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我曾提到过,为小型黑洞补充燃料比製造一个小型黑洞本身还要困难。
同时,我还提出,製造小型黑洞的最佳方法或许是使用大量雷射器:將多束雷射的能量在同一时刻精准地聚焦到同一个点上,这个聚焦点要比原子的原子核还要小得多。
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这种製造黑洞的概念被称为“光球黑洞”
,“kugelblitz”
在德语中意为“球状闪电”
。
各位观眾,之所以选择这种方式製造黑洞,是因为我们要製造的是一个微小的“光球”
——光由光子构成,光子与普通物质不同,它可以被无限压缩,不会像普通物质那样因压缩而產生抗拒力,因此,用光子製造黑洞会相对容易一些。
要製造一个光球黑洞,从物理学角度来看,最大的难点在於需要极其巨大的能量和极高的精度。
如果换成用普通物质(比如星际空间中的氢原子)来製造黑洞,难度会更大。
因为你需要將这些物质压缩到极高的压力和温度,其所需的压力和温度甚至远远超过核聚变反应的要求,这无疑是一项极具挑战性的任务,尤其是在不投入更多能量的情况下,几乎无法实现。
同样的问题也存在於为飞船上的黑洞补充燃料:你无法用雷射器为黑洞补充燃料,因为製造这些雷射器所消耗的能量,会比黑洞从雷射器能量中获得的“燃料”
(能量)还要多。
而且,黑洞的质量越小,用普通物质为其补充燃料的难度就越大——你需要將这些物质压缩到更小的空间中,同时还要克服黑洞更强的能量输出对这些物质產生的排斥力。
我曾用一个比喻来形容这种难度:这就好比试图將一个沙滩球塞进正在喷射水流的消防水管喷嘴里。
而通过“光球”
方式製造黑洞,其本质是利用一个庞大的能量收集器集群,將多束雷射在同一时刻精准地聚焦到同一个点上。
从这个角度来说,我们可以將太阳视为製造宇宙飞船所需黑洞的“能量发生器”
。
要实现这一点,需要极高的精度和规模庞大的太阳能收集器,但从理论上讲,这並不违背任何已知的物理定律。
相比之下,在航行途中通过收集星际氢原子为黑洞补充燃料的方法,在物理层面上很可能是行不通的,因此,在航行途中为黑洞补充燃料或许並不可行。
除此之外,我们还面临一个问题:黑洞会释放出能量极高的粒子(如伽马射线),这使得我们很难反射这些辐射来利用其能量。
因此,你不能简单地用高反射率的材料將黑洞包裹起来,让辐射反射回黑洞內部並被重新吸收。
目前,我们还没有找到任何一种材料能够有效反射伽马射线。
如果我们能找到这样的材料,情况將会大为改观——我们可以製造一个“节流阀”
,通过让一部分辐射反射回黑洞,来降低黑洞的能量输出,从而延长其寿命。
另外,由於没有能反射伽马射线的材料,我们只能在黑洞释放伽马射线时將其全部吸收,並利用这些射线將某种材料加热到接近其熔点的温度。
基於此,我们可以在黑洞周围设置一个球体或半球体的“吸收壳”
,当吸收壳吸收伽马射线后,会变得炽热通红,並释放出普通的可见光,这些可见光隨后可以被拋物面反射镜反射(进而產生推进力)。
但不幸的是,“吸收壳”
的大小与黑洞的能量输出成正比:能量输出越高,所需的吸收壳面积就越大。
钨是目前已知熔点最高的元素,其熔点约为3700开尔文,在不熔化的前提下,钨材料每平方米大约能承受10兆瓦的能量辐射。
不过,由於吸收壳可以双向散热(从內外两侧同时辐射热量),所以实际上,每处理1拍瓦(pw)的能量,大约需要5000万平方米的钨材料。
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