總有一天太陽會隕落,供其進行核聚變的燃料會耗盡,世界會變得陰冷。如果那時地球仍然健在,人類將會墜入永恒的嚴冬中。
不過別擔(dān)心,當(dāng)可見宇宙內(nèi)的恒星能源被消耗殆盡的時候,他們會把目光投向最后的能量倉庫:黑洞。
既然黑洞會發(fā)出輻射,我們就有希望獲取它們的能量。那么,人類如何獲取這些能量呢?
一個簡單的方法就是等待。經(jīng)過足夠長的時間后,黑洞會一個光子一個光子地將自己的能量釋放回宇宙中,進入我們等待的雙手里。每損失一點能量,黑洞都會減小一點,直到最后消失不見。
遺憾的是,雖然等待是一個簡單的辦法,但過程極其緩慢。要使一個質(zhì)量相當(dāng)于太陽的黑洞完全蒸發(fā)掉,需要的時間無比漫長,是現(xiàn)今宇宙年齡的1057倍。
乍看之下,從黑洞中提取能量或者其他任何東西都是不可能的。畢竟,黑洞是一個有去無回的天體,天體內(nèi)的引力場無限大,任何誤入這個天體的東西注定會毀滅。因此,一臺掄著大鐵球,企圖從黑洞視界上破開一個洞,從而把能量釋放出來的吊車不僅不會成功,反而連帶著不幸的駕駛員一起被黑洞吞沒。
進入到黑洞中的任何東西都無法出來:隕石不能,火箭不能,甚至光也不能。
我們過去基本上就是這么認為的。但是,著名天體物理學(xué)家霍金卻證明黑洞會泄漏出少量輻射。也就是說,如果你掉入黑洞的話,盡管你本人無法逃出來,但你的能量可以出來。這對于未來的黑洞能源開發(fā)者來說是一個好消息:能量是可以逃出來的。
科學(xué)家們還有一個絕妙的主意:采集黑洞的熱大氣,然后運出去。把一個盒子懸掛到黑洞視界附近,但不要穿過視界,裝滿熱氣體后拽出來。
問題又來了:為了開發(fā)那層熱大氣,你需要在黑洞附近懸掛一根繩子—科幻小說中的太空電梯。
太空電梯是幻想中的未來交通工具,因出現(xiàn)在科幻小說《天堂的噴泉》中而為人熟知。這部繩子模樣的“太空電梯”什么樣兒呢?它懸掛在外太空并一直垂到地球表面,由來自下方的推力所支撐(像摩天大樓那樣,每一層都支撐著上面的樓層)。繩索的遠端系在一個巨大的、沿著同步靜止軌道外圍緩慢運行的物體上,這個物體向外拽著繩索,讓整個裝置保持懸浮。由于各種力的平衡,繩索就像用了魔法的力量一樣靜止在那里。
有了這種太空電梯,向軌道上運輸貨物會變得非常容易。我們不再需要危險、低效而又浪費燃料的火箭了。將貨物運送到近地軌道的基本成本只是電費,把1千克物品送到太空的費用將會從搭載航天飛機所需的數(shù)萬美元降低到幾美元—到太空的旅程將比坐一次地鐵還便宜。
但是,關(guān)鍵的問題在于:拿什么來制造這種繩子呢?理想的材料是既輕又結(jié)實—結(jié)實就不會在拉力的作用下伸長或斷裂,輕就不會讓上方的繩索負擔(dān)過重。
材料強度的基本極限給科技進步留下了很大的空間。這個極限強度是鋼材強度的數(shù)千億倍,是碳納米管的數(shù)億倍。但同樣,這也意味著我們不可能無限地提升材料性能。
這樣的事實意味著,黑洞是無法開發(fā)利用的。自然本身的規(guī)律限制了我們的建筑材料,即使有一根繩子可以到達黑洞稠密的熱大氣,我們也無法高效地采集能源。
當(dāng)太陽消失以后,我們也許將生活在永恒的冬天嗎?我們等待著科學(xué)給人類的回答。