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黑小天很白银虫 (小有名气)
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[求助]
如果利用克尔黑洞提取能量，物质与能量的转化程度
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问题如题，虽然我是化学方面的，但是此类物理很感兴趣，自己没有多少基础知识，网上也找不到， 请告诉我是不是如质能转化一样的效率呢，还有怎么算 |
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黑小天很白
银虫 (小有名气)
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送红花一朵
3楼2013-07-07 18:47:27
【答案】应助回帖
★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★
黑小天很白: 回帖置顶 2013-07-07 18:46:32
黑小天很白: 金币+10, ★★★★★最佳答案 2013-07-07 18:46:44
华丽的飘过: 金币+4, 3q 2013-07-09 02:13:12
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华丽的飘过: 金币+4, 3q 2013-07-09 02:13:12
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以前看过一些关于黑洞的书，克尔黑洞好像是最多会有27%的质量以转动动能的形式存在，此状态下的黑洞视界赤道上自转线速度无限逼近光速。黑洞的转动动能是可以提取出来的。 旋转的黑洞会拖曳着它附近的时空以前转动，形成时空的漩涡。假如你坐在飞船上靠近克尔黑洞，其过程好比你坐在船上靠近一个海中的大漩涡。随着你离漩涡越来越近，船会被漩涡的水流拖着绕圈，转得越来越快，与此同时受到漩涡的吸引了向漩涡中心运动（靠近黑洞的飞船会被时空拖曳着有绕黑洞旋转和落入黑洞的趋势）。靠近到一定程度，水流的切向速度达到船马达所能提供的最大速度，船就不可能在水流中静止了，但这个时候你仍然可以船头垂直的背离漩涡中心，开动马达，以螺旋线的运动形式离开漩涡。（与此类似，当靠近旋转的黑洞一定的距离，黑洞拖曳时空旋转的切向速度达到光速，这个时候任何物体都无法再保持静止，这样一个界限被称之为静止界限。）继续靠近漩涡，当水流径向运动的速度也超过船的极限速度时，船就会不可避免地卷入漩涡，再也无法逃离（对应黑洞来讲，径向运动达到光速的这个距离就是黑洞视界）。在克尔黑洞静止界限与视界之间的区域，叫做能层。如果派飞船进入能层，然后朝黑洞转动方向的反方向扔下一个重物，然后快速离去。这个过程会使黑洞转动的角动量降低，减少的部分转移到飞船上，另外，转动量也降低，这部分能量也转移到了飞船上，这就从黑洞中提取了能量。 另外，如果一远离黑洞并与黑洞相对静止的质量为m的物体落入黑洞，它在黑洞视界处动能为mc^2。因此，可以在旋转黑洞静止界限外修建黑洞城市，将城市垃圾装在一串相互链接的小车中，小车串沿螺旋线依次落向黑洞，每辆小车在到达抛射点时将车内垃圾倒出，黑洞在捕获垃圾时损失的旋转能则由小车带出。这样不但将垃圾的全部静止质量转换成了能量，还能够提取黑洞的一部分转动动能。 物体落入黑洞的过程是宇宙在质能转化效率最高的过程之一，和正反物质湮灭一样能够将物体的静止质量全部转化成能量。旋转的黑洞转动动能是可以提取的，但提取的过程需要有物质落入黑洞，落入黑洞的问题质量至少和提取的转动动能相等，黑洞的总质能不会减少，黑洞视界的面积也不会减少（黑洞视界的面积对于黑洞的熵，黑洞视界面积不会减少正如热力学第二定律描述的熵不会减少）。 最后呢，推荐一本介绍黑洞的书吧，书名就叫《黑洞》，作者忘了，这书的四个大章节的标题分别是“引力与光”、”火中凤凰“、”光的消逝“和”光的复归“。这本书还是我初中的时候第一次看，当时在网上看的，并不太懂，只觉得非常新奇刺激，不过还是记住了转动黑洞的”能层“、”外视界“、”内视界“、”奇异环“这些东西，大学了在图书馆偶然之间再次看到，又重新翻看了一遍，感慨万千。还有一本书《黑洞与时间弯曲——爱因斯坦的幽灵》，这本书开头的《序章 黑洞之旅》非常精彩，最好看看。 |
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2楼2013-07-06 01:37:01