黑洞是地外文明能源?
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自上個世紀以來,人類就從未停止過尋找外星智慧生命的存在,在這些地外文明的課題中,科學家們提出了一個十分大膽的想法:地外文明可以利用黑洞發出的輻射(霍金輻射)來作為能源。在此基礎上,堪薩斯州立大學(KSU)的數學家路易斯·克萊恩(Louis Crane)最近發表了一項研究。該研究認為,使用伽馬望遠鏡進行調查,可以幫助人類找到由微小的人造黑洞驅動的航天器的證據。Crane和Westmoreland論證了使用人造黑洞產生Hawking輻射的可能性,並得出了一些結論,但是這僅僅只是剛摸到了一點邊緣。而且,量子引力效應(目前未知)是否存在仍然還是一個問號。
1975年,著名的科幻小說家亞瑟·克拉克(Arthur C. Clarke)在他的小說《帝國地球》中首次提出了黑洞動力飛船的概念。三年後,另一位小說家查爾斯·謝菲爾德(Charles Sheffield)在短篇小說《殺戮向量》中提出了類似的想法。在這兩部作品中,克拉克和謝菲爾德都描述了先進的地外文明是如何從看不見的黑洞中提取能量,以滿足他們的能源需求。黑洞除了是科幻小說中的寵兒外,也吸引了一大批天文學家的注意。比如,有科學家就提出了利用黑洞來發電,這個大膽的想法如果實現,那就不會有能源危機了。
Crane博士曾經透過電子郵件向《今日宇宙》(北美地區一家非商業性質的宇宙天文新聞網站)描述的那樣:“先進的文明很可能有機會利用較小的黑洞,因為這些黑洞自身會丟擲一些物質並釋放出能量,最終被地外文明當作能源。尤其是這些能量足以推動龐大無比的星際飛船,而且並沒有違反相對論所描述的內容。美國宇航局也曾研究過這些理論,這個概念被證明是可行的”。但是,如果要利用黑洞作為能源,那將意味著人類的科技還要比今天發達十倍以上。考慮到建立人造黑洞的巨大能量需求,以及利用黑洞相關的技術挑戰,該過程無疑是十分具有挑戰性的。
Crane博士說:“要製造人造黑洞,我們需要將大量的伽馬射線聚焦到原材料上。這就像製造地球上的汽車一樣,只不過在這個過程中還誕生了數量眾多的高科技核彈,而且它的規模超出了當前的世界經濟所允許的範圍,因此這個理論的實現還有不短的路要走”。如上所訴的甚至不是最難的技術挑戰,在探索過程中有絕大多數挑戰遠遠超出了人類現有的能力。這些挑戰包括為伽馬射線鐳射器提供動力所需的巨大功率,該能量將儲存在哪裡,以及如何將這些輻射聚焦到原子大小的空間上。正如Crane所認為的那樣,我們雖然觸控到了一點理論方法,但這只是冰山中的一角,還有很多的未知性。
除了利用黑洞作為能源之外,探索黑洞所驅動的發展的文明同樣也很有趣,因為它為尋找外星人這一課題的研究提供了可能性。目前可以確定的是,如果宇宙中真的存在利用黑洞所驅動發展的文明,以人類目前的技術手段是很可能發現的。說不定人類還可以使用伽馬射線鐳射器製造人造小黑洞,並孕育出文明來。菲利普·魯賓(Philip Lubin)教授在2016年的一項研究中為我們闡述了這一概念,他認為透過尋找宇宙間的黑洞可以幫助我們找到地外文明。與魯賓的另一個關於行星防衛和鐳射推進的鐳射器(該專案用於NASA探尋“ 突破性星散”的一部分)的研究相一致,魯賓建議說,錯誤的鐳射能量閃光(又稱“溢位”)可能是尋找技術先進的文明的手段之一。
在這些理論的支援下,研究人員可以依靠伽馬射線望遠鏡搜尋伽馬射線鐳射器溢位的跡象。正如Crane博士所說:“如果某些先進的文明已經擁有這種星際飛船,那麼我們就有可能在它的光束中發現溢位的跡象。當前的VHE伽馬射線望遠鏡可以達到100到1000光年的探測範圍,它們可以透過多年來穩定變化的紅移來區別於自然光束,為了研究這一點,天文學家將需要保持點狀伽馬射線源頻率曲線的時間序列”。不過,最令人興奮的是,天文學家可能已經發現了使用這種方法生產能量的II型卡爾戴舍夫II型文明的跡象。正如Crane博士所描述的那樣,在我們的宇宙中已經發現了幾個點狀的伽馬射線源,但是天文學界並沒有對此給出合理的解釋。
未來,使用費米伽馬射線太空望遠鏡(FGST)等天基望遠鏡、高能立體鏡系統(HESS)以及高能輻射成像望遠鏡陣列系統(VERITAS)等地面設施的觀測,再加上具有更高解析度和成像功能的下一代儀器,將有助於人類確定這些來源的真面目。伽馬射線鐳射外溢和其他潛在的技術很可能是真實存在的,只是等待著人類發現它們。與此同時,當人類開始考慮構建這種技術之前,還有很長的一段路要走。