შავი ხვრელების გაგონებაც კი შიშსა და ძრწოლას იწვევს. მათგან გაქცევა ხომ უბრალოდ შეუძლებელია! ისინი ყველაფერს ანადგურებენ, მათში ჩასული უკან ვეღარაფერი ბრუნდება.
ეს მოსაზრება ხშირად დებატების საგანია. ახლახან, ორმა ფიზიკოსმა გამოთვალა, როგორ შეიძლება შავ ხვრელს რაღაც გამოსტყუონ. ჩინეთის ტიანჯინის უნივერსიტეტის მკვლევრების, ჟან-ფენგ მაისა და რუნ-ქი იანგის განცხადებით, თეორიულად შესაძლებელია, რომ ციცქნა შავი ხვრელები ენერგიის წყაროდ გამოვიყენოთ.
მათი გათვლების მიხედვით, ამ ულტრამკვრივი ობიექტებს შეუძლიათ, რომ დამუხტვადი ბატარეების ან ბირთვული რეაქტორების სახით იმუშაონ და გიგაელექტრონვოლტების მასშტაბის ენერგია გამოიმუშაონ.
სინამდვილეში, ეს ენერგია შავი ხვრელის შიგნიდან კი არ იქნება მოპოვებული, არამედ გარედან: სწორედ იქ არის სამყაროში გრავიტაციის ჩვენთვის ცნობილი უდიდესი კონცენტრაცია.
მიჩნეულია, რომ სამყარო შავი ხვრელებით არის გადაჭედილი, მაგრამ მათი შემჩნევა ყოველთვის ადვილი როდია. უკვე აღმოჩენილი ასეთი ობიექტების საფუძველზე შეგვიძლია დავასკვნათ, რომ შავი ხვრელების მასა სხვადასხვაგვარია — ხუთი მზის მასიდან დაწყებული, მილიარდობით მზის მასით დამთავრებული.
თუმცა, სულ მცირე თეორიულად მაინც, არსებობს შავ ხვრელთა კიდევ ერთი კლასი. ეს გახლავთ პირველყოფილი შავი ხვრელები, რომლებიც სივრცულად შეიძლება ერთი ბეწოები იყვნენ, სუბატომური ზომის.
ვარსკვლავური მასის შავი ხვრელები მასიურ ვარსკვლავთა სიკვდილისას, მათი ბირთვის კოლაფსის შედეგად ჩნდებიან. მიჩნეულია, რომ პირველყოფილი შავი ხვრელები დიდი აფეთქების შემდეგ გაჩენილ პირველყოფილ პლაზმაში არსებული გადაჭარბებული სიმკვრივეებისგან უნდა გაჩენილიყო.
უცნობია, მართლაც არსებობს თუ არა პირველყოფილი შავი ხვრელები, მაგრამ თუ არსებობს, მრავალი შესაძლებლობის ფანჯარას ხსნის. ერთ-ერთია ბნელი მატერია, რომლისთვისაც, პირველყოფილი შავი ხვრელები მიმზიდველ კანდიდატად მიიჩნევა.
ამჯერად, ისე ჩანს, რომ ამ ჰიპოთეტურ ობიექტთა რაიმე გზით გამოყენებაც უნდა იყოს შესაძლებელი.
ბატარეა არაელექტრულ ენერგიას ელექტრულ ენერგიად გარდაქმნის. ბირთვული რეაქტორი ენერგიის საწარმოებლად ბირთვული რეაქციების ენერგიას მოიპოვებს. და როგორც მაი და იანგი ირწმუნებიან, ციცქნა შავ ხვრელებს, ორივეს გაკეთება შეუძლიათ.
„თუ გავითვალისწინებთ იმ ფაქტს, რომ შავ ხვრელს უკიდურესად ძლიერი გრავიტაციული ძალა აქვს, ჩნდება საინტერესო შეკითხვა: თეორიულად მაინც, შეგვიძლია თუ არა შავი ხვრელის გრავიტაციული ძალის გამოყენება ელექტროენერგიის საწარმოებლად, ესე იგი, შავი ხვრელების ბატარეებად გამოყენება?“, — წერენ მკვლევრები.
პუბლიკაციაში ისინი თეორიულად ამტკიცებენ, რომ შესაძლებელია შვარცშილდის შავი ხვრელების ბატარეებად გამოყენება.
თუმცა, ძლიერ პატარა შავ ხვრელებს თან ახლავს ერთი პრობლემა — ჰოკინგის რადიაცია. ეს გახლავთ შავი ხვრელის მიერ მასის დაკარგვა, რასაც განაპირობებს ურთიერთქმედება შავი ხვრელის მოვლენათა ჰორიზონტსა და მის სიახლოვეში არსებულ კვანტურ ველებს შორის. რაც უფრო პატარაა შავი ხვრელი, მით უფრო სწრაფად დაკარგავს მასას ჰოკინგის რადიაციით. თუ შავი ხვრელი ზედმეტად პატარაა, ის სრულიად აორთქლდება შედარებით სწრაფად.
ასევე მოსალოდნელია, რომ პატარა შავი ხვრელი მატერიასაც ძლიერ სწრაფად უნდა შთანთქავდეს, რაც გაართულებდა მის გარშემო არსებული სივრციდან რაიმეს ამოღებას.
მაიმ და იანგმა გაარკვიეს, რომ უნდა შეეძლოთ გარკვეული მასის ზემოთ მყოფი პირველყოფილი შავი ხვრელის შევსება და „დატენა“ ისე, რომ მან ელექტროენერგია აწარმოოს. 1015 და 1018 კილოგრამი მასის მქონე ატომის ზომის შავმა ხვრელმა ამ ენერგიის წარმოება დამუხტული ნაწილაკებით შევსებისას უნდა შეძლოს.
მკვლევართა გათვლებით, შავ ხვრელს შესრუტული მასის მაქსიმუმ 25 პროცენტის გარდაქმნა შეუძლია ენერგიად. ეს კი ეფექტიანობის 25-პროცენტიან მაჩვენებელს ნიშნავს. კომერციულ მზის პანელთა უმეტესობის ეფექტიანობის მაჩვენებელი 23 პროცენტს ქვემოთაა.
ჯგუფმა ასევე განსაზღვრა, რომ შავ ხვრელს ისეთივე ეფექტიანობის მიღწევა შეუძლია, როგორიც ბირთვულ რეაქტორს. მათმა განტოლებებმა აჩვენა, რომ პირველყოფილი შავი ხვრელის სიახლოვეს, რადიოაქტიური დაშლის შედეგად წარმოქმნილი ალფა ნაწილაკის მასის 25 პროცენტი შეიძლება გარდაიქმნას კინეტიკურ ენერგიად.
ეს ნამდვილად რაღაც ისეთია, რასაც ვერ შევამოწმებთ. დაზუსტებითაც რომ ვიცოდეთ, რომ ისინი არსებობს, პირველყოფილ შავ ხვრელს უბრალოდ ასე ვერ ჩავიგდებთ ხელში, რომ აღარაფერი ვთქვათ მის კონტროლზე. თუმცა, ამ ყველაფრის ანალიზი საინტერესო შესაძლებლობებს აჩენს.
კერძოდ, ჯგუფი ამბობს, რომ მათი შავი ხვრელის რეაქტორის მოდელი ბნელი მატერიის სავარაუდო მასის დიაპაზონში ჯდება, რაც აჩენს იმის დამაინტრიგებელ შესაძლებლობას, რომ იქნებ ერთ მშვენიერ დღეს, სამყაროს მატერიის ეს ერთ-ერთი ყველაზე იდუმალი ფორმა ენერგიის წყაროდაც კი გამოვიყენოთ.
კვლევა Physical Review D-ში გამოქვეყნდება, ამჟამად კი ხელმისაწვდომია სერვერ arXiv.
მომზადებულია ScienceAlert-ის მიხედვით.
