت على وشك شيء بعد كل شيء.

اترك تعليقاً

زر الذهاب إلى الأعلى