შავი ხვრელის გრავიტაციული ველი იმდენად ძლიერია, რომ არაფერს, სინათლესაც კი, არ ძალუძს მისი მიზიდულობისგან თავის დაღწევა.

შემდეგი პოდკასტი: შავი ხვრელები — სამყაროს ყველაზე მისტიკური ობიექტები

ის რაც მოხვდება შავ ხვრელში უკან ვეღარ დაბრუნდება. . . თუმცა, ეს მოსაზრება ხშირად კამათის საგანია. ახლახან ფიზიკოსებმა სწორედ ეს გამოთვალეს, მათ აინტერესებდათ თუ რამდენად შესაძლებელია შავ ხვრელს რაღაცა "გამოვსტყუოთ".

ჩინეთის ტიანჯინის უნივერსიტეტის მკვლევრების, ჟან-ფენგ მაისა და რუნ-ციუ იანგის თქმით, პატარა შავი ხვრელები თეორიულად შეიძლება გამოვიყენოთ როგორც ენერგიის წყარო.

ფიზიკოსების გამოთვლებით, ამ ულტრამკვრივ ობიექტებს დამუხტვადი ბატარეების ან ბირთვული რეაქტორების სახით მუშაობა შეუძლიათ. ამით ისინი გიგაელექტრონვოლტის ენერგიას გამოიმუშავებენ.

აღსანიშნავია, რომ ეს ენერგია შავი ხვრელის შიგნიდან არ იქნება მოპოვებული, არამედ გარედან. როგორც ვიცით, სწორედ იქ არის სამყაროში გრავიტაციის ჩვენთვის ცნობილი უმძლავრესი კონცენტრაცია.

ასევე: რა არის შავი ხვრელი — ყველაფერი, რაც ამ მისტიკურ ობიექტებზე ვიცით

ითვლება, რომ სამყარო შავი ხვრელებით არის სავსე. თუმცა, მათი შემჩნევა ყოველთვის მარტივი არაა. აქამდე აღმოჩენილი ობიექტების საფუძველზე შეგვიძლია დავასკვნათ, რომ შავი ხვრელების მასა ბევრნაირია. ეს შეიძლება იყოს სულ რაღაც ხუთი მზის მასის ობიექტი ან მილიარდობით მზის მასის მქონე მონსტრიც.

თუმცა, არსებობს (თეორიულად) შავი ხვრელის კიდევ ერთი წონითი კლასი. ეს არის პირველყოფილი შავი ხვრელები და ისინი შეიძლება იყოს სივრცით ძალიან პატარა, სუბატომურ ზომებამდე.

ჩვენ ვიცით, რომ ვარსკვლავური მასის შავი ხვრელები სწორედ მასიური ვარსკვლავის სიკვდილის შემდეგ წარმოიქმნება. ამის პარალელურად, ითვლება, რომ პირველყოფილი შავი ხვრელები დიდი აფეთქების შემდეგ გაჩენილ პლაზმაში გადაჭარბებული სიმკვრივისგან უნდა გაჩენილიყო.

ჩვენ ზუსტად არ ვიცით, არსებობენ თუ არა პირველადი შავი ხვრელები, მაგრამ თუ ისინი არსებობენ, უამრავ ახალ შესაძლებლობას გვიხსნიან. ერთი ბნელი მატერიაა, რომლისთვისაც პირველყოფილი შავი ხვრელები მიმზიდველ კანდიდატად ითვლება.

შემდეგი პოდკასტი: ბნელი მატერია და ბნელი ენერგია — სამყაროს უხილავი ნაწილი

და აი ახლა, როგორც ჩანს ამ ჰიპოთეტური ობიექტების ათვისება სხვა გზითაც შეიძლება.

ბატარეა არალელექტრულ ენერგიას ელექტრულ ენერგიად გარდაქმნის. ბირთვული რეაქტორი იყენებს ბირთვული რეაქციების ძალას ენერგიის წარმოებისთვის. და როგორც მაი და იანგი ამტკიცებენ, მინიატურულ შავ ხვრელს ორივე ერთად შეუძლია.

"იმ ფაქტის გათვალისწინებით, რომ შავ ხვრელს აქვს უკიდურესად ძლიერი გრავიტაციული ძალა, ჩნდება შეკითხვა: შეგვიძლია თუ არა შავი ხვრელების მიზიდულობის ძალა გამოვიყენოთ ელექტროენერგიის გამომუშავებისთვის, ანუ გამოვიყენოთ შავი ხვრელები ბატარეებად. ამ ნაშრომში, ჩვენ თეორიულად ვამტკიცებთ, რომ დიახ, შავი ხვრელის ბატერეის სახით გამოყენება შეგვიძლია", — ამბობენ მკვლევრები.

თუმცა, არის პრობლემა — ჰოკინგის რადიაცია. ამ უკანასკნელში შავი ხვრელის მიერ მასის დაკარგვა იგულისხმება. რაც უფრო პატარაა შავი ხვრელი, მით უფრო სწრაფად იკარგება მასა ჰოკინგის რადიაციის მიხედვით. თუ შავი ხვრელი საკმარისად პატარაა, ის შედარებით მალე აორთქლდება.

ამასთან, მინიატურული შავი ხვრელი ძალიან სწრაფად უნდა სანსლავდეს მატერიას, რაც გაართულებს მის გარშემო არსებული სივრციდან რაიმეს მოპოვებას.

მაიმ და იანგმა დაადგინეს, რომ გარკვეული მასის ზემოთ მინიატურული შავი ხვრელის შევსება და "დატენვა" უნდა შეიძლებოდა. ეს ისე, რომ შავმა ხვრელმა ელექტროენერგია გამოიმუშაოს. მაგალითად, ატომის ზომის შავმა ხვრელმა, რომლის მასაც 1015 კილოგრამი იქნება, ენერგიის წარმოება დამუხტული ნაწილაკებით შევსებისას უნდა შეძლოს.

მკვლევრებმა გამოთვალეს, რომ შავ ხვრელს შეყვანილი მასის 25%-ის ენერგიად გარდაქმნა შეუძლია. მაგალითისთვის, კომერციული მზის პანელების უმეტესობის იგივე მაჩვენებელი 23%-ზე დაბალია.

მათ ასევე დაადგინეს, რომ შავ ხვრელს შეუძლია ისეთივე ეფექტიანობის მიღწევა, როგორც ბირთვულ რეაქტორს. განტოლებებმა აჩვენა, რომ პირველყოფილი შავი ხვრელის სიახლოვეს, რადიოაქტიური დაშლის შედეგად წარმოქმნილი ალფა ნაწილაკების მასის 25% შეიძლება გარდაიქმნას კინეტიკურ ენერგიად.

და მაინც, მაშინაც კი, თუ დანამდვილებით გვეცოდინება, რომ მინიატურული შავი ხვრელები არსებობს, მათი გამოყენება მარტივი არ იქნება. თუმცა, ამ ყველაფრის ანალიზი საინტერესო შესაძლებლობებს აჩენს.

კერძოდ, მკვლევრების თქმით, შავი ხვრელის რეაქტორის მოდელი, არც მეტი არც ნაკლები, ბნელი მატერიის მასის დიაპაზონში ჯდება. ეს კი აჩენს იმედს, რომ სამყაროს მატერიის ეს ერთ-ერთი იდუმალი ფორმა შეიძლება ენერგიის წყაროდ გამოვიყენოთ.

კვლევის ნახვა ჟურნალ arXiv-ზე შეგიძლიათ.