Fisikawan Menyiratkan Kedatangan Orisinil untuk Mengekstrak Energi dari Lubang Tanpa Matahari

  • Share
Fisikawan Menyiratkan Kedatangan Orisinil untuk Mengekstrak Energi dari Lubang Tanpa Matahari thumbnail
Fisikawan Menyiratkan Kedatangan Orisinil untuk Mengekstrak Energi dari Lubang Tanpa Matahari thumbnail

Energi rotasi pengecer lubang tanpa penerangan yang berputar yang juga diekstraksi; saat celah yang tidak diterangi dibenamkan dalam medan magnet yang disuplai dari luar, sambungan kembali garis-garis medan magnet di dalam ergosfer dapat menghasilkan partikel energi musuh yang jatuh ke cakrawala turnamen celah yang tidak menyala sementara banyak partikel yang dipercepat menjauh mencuri energi dari celah yang tidak menyala. Dalam makalah yang dicetak di jurnal Physical Evaluate D , duo peneliti dari Amerika Perkumpulan dan Chile mengungkapkan secara analitis bahwa ekstraksi energi dengan taktik rekoneksi magnetik kemungkinan besar terjadi saat scuttle celah yang tidak menyala berlebihan dan plasma memiliki magnet yang kuat.

Rotational energy can be extracted from spinning black holes through magnetic reconnection. Image credit: Sci-News.com.

Energi rotasi juga diekstraksi dari pemintalan lubang yang tidak diterangi oleh sambungan kembali magnet. Kredit gambar: Sci-News.com.

Lubang tanpa matahari diyakini memainkan peran kunci dalam serangkaian dengan fenomena astrofisika kehidupan, dari yang dipenuhi dengan inti galaksi kehidupan sampai semburan sinar gamma sampai biner sinar-X ultraluminous.

Jumlah energi luar biasa yang dilepaskan untuk jangka waktu tersebut peristiwa dapat memiliki dua asal yang berbeda. Ini juga akan menjadi gravitasi dalam semua energi probabilitas materi yang jatuh menuju celah baru atau membentuk celah tak diterangi untuk panjang akresi atau diagram pemberian gravitasi. Atau jauh juga energi dari celah yang tidak diterangi itu sendiri.

Memang, prediksi substansial dari teori relativitas Einstein yang acapkali ialah bahwa celah tanpa cahaya yang berputar memiliki sejumlah besar energi bebas di tangan untuk disadap.

Selama 50 tahun terakhir, fisikawan teoritis sendiri mencoba untuk maju dengan cara melepaskan energi ini.

Fisikawan Nobel Roger Penrose berteori bahwa disintegrasi partikel kemungkinan besar mungkin akan menarik energi dari celah yang tidak diterangi; Stephen Hawking mengemukakan bahwa lubang yang tidak diterangi kemungkinan besar kemungkinan besar akan menghasilkan energi melalui emisi mekanis kuantum; sementara Roger Blandford dan Roman Znajek mendorong torsi elektromagnetik sebagai agen utama ekstraksi energi.

“Lubang tanpa matahari umumnya dikelilingi oleh sup panas partikel plasma yang membawa medan magnet,” penulis pertama yang diakui Dr. Luca Comisso, seorang peneliti di Divisi Astronomi dan Laboratorium Astrofisika Columbia di Universitas Columbia.

“Teori kami mengungkapkan bahwa setelah garis medan magnet terputus dan terhubung kembali, dalam rumus yang sempurna, mereka bisa mendorong partikel plasma ke energi yang berlawanan dan jumlah energi celah yang tidak diterangi juga diekstraksi. “

” Inovasi ini mungkin mungkin tampak baik memungkinkan para astronom untuk memperkirakan dengan lebih baik celah lubang yang tidak diterangi, mendorong emisi energi celah yang tidak diterangi, dan mungkin juga akan menawarkan tawaran energi untuk cita-cita peradaban yang sulit. ”

Schematic illustration of the mechanism of energy extraction from a rotating black hole by magnetic reconnection in the black hole ergosphere. A configuration with antiparallel magnetic field lines adjacent to the equatorial plane is favored by the frame-dragging effect of the rapidly spinning black hole (panels (a) and (b) portray meridional and equatorial views, respectively), and the resulting equatorial current sheet is prone to fast plasmoid-mediated magnetic reconnection (see circular structures in the zoomed-in region). Magnetic reconnection in the plasma that rotates in the equatorial plane extracts black hole energy if the decelerated plasma that is swallowed by the black hole has negative energy as viewed from infinity, while the accelerated plasma with a component in the same direction of the black hole rotation escapes to infinity. The outer boundary (static limit) of the ergosphere is indicated by the short-dashed lines in both panels. In panel (b), long-dashed and solid lines indicate magnetic field lines below and above of the equatorial plane, respectively. Finally, the dashed lines in the zoomed region indicate the two magnetic reconnection separatrices intersecting at the dominant magnetic reconnection X-point. Image credit: Comisso & Asenjo, doi: 10.1103/PhysRevD.103.023014.

Ilus skematis trasi mekanisme ekstraksi energi dari celah yang tidak diterangi yang berputar dengan menghubungkan kembali magnet di celah ergosfer yang tidak diterangi. Konfigurasi dengan garis-garis medan magnet antiparalel yang berdekatan dengan bidang ekuator disukai oleh penarikan tubuh yang dicapai dari celah tanpa cahaya yang berputar dengan cepat (panel (a) dan (b) melukis tampilan meridional dan ekuator, masing-masing), dan menghasilkan ekuator paling standar. sheet dapat menyebabkan rekoneksi magnetik bermediasi plasmoid yang tergesa-gesa (mengintip bangunan bundar dalam peran yang diperbesar). Sambungan kembali magnetik dalam plasma yang berputar di bidang ekuator mengekstraksi energi celah yang tidak diterangi kalau plasma yang diperlambat yang ditelan oleh celah yang tidak diterangi memiliki energi yang berlawanan yang dihitung dari tak terhingga, sedangkan plasma yang dipercepat dengan elemen dalam rute yang sama dari rotasi celah yang tidak diterangi lolos sampai tak terbatas. Batas luar (batas statis) dari ergosfer ditandai dengan garis putus-putus singkat di setiap panel. Pada panel (b), garis putus-putus dan garis lurus menutupi garis-garis medan magnet di bawah dan di atas bidang ekuator, masing-masing. Pada akhirnya, garis putus-putus dalam peran yang diperbesar menutupi dua pemisah rekoneksi magnetik yang berpotongan pada titik-X rekoneksi magnetik yang mayoritas. Kredit gambar: Comisso & Asenjo, doi: 10.1103 / PhysRevD.103.023014.

Dr. Comisso dan koleganya, Profesor Felipe Asenjo dari Facultad de Ingeniería y Ciencias di Universidad Adolfo Ibanez, membangun teori mereka atas dasar pemikiran bahwa menyambungkan kembali medan magnet mempercepat partikel plasma dalam dua instruksi yang bervariasi.

Satu pelampung plasma didorong berlawanan dengan celah celah yang tidak diterangi, sementara pelampung lainnya didorong di jalur penyangga dan dapat melepaskan cengkeraman celah yang tidak menyala, yang melepaskan energi kalau plasma yang tertelan oleh celah yang tidak diterangi memiliki energi lawan.

“Celah yang tidak diterangi kehilangan energi dengan menelan partikel energi bermusuhan. Ini mungkin terdengar asing, atau mungkin sebenarnya mungkin terjadi dalam pekerjaan yang dikenal sebagai ergosfer, pengaturan kontinum ruangwaktu berputar begitu cepat sehingga setiap objek berputar di rute yang sama karena celah yang tidak diterangi, ”Dr. Comisso mengakui.

Di dalam ergosfer, koneksi ulang magnetis begitu mengerikan sehingga partikel plasma dipercepat ke kecepatan yang akan datang menuju putaran lembut.

“Jeda relatif yang berlebihan antara peredaran plasma yang ditangkap dan keluar ialah hal yang memungkinkan tugas yang diusulkan untuk mengekstraksi sejumlah besar energi dari celah yang tidak diterangi,” Profesor Asenjo mengakui.

“Kami menghitung bahwa taktik energi plasma dapat mencapai efektivitas 150%, lebih kuat daripada pembangkit listrik manapun yang bekerja di Bumi. Mencapai efektivitas yang lebih tinggi dari 100% kemungkinan besar pada dongeng perihal energi bocor lubang yang tidak menyala, yang diberikan sepenuhnya gratis ke plasma yang keluar dari celah yang tidak menyala. ”

_____

Luca Comisso & Felipe A. Asenjo. 2021. Sambungan kembali magnetik sebagai mekanisme ekstraksi energi dari lubang yang tidak menyala. Fis. Pdt D 103 (2): 023014; doi: 10.1103 / PhysRevD.103.023014

Read More

  • Share

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *