Zhan-Feng Mai - doktorant w Instytucie Astronomii i Astrofizyki Kavli - twierdzi, że możemy nie tylko wydobywać energię z czarnych dziur, ale jednocześnie ją "wstrzykiwać". Te obszary są postrzegane jako miejsca, w których mechanika kwantowa i grawitacja muszą w jakiś sposób się połączyć. Jakie rozwiązania zaproponowali naukowcy?
Czarna dziura jako bateria
Pierwszy hipotetyczny scenariusz zakłada naładowanie czarnej dziury poprzez wstrzyknięcie do niej masywnych, naładowanych elektrycznie cząstek. Ładunki miałyby być zasysane do momentu, aż nie wytworzy się pole elektryczne, które zacznie odpychać wszystkie kolejne cząstki. Czarna dziura zostałaby uznana za w pełni naładowaną w momencie, gdy odpychanie elektromagnetyczne byłoby większe niż przyciąganie grawitacyjne. Dostępna w ten sposób energia pochodziłaby z kombinacji wprowadzonych do niej ładunków elektrycznych oraz masy tych ładunków. Jest to zgodne z ogólną teorią względności Einsteina.
Zgodnie z obliczeniami naukowców wydajność procesu ładowania wynosiłaby 25 proc. Oznacza to, że akumulatory czarnej dziury mogłyby przekształcić około jedną czwartą wprowadzonej masy w dostępną energię. Wydajność tej baterii byłaby 250 razy większa niż bomby atomowej. Pojawia się jednak pytanie, w jaki sposób wydobywalibyśmy energię? Badacze proponują wykorzystanie procesu znanego jako superradiacja, bazując na teorii, że czasoprzestrzeń jest owinięta wokół rotacji wirującej czarnej dziury ze względu na jej intensywne pole grawitacyjne.
Naukowcy zakładają, że fale grawitacyjne lub elektromagnetyczne, które weszły w ten obszar rotacji również zostałyby wciągnięte. Niektóre z nich (te, które nie przekroczyły jeszcze horyzontu zdarzeń, czyli granicy, poza którą nic nie może uciec) mogłyby jednak zostać odchylone z większą energią, którą dałoby się pozyskać.
Druga metoda wykorzystania energii czarnej dziury
W drugim scenariuszu naukowcy zaproponowali wydobycie energii czarnej dziury wykorzystując efekt Schwingera. Zakłada on, że sparowane cząstki tworzą się spontanicznie w obecności pola elektrycznego. Gdyby czarna dziura została w pełni naładowana, pole elektryczne w pobliżu horyzontu zdarzeń mogłoby być tak silne, że samorzutnie utworzyłoby elektron i pozyton. Ten drugi jest podobny do elektronu, ale ma przeciwny ładunek. W momencie, gdy obszar byłby naładowany dodatnio, pozyton zostałby wyrzucony w wyniku odpychania. Tę uciekającą cząstkę dałoby się zebrać w postaci energii.
Zdaniem Zhan-Feng Mai na ten moment ciężko powiedzieć, czy kiedykolwiek powstanie bateria magazynująca energię czarnej dziury. Badania teoretyczne potwierdzają jednak, że taka możliwość istnieje.