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

Tłumaczenie: Marta Konieczna (Kliber) Korekta: Marta Grochowalska

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

Wyobraź sobie daleką przyszłość, w której ludzie opuścili błękitną kropkę

forge cities on planets thousands of light-years away,

i zakładają miasta na planetach oddalonych o tysiące lat świetlnych,

and maintain a galactic web of trade and transport.

utrzymując galaktyczną sieć handlu i transportu.

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

Czego potrzebowałaby nasza cywilizacja, by dokonać takiego skoku rozwojowego?

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

Trzeba rozważyć wiele rzeczy.

Jak wyglądałaby komunikacja?

What might a galactic government look like?

Jak wyglądałby galaktyczny rząd?

And one of the most fundamental of all:

I najważniejsze ze wszystkich,

where would we get enough energy to power that civilization—

skąd wzięlibyśmy wystarczającą ilość energii, by zasilić tę cywilizację,

its industry, its terraforming operations, and its starships?

przemysł, terraformowanie i statki kosmiczne?

An astronomer named Nikolai Kardashev proposed a scale

Astronom Nikołaj Kardaszow zaproponował klasyfikację cywilizacji

to quantify an evolving civilization’s increasing energy needs.

według zapotrzebowania energetycznego.

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

Na pierwszym etapie ewolucji, w którym właśnie się znajdujemy,

planet-based fuel sources like fossil fuels,

źródła energii dostępne na planetach, takie jak paliwa kopalne,

solar panels and nuclear power plants

panele słoneczne lub elektrownie atomowe,

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

powinny wystarczyć na zasiedlenie sąsiednich planet naszego układu,

but not much beyond that.

ale na nic więcej.

For a civilization on the third and final stage,

Dla cywilizacji na trzecim i ostatnim poziomie

expansion on a galactic scale would require about 100 billion times

ekspansja na skalę galaktyczną wymagałaby sto miliardów razy

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

więcej energii niż 385 jottadżuli, które Słońce emituje każdej sekundy.

Barring a breakthrough in exotic physics,

Bez jakiegoś przełomu w fizyce cząstek elementarnych,

there’s only one energy source that could suffice:

istnieje tylko jedno wystarczające źródło energii,

a supermassive black hole.

supermasywna czarna dziura.

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

Wizja czarnych dziur jako źródła energii wydaje się sprzeczna z intuicją,

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

ale tym właśnie są dzięki dyskom akrecyjnym,

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

czyli okrągłym, płaskim strukturom z materii wpadającej w horyzont zdarzeń.

Because of conservation of angular momentum,

Z powodu zachowania momentu pędu

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

cząstki nie wpadają prosto do czarnej dziury,

Instead, they slowly spiral.

ale powoli poruszają się ruchem spiralnym.

Due to the intense gravitational field of the black hole,

Ze względu na silne pole grawitacyjne czarnej dziury,

these particles convert their potential energy to kinetic energy

cząstki te zamieniają swoją energię potencjalną na kinetyczną,

as they inch closer to the event horizon.

w miarę zbliżania się do horyzontu zdarzeń.

Particle interactions allow for this kinetic energy

Oddziaływania między cząstkami pozwalają energii kinetycznej

to be radiated out into space

promieniować w przestrzeń,

at an astonishing matter-to-energy efficiency:

z zaskakującą efektywnością przekształcania masy na energię.

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

6% dla nieobracających się czarnych dziur i do 32% dla obracających się.

This drastically outshines nuclear fission,

To drastycznie przyćmiewa rozszczep jądra atomowego,

currently the most efficient widely available mechanism

obecnie najbardziej efektywnego i szeroko dostępnego mechanizmu

to extract energy from mass.

wydobywania energii z masy.

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

Rozszczepianie przekształca tylko 0,08% atomu uranu w energię.

The key to harnessing this power may lie in a structure

Kluczem do ujarzmienia tej mocy może być sfera Dysona,

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

struktura wymyślona przez fizyka Freemana Dysona.

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

W latach 60. Dyson założył, że zaawansowana cywilizacja planetarna

could engineer an artificial sphere around their main star,

może zbudować sferę wokół gwiazdy macierzystej,

capturing all of its radiated energy to satisfy their needs.

przechwytując na swoje potrzeby całą wyemitowaną energię.

A similar, though vastly more complicated design

Podobna, choć znacznie bardziej skomplikowana konstrukcja,

could theoretically be applied to black holes.

mogłaby teoretycznie zostać zastosowana do czarnych dziur.

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

Aby produkować energię, czarne dziury muszą być stale zasilane,

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

więc nie pokrywalibyśmy ich w całości sferą.

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

Nawet gdybyśmy to zrobili, strumienie plazmy wystrzeliwujące z biegunów

of many supermassive black holes

wielu supermasywnych czarnych dziur

would blow any structure in their way to smithereens.

rozerwałyby na strzępy każdą konstrukcję na swojej drodze.

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

Zamiast tego, możemy zaprojektować jakiś rodzaj pierścienia Dysona,

made of massive, remotely controlled collectors.

wykonanego z ogromnych, zdalnie sterowanych kolektorów.

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

Zapełniłyby orbitę wokół czarnej dziury,

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

może na płaszczyźnie dysku akrecyjnego, ale dalej.

These devices could use mirror-like panels

Urządzenia te mogłyby wykorzystywać panele lustrzane

to transmit the collected energy to a powerplant,

do przesyłania zgromadzonej energii do elektrowni

or a battery for storage.

albo magazynować ją w bateriach.

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

Musielibyśmy ustawić kolektory w odpowiedniej odległości.

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

Zbyt blisko stopiłyby się od wypromieniowanej energii.

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

Za daleko zebrałyby tylko maleńki ułamek dostępnej energii,

and might be disrupted by stars orbiting the black hole.

a gwiazdy krążące wokół czarnej dziury mogłyby zakłócić ich pracę.

We would likely need several Earths worth of highly reflective material

Potrzebny byłby silnie odblaskowy materiał jak hematyt,

like hematite to construct the full system—

w ilości kilkukrotnie przewyższającej wielkość Ziemi,

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

plus zniszczenie kilku planet do stworzenia legionu robotów budowlanych.

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

Tak zbudowany pierścień Dysona byłby technologicznym arcydziełem,

powering a civilization spread across every arm of a galaxy.

zasilającym cywilizację rozsianą po wszystkich ramionach galaktyki.

This all may seem like wild speculation.

To wszystko może wydawać się szalonymi spekulacjami,

But even now, in our current energy crisis,

ale już obecny kryzys energetyczny

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

stawia nas przed problemem wyczerpywania się zasobów planety.

New ways of sustainable energy production will always be needed,

Zawsze będą potrzebne nowe sposoby zrównoważonej produkcji energii,

especially as humanity works towards the survival

zwłaszcza że ludzkość dąży do przetrwania

and technological progress of our species.

i technologicznej ewolucji.

Perhaps there’s already a civilization out there

Być może gdzieś już istnieje cywilizacja,

that has conquered these astronomical giants.

która ujarzmiła te astronomiczne giganty.

We may even be able to tell

Może nawet będziemy mogli to potwierdzić,

by seeing the light from their black hole periodically dim

obserwując okresowo przyćmione światło z czarnej dziury,

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

gdy elementy pierścienia Dysona przesuwają się między nami a nią.

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

A może te superstruktury są skazane na pozostanie w sferze teorii.

Only time— and our scientific ingenuity— will tell.

Tylko czas i inwencja naukowa mogą na to odpowiedzieć.