ブラックホールからエネルギーを取り出す方法判明! 負のエネルギーを使って…リアル『インターステラー』に!

 周囲にあるものすべてを飲み込む“宇宙の墓場”であるブラックホールは、実は無尽蔵のエネルギー源だった!? 最新の研究でブラックホールからエネルギーを抽出する方法が解説されていて興味深い。

ブラックホールは無尽蔵のエネルギー供給源

 地上の草木は太陽からのエネルギーに頼っているし、我々もまた近年になって太陽光発電に本腰を入れはじめている。

 宇宙文明の発展度を示す「カルダシェフ・スケール」によれば、最初の段階の「タイプ1」の文明は母星の恒星から降り注ぐすべてのエネルギーを利用できるものとして定義されている。とすれば我々にとってひとまず太陽から地球にもたらされるエネルギーを取りこぼすことなく吸収して、すべてを活用できるようになることが先決といえるだろう。

 しかしそこへ思いがけないところから新たな可能性が拓けてきた。なんとブラックホールから無尽蔵のエネルギーを取り出せるとういのである。

 さかのぼること1969年、ノーベル賞受賞(2020年)の物理学者、ロジャー・ペンローズ氏は、ブラックホールからエネルギーを抽出できる可能性を最初に指摘している。

 それから52年が過ぎた2021年、ペンローズのアイデアをさらに深掘りした新たな研究では、回転するブラックホールの外に位置するエルゴ球(ergosphere)におけるカオス的な磁気活動が、潜在的に収穫される可能性のある大量のエネルギーをどのように生成するかを説明している。そして遠い将来において、恒星ではなくブラックホールのエネルギーを利用することによって人類文明が長きにわたって生き残る可能性を示唆している。

ブラックホールからエネルギーを取り出す方法判明! 負のエネルギーを使って…リアル『インターステラー』に!の画像1
「Big Think」の記事より


 太陽のように我々の天の川銀河に散在する恒星は計り知れない量のエネルギーを生み出している。しかしながら、まさに陰と陽の“陰”であるブラックホールも同様に無尽蔵のエネルギーを放っているのだ。

 科学者たちは何十年もの間、恒星が崩壊したときに形成される時空の不可解な領域であるブラックホールからエネルギーを抽出できるかどうかに考えをめぐらせてきた。超凝縮物質であるこれらの領域からエネルギーを吸い上げることが物理的および実際的に可能であれば、深宇宙文明に事実上無限の電力供給を提供する可能性があるのだ。

 人類がひとたび宇宙に進出した暁には、太陽などの恒星の光が届かない場所での活動を余儀なくされるケースもあるのかもしれない。そういった場合にブラックホールをエネルギーの供給源にできることになるわけで、人類の深宇宙探査に大きな希望が持てる話題になるだろう。

ブラックホールからエネルギーを取り出す方法判明! 負のエネルギーを使って…リアル『インターステラー』に!の画像2
「Big Think」の記事より

人類の宇宙開発に明るい希望

 では具体的にどうすればブラックホールからエネルギーを取り出せるのか。

 ブラックホールの“玄関”となる「事象の地平線(event horizon)」のすぐ外側の領域は「エルゴ球(ergosphere)」と呼ばれている。すべてを飲み込むブラックホールの事象の地平線まで到達してしまうと、もはや戻ってくることはできないのだが、このエルゴ球の領域であれば戻ってこられるチャンスは残されている。

ブラックホールからエネルギーを取り出す方法判明! 負のエネルギーを使って…リアル『インターステラー』に!の画像3
最も外側の領域が「エルゴ球」 「Big Think」の記事より

 2021年1月にアメリカ物理学会の学術誌「PhysicalReview D」に掲載された今回の研究でコロンビア大学の物理学者、ルカ・コミッソ氏とフェリペ・アセンホ氏は、ブラックホールからエネルギーを抽出する別の方法として、ブラックホールの磁場にフォーカスを当てている。

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