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

תרגום: עריכה: Ido Dekkers

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

דמיינו עתיד רחוק בו אנשים מגיעים מעבר לנקודה הכחולה שלנו,

forge cities on planets thousands of light-years away,

ומקימים ערים על פלנטות אלפי שנות אור מפה,

ומתחזקים רשת גלקטית של סחר ותחבורה.

and maintain a galactic web of trade and transport.

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

מה ידרש לציביליזציה שלנו כדי לעשות את הזינוק הזה?

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

יש הרבה דברים לשקול -- איך נתקשר?

What might a galactic government look like?

איך יראה ממשל גלקטי?

And one of the most fundamental of all:

ואחד מהכי בסיסיים מכולם:

where would we get enough energy to power that civilization—

מאיפה נשיג מספיק אנרגיה כדי לספק כוח לציביליציה --

its industry, its terraforming operations, and its starships?

לתעשייה שלה, פעולות שינוי פני פלנטות, והחלליות?

An astronomer named Nikolai Kardashev proposed a scale

אסטרונום בשם ניקולאי קרדאשב הציע קנה מידה

to quantify an evolving civilization’s increasing energy needs.

לכמת את צריכת האנרגיה של ציביליזציות מתפתחות.

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

בשלב האבולוציוני הראשון, בו אנחנו נמצאים כרגע,

planet-based fuel sources like fossil fuels,

דלקים מבוססי פלנטה כמו דלקים מאובנים,

solar panels and nuclear power plants

לוחות סולריים ומפעלי כוח גרעיניים

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

כנראה מספיקים כדי ליישב פלנטות אחרות במערכת השמש שלנו,

but not much beyond that.

אבל לא הרבה מעבר לה.

For a civilization on the third and final stage,

לציביליזציה בשלב השלישי והאחרון,

expansion on a galactic scale would require about 100 billion times

התרחבות בקנה מידה גלקטי ידרוש בערך פי 100 מיליארד

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

יותר אנרגיה מכל ה 385 יוטה ג’אולים שהשמש שלנו משחררת כל שניה.

Barring a breakthrough in exotic physics,

אם נתעלם מפריצת דרך בפיזיקה אקזוטית,

there’s only one energy source that could suffice:

יש רק מקור אנרגיה אחד שיכול להספיק:

a supermassive black hole.

חור שחור סופר מסיבי.

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

זה מנוגד להגיון לחשוב על חורים שחורים כמקורות אנרגיה,

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

אבל זה בדיוק מה שהם, תודות לדיסקות הספיחה שלהם:

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

מבנים מעגליים ושטוחים שנוצרים על ידי חומר שנופל לאופק הארועים.

Because of conservation of angular momentum,

בגלל שימור התנע המעגלי,

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

חלקיקים שם לא צונחים ישר לתוך החור השחור.

Instead, they slowly spiral.

במקום, הם נופלים בספירלה איטית.

Due to the intense gravitational field of the black hole,

בשל שדות כבידתיים חזקים של החור השחור,

these particles convert their potential energy to kinetic energy

החלקיקים האלה ממירים את האנרגיה הפוטנציאלית שלהם באנרגיה קינטית

as they inch closer to the event horizon.

כשהם מתקרבים לאופק הארועים.

השפעות בין חלקיקים מאפשרים לארגיה הקינטית הזו

Particle interactions allow for this kinetic energy

to be radiated out into space

להקרין החוצה לחלל

at an astonishing matter-to-energy efficiency:

ביעילות מדהימה של חומר לאנרגיה:

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

6% לחורים שחורים לא מסתובבים, ועד 32% למסתובבים.

This drastically outshines nuclear fission,

זה מאפיל דרסטית על ביקוע גרעיני,

currently the most efficient widely available mechanism

שהוא כרגע המנגנון הנפוץ הכי יעיל

to extract energy from mass.

להוציא אנרגיה ממאסה.

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

ביקוע ממיר רק 0.08% מאטום אורניום לאנרגיה.

The key to harnessing this power may lie in a structure

המפתח לרתימת הכוח הזה אולי נמצא במבנה

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

שהומצא על ידי הפיזיקאי פרימן דייסון, שידוע כספירת דייסון.

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

ב 1960, דייסון הציע שציביליזציה פלנטרית מתקדמת

could engineer an artificial sphere around their main star,

תוכל להנדס ספירה מלאכותית סביב הכוכב המרכזי,

ותלכוד את כל הקרינה שלו כדי לספק את הצרכים שלהם.

capturing all of its radiated energy to satisfy their needs.

A similar, though vastly more complicated design

בדומה, אבל בעיצוב מורכב בהרבה

could theoretically be applied to black holes.

תוכל תאורתית להיות מיושמת לחור שחור.

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

כדי לייצר ארגיה, חורים שחורים צריכים להיות מוזנים באופן מתמשך --

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

כך שלא נרצה לכסות אותו לגמרי בספירה.

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

אפילו אם היינו עושים זאת, סילוני הפלאזמה שנורים מהקטבים

of many supermassive black holes

של הרבה חורים שחורים סופר מאסיביים

would blow any structure in their way to smithereens.

יפוצצו את המבנה שבדרכם לשבבים.

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

אז במקום, אולי נתכנן סוג של טבעת דייסון,

made of massive, remotely controlled collectors.

שעשויה מקולטנים מסיביים שנשלטים מרחוק.

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

הם יקיפו במסלול כנחיל סביב החור השחור,

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

אולי על מישור דיסקת הספיחה שלו, אבל רחוק יותר.

These devices could use mirror-like panels

המכשירים האלה יוכלו להשתמש בפנלים דמויי מראה

to transmit the collected energy to a powerplant,

כדי לשדר את הארגיה המרוכזת לתחנת כוח,

or a battery for storage.

או סוללה למאגר.

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

נצטרך להבטיח שקולטים אלה בנויים בדיוק ברדיוס הנכון:

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

קרוב מדי והם ימסו מהאנרגיה מוקרנת.

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

רחוק מדי, והם יאספו רק חלק זעיר מהאנרגיה הזמינה

and might be disrupted by stars orbiting the black hole.

ואולי יופרעו על ידי כוכבים המקיפים את החור השחור.

We would likely need several Earths worth of highly reflective material

כנראה היינו צריכים חומר משקף במשקל של כמה פעמים כדור הארץ

like hematite to construct the full system—

כמו המטיט כדי לבנות את המערכת השלמה --

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

פלוס כמה פלנטות מפורקות נוספות כדי ליצור ליגיון של רובוטי בניה.

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

ברגע שתיבנה, טבעת הדייסון תהיה יצירת מופת טכנולוגית,

powering a civilization spread across every arm of a galaxy.

שתתן כוח להתפשטות האנושות לרוחב כל זרוע של הגלקסיה.

This all may seem like wild speculation.

כל זה אולי נראה כמו ספקולציות פרועות.

But even now, in our current energy crisis,

אבל אפילו עכשיו, במשבר האנרגיה עכשיווי שלנו,

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

אנחנו ניצבים בפני המשאבים המוגבלים של הפלנטה שלנו.

New ways of sustainable energy production will always be needed,

דרכים חדשות של יצור אנרגיה מקיימת תמיד ידרשו,

especially as humanity works towards the survival

בעיקר כשהאנושות עובדת להשרדות

and technological progress of our species.

וההתקדמות הטכנולוגית של המין שלנו.

Perhaps there’s already a civilization out there

אולי יש כבר ציביליזציות

that has conquered these astronomical giants.

שכבשו את הענקים האסטרונומיים האלה.

We may even be able to tell

אולי נוכל אפילו לדעת

by seeing the light from their black hole periodically dim

על ידי צפיה באור מחור שחור מעומעם באופן מחזורי

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

כשפיסות של טבעת דייסון עוברות ביניינו לבינו.

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

או אולי מבני העל האלה נידונו להשאר בממלכת התאוריה.

Only time— and our scientific ingenuity— will tell.

רק הזמן -- ויכולת ההמצאה המדעית שלנו -- יגידו.