Чёрную дыру можно превратить в аккумулятор энергии, доказали учёные — но построят такой очень нескоро

Представленные парой китайских учёных расчеты показывают, что гипотетические крошечные чёрные дыры могут стать источником энергии. Исследователи доказали возможность создания гравитационных накопителей энергии с КПД до 25 %. Более того, даже отсутствие таких чёрных дыр не будет проблемой. Вместо них в «аккумуляторы» можно будет поместить тёмную материю, и она будет работать как надо.

Опосредованно наблюдаемые нами чёрные дыры обладают массой как в несколько солнечных масс, так и сверхмассивные. Проблемы есть с обнаружением чёрных дыр промежуточной массы и сверхмалых, к которым относятся так называемые гипотетические первичные чёрные дыры. Но если такие чёрные дыры размером с один атом где-то есть во Вселенной, то их можно использовать как аккумулятор или генератор для хранения и получения электрической энергии, о чём в новой работе рассказали Чжан-Фенг Май (Zhan-Feng Mai) и Рун-Цю Ян (Run-Qiu Yang) из Тяньцзиньского университета (Китай).

Учёные теоретически доказали, что чёрная дыра размерами с один атом и массой от 1015 до 1018 кг будет способна вырабатывать энергию порядка гигаэлектронвольт. Энергию можно будет получать за счёт преобразования гравитационных воздействий со стороны чёрной дыры в электричество с КПД не менее 25 %.

«Принимая во внимание тот факт, что чёрная дыра обладает чрезвычайно сильной гравитационной силой, возникает интересный вопрос: если рассмотреть, хотя бы теоретически, можем ли мы использовать гравитационную силу чёрных дыр для выработки электрической энергии, т.е. использовать чёрные дыры в качестве батарей? — пишут они в своей статье. — В данной работе мы теоретически доказываем, что мы можем использовать чёрную дыру Шварцшильда в качестве аккумулятора».

Главным в этих расчётах стало доказательство возможности подпитки чёрной дыры заряжёнными частицами, ведь чем меньше чёрная дыра, тем быстрее она испаряется за счёт излучения Хокинга. Исследователи математически доказали осуществимость такой идеи, хотя до её практической реализации дело если и дойдёт, то в необозримом будущем. Подпитывать такой аккумулятор можно будет, поместив его в ядерный реактор. Расчёты показывают, что первичная чёрная дыра будет поглощать до 25 % альфа-частиц, получаемых при распаде радиоактивного топлива. Иначе говоря, ядерная энергия с приличным КПД будет превращаться в кинетическую.

Другим важным аспектом исследования стало определение диапазона масс, для которых такой аккумулятор имел бы практическую ценность. Оказалось, что в этот диапазон попадает тёмная материя. Она также могла бы работать в предложенной схеме «аккумулятора» с похожим результатом и тоже стала бы источником энергии, о чём исследователи рассказали в статье, которая предложена для публикации в журнале Physical Review D, а пока выложена на сайте arXiv.