विज्ञान आणि कल्पनाशक्तीच्या उंबरठ्यावर एक प्रश्न आहे जो एकेकाळी नोबेल पारितोषिक विजेत्याने विचारला होता आणि आता तो नव्याने विचारला जात आहे: आपण एके दिवशी कृष्णविवरांच्या परिभ्रमणाचा वापर करून एका आंतरतारकीय संस्कृतीला शक्ती देऊ शकू का?
१९६९ मध्ये, भौतिकशास्त्रज्ञ रॉजर पेनरोज यांनी प्रस्तावित केले की प्रगत संस्कृती कधीतरी कृष्णविवरांभोवती फिरणाऱ्या प्रचंड उर्जेचा वापर करू शकतील. अर्ध्या शतकानंतर, चिलीतील सॅंटियागो येथील मेट्रोपॉलिटन युनिव्हर्सिटी ऑफ एज्युकेशनल सायन्सेसचे भौतिकशास्त्रज्ञ जॉर्ज पिनोशेट यांनी पेनरोजच्या कल्पनेला धूळ चारली आहे आणि त्याला नवीन जीवन दिले आहे.
“तत्त्वतः, निष्कर्षण शक्य आहे,” पिनोशेट यांनी Space.com मधील विज्ञान पत्रकार रॉबर्ट ली यांना सांगितले, “आणि दूरच्या भविष्यात समाज म्हणून आपल्याला ज्या जटिल ऊर्जा समस्यांना तोंड द्यावे लागेल त्यावर ते एक स्वच्छ आणि कार्यक्षम उपाय असू शकते.”
त्यांचा नवीन पेपर अभियांत्रिकी ब्लूप्रिंटचे वर्णन करत नाही. असे कोणतेही तंत्रज्ञान आपल्या सध्याच्या आवाक्याबाहेर आहे. त्याऐवजी, ते आपल्याला आपल्या सध्याच्या जगाच्या मर्यादांपलीकडे पाहण्यास सांगते – दूरच्या भविष्याकडे जिथे कृष्णविवर वैश्विक गतिमानता म्हणून काम करू शकतात. पहिले पाऊल म्हणजे नेहमीच सीमा ओलांडण्याचे धाडस करणे.
कॉस्मिक स्पिन झोन
पहिल्या दृष्टीक्षेपात, ही कल्पना विलक्षण वाटते, अशक्यही वाटते. कृष्णविवरे त्यांच्या भयंकर गुरुत्वाकर्षणासाठी आणि अभेद्य घटना क्षितिजांसाठी ओळखली जातात. ते सौर पॅनेल किंवा पॉवर ग्रिडसाठी नैसर्गिक भागीदार वाटत नाहीत. तुम्ही त्यावर फक्त टर्बाइन बांधू शकत नाही.
पण फिरणाऱ्या कृष्णविवरांभोवती काहीतरी असाधारण घडते – ज्याला केर कृष्णविवर असेही म्हणतात – जे त्यांना स्थिर प्रकारापासून वेगळे करते.
“केर कृष्णविवरे व्हॅक्यूममध्ये प्रकाशाच्या वेगाच्या जवळच्या वेगाने फिरण्यास सक्षम आहेत,” पिनोशेटने स्पष्ट केले. “विश्वातील इतर कोणताही पदार्थ हे करू शकत नाही कारण केंद्रापसारक शक्ती ते फाडून टाकतील.”
हे कृष्णविवर फिरत असताना, ते त्यांच्यासोबत अवकाशकाळालाही ओढतात – ही घटना फ्रेम ड्रॅगिंग म्हणून ओळखली जाते, किंवा लेन्स-थिरिंग इफेक्ट. यामुळे एर्गोस्फीअर नावाच्या घटना क्षितिजाबाहेर एक फिरणारा प्रदेश तयार होतो, जिथे प्रकाशासह काहीही – रोटेशनमध्ये वाहून जाते.
या विचित्र प्रदेशात, कृष्णविवराने ओढलेल्या अवकाश-काळाच्या फॅब्रिकमध्ये बसून वस्तूंना गतिज गती मिळते. म्हणून, या प्रदेशाचा ऊर्जेसाठी वापर करण्याची कल्पना आहे.
निसर्गाच्या कृष्णविवर बॅटरी
खोल अवकाशात, निसर्गाने या उर्जेचा वापर करण्याचा मार्ग आधीच शोधला आहे. क्वासार – आकाशगंगांच्या केंद्रांमधून येणारे तेजस्वी किरणोत्सर्गाचे जेट्स यापेक्षा पुढे पाहू नका. या प्रकाशमान दिव्यांवर अतिमॅसिव्ह कृष्णविवरांचा प्रभाव असतो, ज्यांच्या वायू आणि धूलिकणांच्या फिरत्या डिस्क आतल्या दिशेने सर्पिलाकार होत असताना लाखो अंशांपर्यंत गरम होतात.
त्यातील काही पदार्थ गिळंकृत होतात. परंतु काही भाग कृष्णविवराच्या ध्रुवांवरून बाहेर फेकला जातो, जो प्रकाशाच्या जवळजवळ वेगाने सापेक्षतावादी जेट्स म्हणून वाढतो. हे मायक्रोक्वासारमध्ये खूप लहान प्रमाणात देखील घडते, जिथे वायू आणि धूळांची एक अभिवृद्धी डिस्क सूर्याच्या १० ते १०० पट वस्तुमान असलेल्या एका लहान कृष्णविवराभोवती असते.
क्वासार आणि मायक्रोक्वासार दोन्हीमागील ऊर्जा स्रोत म्हणजे कृष्णविवराचाच फिरणे. ते हळूहळू ही ऊर्जा सोडताच, ते मंदावतात – अखेर स्थिर होतात, किंवा भौतिकशास्त्रज्ञ ज्याला श्वार्झचाइल्ड कृष्णविवर म्हणतात, ते केवळ त्यांच्या वस्तुमानाने परिभाषित केले जाते.
६० च्या दशकातील एक कण युक्ती
पेनरोझची मूळ कल्पना अॅक्रेशन डिस्क्सबद्दल नव्हती, तर एर्गोस्फीअरबद्दल होती.
कल्पना करा की एक कॅरोसेल मोटरशिवाय फिरत आहे, फक्त जडत्वामुळे. एक मूल त्यावर एक बॉल फेकते आणि बॉल आत येण्यापेक्षा वेगाने रिबाउंड होतो. या प्रक्रियेत, कॅरोसेल थोडा मंदावतो – बॉलमधील अतिरिक्त ऊर्जा कॅरोसेलच्या फिरण्यामुळे येते असे मानले जाते.
आता मुलाला एका अत्यंत प्रगत संस्कृतीने बदला. बॉलऐवजी, ते एका फिरत्या कृष्णविवराकडे एक कण सोडतात. त्या कणाचा काही भाग बाहेर पडतो – तो आला त्यापेक्षा जास्त ऊर्जा घेऊन जातो. कृष्णविवर मंदावते, अगदी किंचित.
“पेनरोजने कल्पना केली होती की आपण एका कणाला ब्लॅक होलच्या फिरण्याच्या दिशेने सोडतो,” पिनोशेटने Space.com ला दिलेल्या मुलाखतीत म्हटले होते, “आणि या कणाचा एक तुकडा सुरुवातीला सोडलेल्या कणापेक्षा जास्त उर्जेसह आपल्याकडे परत येतो.”
हे सर्व खरे भौतिकशास्त्र आहे. पण ते अत्यंत अव्यवहार्य देखील आहे.
इंजिनिअरिंग द इम्पॉसिबल
आज, आपण कार्दशेव्ह स्केलवर टाइप I सभ्यता देखील नाही, जी त्यांच्या ऊर्जेच्या वापराद्वारे संस्कृतींना क्रमवारी लावते. आपण अद्याप आपल्या स्वतःच्या ग्रहाची ऊर्जा पूर्णपणे वापरलेली नाही. पिनोशेट आपल्याला सुमारे 0.7 वर ठेवतो.
मायक्रोक्वासारची शक्ती मिळविण्यासाठी, आपल्याला टाइप II असणे आवश्यक आहे – आपल्या सौर मंडळाची सर्व ऊर्जा शोषण करण्यास सक्षम. क्वासारमध्ये प्रवेश करण्यासाठी, आपल्याला टाइप III वर उडी मारावी लागेल, जे संपूर्ण आकाशगंगेची ऊर्जा वापरण्यास सक्षम आहे.
“कदाचित सर्वात मोठी अडचण अशी आहे की फिरणाऱ्या कृष्णविवरातून ऊर्जा काढण्यासाठी, आपल्याला यापैकी एक वस्तू आपल्या जवळ असणे आवश्यक आहे,” पिनोशेट म्हणाले. “आपल्या माहितीनुसार, सौरमालेत किंवा त्याच्या जवळच्या परिसरात कोणतेही कृष्णविवर नाहीत.”
सर्वात जवळचे ज्ञात तारकीय-वस्तुमान कृष्णविवर, गैया BH1, 1,560 प्रकाशवर्षे दूर आहे. सर्वात जवळचे सुपरमॅसिव्ह, सॅजिटेरियस A*, आपल्या आकाशगंगेच्या मध्यभागी आहे – पृथ्वीपासून 26,000 प्रकाशवर्षे अंतरावर. जोपर्यंत आपण आंतरतारकीय प्रवासाची क्षमता विकसित करत नाही तोपर्यंत कृष्णविवर ऊर्जा स्वप्नच राहील.
तर, इतक्या दूरच्या गोष्टीचा अभ्यास का करायचा?
“विद्यार्थ्यांनी कृष्णविवरे आणि संबंधित विषयांबद्दल विचार करणे महत्वाचे आहे कारण ते त्यांच्या शैक्षणिक प्रक्रियेत योगदान देते,” पिनोशेट म्हणाले. “ते त्यांची बौद्धिक भूक वाढवते आणि त्यांना चांगले शास्त्रज्ञ बनविण्यास मदत करते.”
तो कृष्णविवरेचा वापर स्प्रिंगबोर्ड म्हणून करत आहे. त्याचे आगामी पेपर्स हॉकिंग रेडिएशनसारख्या घटनांवर चर्चा करतात, जे दर्शविते की कृष्णविवरे उष्णता उत्सर्जित करतात.
“वैयक्तिकरित्या, मी कृष्णविवरे आणि विश्वाचा अभ्यास करतो कारण ते मला बौद्धिक आनंद देते आणि कारण ते विश्वाच्या भव्यतेसमोर खोल नम्रतेची भावना निर्माण करते,” तो म्हणाला.
ही सर्वात मोठी ऊर्जा असू शकते: कुतूहल.
स्रोत: ZME विज्ञान आणि तंत्रज्ञान / Digpu NewsTex
