Could we steal the power of a black hole? - Fabio Pacucci

Επιμέλεια: Vaia Katsarou

Imagine a distant future when humans reach beyond our pale blue dot,

Φανταστείτε ένα μακρινό μέλλον όταν, εμείς οι άνθρωποι, θα ταξιδεύουμε

πέρα από την ωχρή, μπλε κουκκίδα μας,

forge cities on planets thousands of light-years away,

θα χτίζουμε πόλεις σε πλανήτες χιλιάδες έτη φωτός μακριά

και θα διατηρούμε ένα γαλαξιακό δίκτυο εμπορίου και μεταφορών.

and maintain a galactic web of trade and transport.

What would it take for our civilization to make that leap?

Τι θα χρειαζόταν ο πολιτισμός μας για να κάνει αυτό το άλμα;

There are many things to consider— how would we communicate?

Πρέπει να λάβουμε υπόψη μας πολλά:

Πώς θα επικοινωνούσαμε;

What might a galactic government look like?

Τι είδους γαλαξιακή κυβέρνηση θα είχαμε;

And one of the most fundamental of all:

Και το θεμελιώδες όλων:

where would we get enough energy to power that civilization—

Από πού θα παίρναμε ενέργεια για να τροφοδοτήσουμε αυτόν τον πολιτισμό,

its industry, its terraforming operations, and its starships?

τη βιομηχανία, τις εργασίες γεωδιαμόρφωσης και τα διαστημόπλοιά του;

An astronomer named Nikolai Kardashev proposed a scale

Ο αστρονόμος Νικολάι Καρντάσεφ πρότεινε μια κλίμακα να μετρήσουμε

to quantify an evolving civilization’s increasing energy needs.

τις αυξανόμενες ενεργειακές ανάγκες ενός εξελισσόμενου πολιτισμού.

In the first evolutionary stage, which we’re currently in,

Στο πρώτο εξελικτικό στάδιο, στο οποίο βρισκόμαστε αυτήν την στιγμή,

planet-based fuel sources like fossil fuels,

τα καύσιμα που προέρχονται από τον ίδιο τον πλανήτη,

όπως ορυκτά καύσιμα, ηλιακοί συλλέκτες και πυρηνικοί σταθμοί,

solar panels and nuclear power plants

are probably enough to settle other planets inside our own solar system,

είναι, πιθανότατα, αρκετά για να εγκατασταθούμε σε άλλους πλανήτες,

εντός του ηλιακού μας συστήματος,

but not much beyond that.

αλλά όχι πιο πέρα απ΄αυτό.

For a civilization on the third and final stage,

Για έναν πολιτισμό του τρίτου και τελικού σταδίου,

expansion on a galactic scale would require about 100 billion times

η επέκταση σε γαλαξιακή κλίμακα θα απαιτούσε

100 δισ. φορές περισσότερη ενέργεια από τα 385 γιότα-τζάουλ

more energy than the full 385 yotta joules our sun releases every second.

που απελευθερώνει ο ήλιος μας κάθε δευτερόλεπτο.

Barring a breakthrough in exotic physics,

Αν εξαιρέσουμε κάποια σημαντική ανακάλυψη στην εξωτική Φυσική,

there’s only one energy source that could suffice:

υπάρχει μόνο μία αρκετά μεγάλη πηγή ενέργειας:

a supermassive black hole.

μια υπερ-τεράστια μαύρη τρύπα.

It’s counterintuitive to think of black holes as energy sources,

Αντιβαίνει στα όσα ξέρουμε το να τις θεωρούμε ως πηγές ενέργειας,

but that’s exactly what they are, thanks to their accretion disks:

αλλά αυτό, ακριβώς, είναι οι μαύρες τρύπες χάρη στους δίσκο προσαύξησής τους:

circular, flat structures formed by matter falling into the event horizon.

μιας κυκλικής, επίπεδης δομής από ύλη

που πέφτει μέσα στον ορίζοντα γεγονότων.

Because of conservation of angular momentum,

Λόγω της διατήρησης της γωνιακής στροφορμής,

particles there don’t just plummet straight into the black hole.

τα σωματίδια δεν κατακρημνίζονται, απλώς, μέσα στη μαύρη τρύπα.

Instead, they slowly spiral.

Αντιθέτως, περιελίσσονται αργά.

Due to the intense gravitational field of the black hole,

Λόγω του ισχυρού βαρυτικού πεδίου της μαύρης τρύπας,

these particles convert their potential energy to kinetic energy

τα σωματίδια αυτά μετατρέπουν τη δυναμική τους ενέργεια σε κινητική,

as they inch closer to the event horizon.

καθώς πλησιάζουν τον ορίζοντα γεγονότων.

Αλληλεπιδράσεις μεταξύ των σωματιδίων

Particle interactions allow for this kinetic energy

επιτρέπουν αυτήν την κινητική ενέργεια να ακτινοβολείται στο διάστημα,

to be radiated out into space

at an astonishing matter-to-energy efficiency:

με μια εκπληκτική απόδοση μάζας προς ενέργεια:

6% for non-rotating black holes, and up to 32% for rotating ones.

6% για τις στατικές μαύρες τρύπες και μέχρι 32% για τις περιστρεφόμενες.

This drastically outshines nuclear fission,

Αυτό ξεπερνά κατά πολύ την πυρηνική σχάση,

currently the most efficient widely available mechanism

τον πιο αποδοτικό, αυτήν τη στιγμή, και ευρέως προσβάσιμο μηχανισμό

to extract energy from mass.

απόσπασης ενέργειας από μάζα.

Fission converts just 0.08% of a Uranium atom into energy.

Η σχάση μετατρέπει, μόλις, το 0,08% ενός ατόμου ουρανίου σε ενέργεια.

The key to harnessing this power may lie in a structure

Η αξιοποίηση αυτής της ενέργειας ίσως βρίσκεται σε μια υποθετική κατασκευή

devised by physicist Freeman Dyson, known as the Dyson sphere.

που επινοήθηκε από τον φυσικό Φρίμαν Ντάισον,

γνωστή ως «Σφαίρα Ντάισον».

In the 1960s, Dyson proposed that an advanced planetary civilization

Τη δεκαετία του 1960, ο Ντάισον πρότεινε ότι ένας εξελιγμένος πλανητικός πολιτισμός

could engineer an artificial sphere around their main star,

θα μπορούσε να δομήσει μια τεχνητή σφαίρα γύρω από το κύριο άστρο του,

αιχμαλωτίζοντας την ενέργεια του άστρου προς κάλυψη των αναγκών του.

capturing all of its radiated energy to satisfy their needs.

A similar, though vastly more complicated design

Μια παρόμοια, αλλά εξαιρετικά πολυπλοκότερη σχεδίαση

could theoretically be applied to black holes.

θα μπορούσε, θεωρητικά, να εφαρμοστεί στις μαύρες τρύπες.

In order to produce energy, black holes need to be continuously fed—

Για να μπορούν να παράγουν ενέργεια, οι μαύρες τρύπες

πρέπει συνεχώς να «τρέφονται».

so we wouldn’t want to fully cover it with a sphere.

Δεν πρέπει, λοιπόν, να τις καλύψουμε, πλήρως, με μια σφαίρα.

Even if we did, the plasma jets that shoot from the poles

Ακόμα και αν θέλαμα, οι πίδακες πλάσματος που εκτοξεύονται από τους πόλους

of many supermassive black holes

των υπερτεράστιων μαύρων τρυπών,

would blow any structure in their way to smithereens.

θα εκτίνασαν οποιαδήποτε κατασκευή στα «εξ ων συνετέθη».

So instead, we might design a sort of Dyson ring,

Σε αυτήν την περίπτωση, θα σχεδιάζαμε κάτι σαν το «δαχτυλίδι του Ντάισον»,

made of massive, remotely controlled collectors.

αποτελούμενο από γιγάντιους, τηλεχειριζόμενους συλλέκτες.

They’d swarm in an orbit around a black hole,

Αυτοί θα κινούνταν σε τροχιά γύρω από μια μαύρη τρύπα,

perhaps on the plane of its accretion disk, but farther out.

ίσως στο επίπεδο του δίσκου προσαύξησης, αλλά πολύ πιο έξω και μακριά.

Αυτές οι συσκευές θα μπορούσαν να έχουν συλλέκτες σαν καθρέφτες,

These devices could use mirror-like panels

to transmit the collected energy to a powerplant,

ώστε να μεταφέρουν τη συλεχθείσα ενέργεια σε σταθμούς ενέργειας,

or a battery for storage.

ή σε μπαταρίες, για αποθήκευση.

We’d need to ensure that these collectors are built at just the right radius:

Θα πρέπει να διασφαλιστεί ότι οι συλλέκτες θα βρίσκονταν στη σωστή ακτίνα:

too close and they’d melt from the radiated energy.

Πολύ κοντά θα έλιωναν από την ακτινοβολούμενη ενέργεια.

Too far, and they’d only collect a tiny fraction of the available energy

Πολύ μακριά θα συνέλεγαν ένα μικρό μέρος της διαθέσιμης ενέργειας,

and might be disrupted by stars orbiting the black hole.

και, ίσως, παρεμποδίζονταν από άστρα σε τροχιά στη μαύρη τρύπα.

We would likely need several Earths worth of highly reflective material

Ίσως να χρειαζόμασταν ολόκληρους πλανήτες με υλικά υψηλής ανάκλασης,

like hematite to construct the full system—

όπως ο αιματίτης, για να κατασκευάσουμε ολόκληρο το σύστημα,

plus a few more dismantled planets to make a legion of construction robots.

συν μερικούς ακόμα πλανήτες, για να φτιάξουμε μιλιούνια ρομπότ-χτίστες.

Όταν ολοκληρωνόταν, το δαχτυλίδι του Ντάισον

Once built, the Dyson ring would be a technological masterpiece,

θα ήταν ένα τεχνολογικό αριστούργημα,

powering a civilization spread across every arm of a galaxy.

που θα παρείχε ενέργεια σε έναν πολιτισμό διασπαρμένο σε κάθε γωνιά του γαλαξία.

This all may seem like wild speculation.

Όλα αυτά μπορεί να ακούγονται σαν τρελές φαντασιώσεις.

But even now, in our current energy crisis,

Ωστόσο, σήμερα, ήδη, στην τρέχουσα ενεργειακή κρίση,

we’re confronted by the limited resources of our planet.

βλέπουμε ότι οι πόροι του πλανήτη μας είναι περιορισμένοι.

New ways of sustainable energy production will always be needed,

Νέοι τρόποι παραγωγής βιώσιμης ενέργειας θα χρειάζονται πάντα,

especially as humanity works towards the survival

ειδικά όσο η ανθρωπότητα αγωνίζεται για την επιβίωση

and technological progress of our species.

και την τεχνολογική πρόοδο του είδους μας.

Perhaps there’s already a civilization out there

Ίσως να υπάρχει, ήδη, κάποιος πολιτισμός εκεί έξω

that has conquered these astronomical giants.

που να έχει δαμάσει αυτούς τους τεράστιους γίγαντες.

We may even be able to tell

Ίσως να μπορούμε να τον δούμε

by seeing the light from their black hole periodically dim

από το φως της δικής τους μαύρης τρύπας που αναβοσβήνει περιοδικά,

as pieces of the Dyson ring pass between us and them.

καθώς τμήματα του δαχτυλιδιού του Ντάισον περνούν ανάμεσα σ’ αυτούς και σε εμάς.

Ίσως, πάλι, αυτές οι υπερκατασκευές να είναι καταδικασμένες να παραμείνουν

Or maybe these superstructures are fated to remain in the realm of theory.

στον κόσμο της θεωρίας.

Only time— and our scientific ingenuity— will tell.

Μόνο ο χρόνος και η επιστημονική μας εφευρετικότητα,

θα το δείξουν.