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

Fordító: Sandor Csaba Kiss Lektor: Csaba Lóki

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

Képzeljük el, hogy a távoli jövőben az emberiség elhagyja bolygónkat,

forge cities on planets thousands of light-years away,

sok ezer fényévre keringő planétákon emel városokat,

and maintain a galactic web of trade and transport.

és az egész galaxist behálózzák a kereskedelmi és közlekedési útvonalak.

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

Mire lenne szüksége a civilizációnknak, hogy mindezt megtegye?

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

Számos kérdés felmerül. Hogyan kommunikálnánk?

What might a galactic government look like?

Milyen lenne a galaktikus kormányzat?

And one of the most fundamental of all:

És mind közül az egyik legfontosabb:

where would we get enough energy to power that civilization—

honnan vennénk az energiát, hogy működtessük a civilizációt,

its industry, its terraforming operations, and its starships?

annak iparát, a terraformálásokat, a csillaghajókat?

An astronomer named Nikolai Kardashev proposed a scale

Egy csillagász, Nyikolaj Kardasev javasolta azt a skálát,

to quantify an evolving civilization’s increasing energy needs.

amellyel egy fejlődő civilizáció növekvő energiaigényét mérhetjük fel.

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

A fejlődés első fázisában, ahol mi is tartunk,

planet-based fuel sources like fossil fuels,

bolygónk erőforrásai, a fosszilis üzemanyagok,

solar panels and nuclear power plants

napelemek, atomerőművek

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

elegendők lehetnek naprendszerünk bolygóinak betelepítéséhez,

but not much beyond that.

de ennél többre nemigen.

For a civilization on the third and final stage,

A harmadik, utolsó fázisban lévő civilizációnak

expansion on a galactic scale would require about 100 billion times

kb. 100 milliárdszor több energia kell galaktikus méretű terjeszkedéséhez,

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

mint a Nap által másodpercenként sugárzott 385 yottajoule.

Barring a breakthrough in exotic physics,

Hacsak nem történik áttörés a fizika valamely határterületén,

there’s only one energy source that could suffice:

egyetlen energiaforrás jöhet szóba:

a supermassive black hole.

a szupertömegű fekete lyuk.

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

Elsőre talán meghökkentő, hogy egy fekete lyuk energiaforrás lehet,

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

pedig így van, köszönhetően az akkréciós korongjának,

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

amely az eseményhorizontba hulló, lapított gyűrűbe összeállt anyag.

Because of conservation of angular momentum,

A perdületmegmaradás törvénye miatt

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

az anyagrészecskék nem hullanak csak úgy a fekete lyukba,

Instead, they slowly spiral.

hanem lassan, spirálisan érik el azt.

Due to the intense gravitational field of the black hole,

A fekete lyuk erős gravitációjának hatására

these particles convert their potential energy to kinetic energy

a részecskék helyzeti energiája mozgási energiává alakul,

as they inch closer to the event horizon.

ahogy egyre közelebb jutnak az eseményhorizonthoz.

Particle interactions allow for this kinetic energy

A részecskék kölcsönhatása eredményeként a mozgási energia

to be radiated out into space

sugárzássá alakulva jut az űrbe.

at an astonishing matter-to-energy efficiency:

Ez az anyag-energia átalakulás elképesztő hatékonyságú:

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

6% a nem forgó, és akár 32% a forgó fekete lyukak esetében.

This drastically outshines nuclear fission,

Ez sokszorosan felülmúlja a maghasadást,

currently the most efficient widely available mechanism

a jelenleg rendelkezésre álló leghatékonyabb eljárást,

to extract energy from mass.

amellyel anyagból energiát nyerhetünk.

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

A maghasadás az uránatom mindössze 0,08%-át alakítja energiává.

The key to harnessing this power may lie in a structure

A fekete lyuk energiájának hasznosításához egy olyan szerkezet lehet a kulcs,

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

amelyet Freeman Dyson fizikus tervezett, és Dyson-gömbnek nevezünk.

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

Dyson vetette fel a 60-as években, hogy egy fejlett, bolygóközi civilizáció

could engineer an artificial sphere around their main star,

képes lenne mesterséges gömböt létrehozni központi csillaga körül,

capturing all of its radiated energy to satisfy their needs.

és így befogni és saját céljaira használni annak kisugárzott energiáját.

A similar, though vastly more complicated design

Hasonló, bár jóval összetettebb megoldás

could theoretically be applied to black holes.

a fekete lyukaknál is alkalmazható lehet.

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

De ahhoz, hogy energiát termeljen, a fekete lyuknak anyagra van szüksége,

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

ezért nem takarhatjuk el teljesen egy gömbbel.

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

Ha megtennénk, a pólusokból kilövellő plazmasugarak,

of many supermassive black holes

amelyek megfigyelhetők sok, szupermasszív fekete lyuknál,

would blow any structure in their way to smithereens.

darabokra robbantanának bármit, ami az útjukba kerül.

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

Így inkább egyfajta Dyson-gyűrűt kellene terveznünk,

made of massive, remotely controlled collectors.

masszív, távolról vezérelt kollektorokkal.

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

Ezek a fekete lyuk körül keringenének,

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

esetleg az akkréciós korong síkjában, de annál kijjebb,

és fényvisszaverő panelekkel sugároznák az összegyűjtött energiát

These devices could use mirror-like panels

to transmit the collected energy to a powerplant,

az erőművekhez,

or a battery for storage.

vagy tárolótelepekhez.

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

A kollektorok elhelyezésénél ügyelni kell a fekete lyuktól való távolságukra.

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

Ha túl közel vannak, megolvadnak a kisugárzott energiától,

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

Ha túl távol, a rendelkezésre álló energia töredékét tudják csak összegyűjteni,

and might be disrupted by stars orbiting the black hole.

és a fekete lyuk körül keringő csillagok zavarhatják a működésüket.

We would likely need several Earths worth of highly reflective material

A szerkezet megépítéséhez valószínűleg több földnyi,

like hematite to construct the full system—

jó fényvisszaverő anyagra volna szükség, például hematitra,

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

és további néhány bolygónyi anyagra, az összeszerelő robotok légióihoz.

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

Ha megépülne, a Dyson-gyűrű technológiai mestermű lenne,

powering a civilization spread across every arm of a galaxy.

amely képes ellátni energiával egy galaxist benépesítő civilizációt.

This all may seem like wild speculation.

Mindez elrugaszkodottnak tűnhet,

But even now, in our current energy crisis,

de már ma is, a jelenlegi energiaválságban,

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

szembe kell néznünk azzal, hogy bolygónk energiaforrásai végesek.

New ways of sustainable energy production will always be needed,

A megújuló energia előállítására folyamatosan keressük az új módszereket,

especially as humanity works towards the survival

különösen, hogy ez a záloga

and technological progress of our species.

fajunk túlélésének és technológiai fejlődésének.

Perhaps there’s already a civilization out there

Talán most is létezik valahol egy civilizáció,

that has conquered these astronomical giants.

amely leigázta az űr ezen óriásait.

We may even be able to tell

Akár fel is ismerhetjük őket,

by seeing the light from their black hole periodically dim

a fekete lyuk felől érkező fény időszakos elhalványodásából,

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

ahogy a Dyson-gyűrű elhalad köztük és köztünk.

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

De az is lehet, hogy e szuperszerkezetek megmaradnak elméletnek.

Only time— and our scientific ingenuity— will tell.

Erre csak az idő – és az alkotó tudomány – adhat választ.