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黑小天很白銀蟲 (小有名氣)
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[求助]
如果利用克爾黑洞提取能量，物質(zhì)與能量的轉(zhuǎn)化程度
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問題如題，雖然我是化學(xué)方面的，但是此類物理很感興趣，自己沒有多少基礎(chǔ)知識，網(wǎng)上也找不到， 請告訴我是不是如質(zhì)能轉(zhuǎn)化一樣的效率呢，還有怎么算 |
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【答案】應(yīng)助回帖
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黑小天很白: 回帖置頂 2013-07-07 18:46:32
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華麗的飄過: 金幣+4, 3q 2013-07-09 02:13:12
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以前看過一些關(guān)于黑洞的書，克爾黑洞好像是最多會有27%的質(zhì)量以轉(zhuǎn)動動能的形式存在，此狀態(tài)下的黑洞視界赤道上自轉(zhuǎn)線速度無限逼近光速。黑洞的轉(zhuǎn)動動能是可以提取出來的。 旋轉(zhuǎn)的黑洞會拖曳著它附近的時空以前轉(zhuǎn)動，形成時空的漩渦。假如你坐在飛船上靠近克爾黑洞，其過程好比你坐在船上靠近一個海中的大漩渦。隨著你離漩渦越來越近，船會被漩渦的水流拖著繞圈，轉(zhuǎn)得越來越快，與此同時受到漩渦的吸引了向漩渦中心運(yùn)動（靠近黑洞的飛船會被時空拖曳著有繞黑洞旋轉(zhuǎn)和落入黑洞的趨勢）�？拷揭欢ǔ潭�，水流的切向速度達(dá)到船馬達(dá)所能提供的最大速度，船就不可能在水流中靜止了，但這個時候你仍然可以船頭垂直的背離漩渦中心，開動馬達(dá)，以螺旋線的運(yùn)動形式離開漩渦。（與此類似，當(dāng)靠近旋轉(zhuǎn)的黑洞一定的距離，黑洞拖曳時空旋轉(zhuǎn)的切向速度達(dá)到光速，這個時候任何物體都無法再保持靜止，這樣一個界限被稱之為靜止界限。）繼續(xù)靠近漩渦，當(dāng)水流徑向運(yùn)動的速度也超過船的極限速度時，船就會不可避免地卷入漩渦，再也無法逃離（對應(yīng)黑洞來講，徑向運(yùn)動達(dá)到光速的這個距離就是黑洞視界）。在克爾黑洞靜止界限與視界之間的區(qū)域，叫做能層。如果派飛船進(jìn)入能層，然后朝黑洞轉(zhuǎn)動方向的反方向扔下一個重物，然后快速離去。這個過程會使黑洞轉(zhuǎn)動的角動量降低，減少的部分轉(zhuǎn)移到飛船上，另外，轉(zhuǎn)動量也降低，這部分能量也轉(zhuǎn)移到了飛船上，這就從黑洞中提取了能量。 另外，如果一遠(yuǎn)離黑洞并與黑洞相對靜止的質(zhì)量為m的物體落入黑洞，它在黑洞視界處動能為mc^2。因此，可以在旋轉(zhuǎn)黑洞靜止界限外修建黑洞城市，將城市垃圾裝在一串相互鏈接的小車中，小車串沿螺旋線依次落向黑洞，每輛小車在到達(dá)拋射點(diǎn)時將車內(nèi)垃圾倒出，黑洞在捕獲垃圾時損失的旋轉(zhuǎn)能則由小車帶出。這樣不但將垃圾的全部靜止質(zhì)量轉(zhuǎn)換成了能量，還能夠提取黑洞的一部分轉(zhuǎn)動動能。 物體落入黑洞的過程是宇宙在質(zhì)能轉(zhuǎn)化效率最高的過程之一，和正反物質(zhì)湮滅一樣能夠?qū)⑽矬w的靜止質(zhì)量全部轉(zhuǎn)化成能量。旋轉(zhuǎn)的黑洞轉(zhuǎn)動動能是可以提取的，但提取的過程需要有物質(zhì)落入黑洞，落入黑洞的問題質(zhì)量至少和提取的轉(zhuǎn)動動能相等，黑洞的總質(zhì)能不會減少，黑洞視界的面積也不會減少（黑洞視界的面積對于黑洞的熵，黑洞視界面積不會減少正如熱力學(xué)第二定律描述的熵不會減少）。 最后呢，推薦一本介紹黑洞的書吧，書名就叫《黑洞》，作者忘了，這書的四個大章節(jié)的標(biāo)題分別是“引力與光”、”火中鳳凰“、”光的消逝“和”光的復(fù)歸“。這本書還是我初中的時候第一次看，當(dāng)時在網(wǎng)上看的，并不太懂，只覺得非常新奇刺激，不過還是記住了轉(zhuǎn)動黑洞的”能層“、”外視界“、”內(nèi)視界“、”奇異環(huán)“這些東西，大學(xué)了在圖書館偶然之間再次看到，又重新翻看了一遍，感慨萬千。還有一本書《黑洞與時間彎曲——愛因斯坦的幽靈》，這本書開頭的《序章 黑洞之旅》非常精彩，最好看看。 |
黑小天很白2樓2013-07-06 01:37:01
黑小天很白
銀蟲 (小有名氣)
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3樓2013-07-07 18:47:27
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