電池的極限：微型黑洞電池！！！！！！！！

機界原種 2025-02-16 18:36:33

在最新的物理研究中，科學家提出了一個令人驚奇的想法：利用微小黑洞作為電池。天津大學的物理學家麥展峰和楊潤秋提出，這些密度極高的天體理論上可以作為可充電電池和核反應堆，提供高達千兆電子伏特的能量。
這種能量實際上並非來自黑洞內部，而是來自它周圍——宇宙中已知的最強重力集中區域。目前的宇宙觀認為，宇宙充滿了黑洞，但它們通常不容易被發現。已知的黑洞質量範圍從太陽質量的五倍到數百億倍太陽質量。
除了恆星質量的黑洞外，還有一類理論上的黑洞——原初黑洞（primordial black hole），它們可能非常小，甚至達到亞原子大小。這類黑洞被認為是在大爆炸後的原始等離子體中由於過密度而形成。
科學家一直在探索原始黑洞的可能存在，並認為它們可能是解釋暗物質的有力候選者。如今，這些假設性的時空痕跡似乎還可能以某種方式被利用。

用更少的材料產生更多的能量，同時避免燃燒超過地球可承受能力的化石燃料，這是許多科學家窮盡一生也想追求的想法，於是核融合反應的記錄在不斷地被打破，即使每次只贏那零點幾秒鐘，科學家也會興奮無比。與此同時，太陽能板也變得越來越高效，能量轉換效率也從最初的不到1%，到現代已經接近30%，但是，即使電池儲存和製造能力有著上升趨勢，如何儲存這些能量並根據電網的需要而釋出仍是一個巨大的挑戰，我們又不可能帶著一整個超大塊的電池前往太空。

兩位物理學家基於愛因斯坦的廣義相對論，一直在思考電池能量密度的終極理論極限，在最新的研究論文中，他們描述了在充滿能量的緊密空間中形成的微型黑洞的理想模型。這些黑洞需要帶電且很小，每個只能有一個普朗克質量（約為21.8微克，聽起來好像不夠小，但由這樣子質量所形成的黑洞半徑會等於普朗克長度，普朗克長度是不確定性原理作用的極限，因此小於這個質量的粒子不會塌縮成黑洞），這樣當它們捆綁在一起形成一個由帶電黑洞組成的組合包時，它們相互的電磁斥力抵消了引力，創造了穩定的能量儲存空間而不會互相吞噬。這個令人費解的建議並非不可能，微小的原初黑洞被認為是存在的，但從未被人類探測到，也許是因為它們在大爆炸後充滿宇宙的電漿中形成後，輻射掉了大部分能量。

目前最高效的鋰電池每公斤可釋出含有大約95.4萬焦耳的能量，這大約是燃燒一公斤石油所能獲得能量的22倍；而根據論文中的計算，一個質量為一公斤的微型黑洞電池可以提供一個家庭數代人使用的能量——大約是剛剛提到的鋰電池的9,400億倍，雖然實現這樣的技術還非常遙遠，但電池技術的發展可能會迎來類似電腦技術的奇異點，這並非無法想像。

他們並不是第一個提出這種瘋狂想法的團隊，這只是為了展示我們所面臨的能源轉型前哨站，畢竟在不燃燒化石燃料的前提下，為世界提供足夠的動力是幾乎所有能源科學發展的終極目標，與之相比，今日的電池效率低到不可思議。

當然，這種微小的不旋轉黑洞是否存在，甚至是否能被創造出來，都是未知項目，假設我們真的能夠把中子星作為磁鐵，只需要一個太陽系大小的粒子加速器就有機會產製微型黑洞，聽起來似乎很不現實，但可能性並非為零，該研究發表於六月的《高能密度物理學》（High Energy Density Physics）期刊上。

麥和楊認為，理論上，微小黑洞既可以作為電池也可以作為核反應堆。他們在研究論文中提出，我們可以利用黑洞極強的引力來產生電能，即利用黑洞作為電池。
然而，非常小的黑洞存在一個問題：「霍金輻射」。這是由於黑洞事件視界和其附近的量子場相互作用而導致黑洞質量損失的現象。黑洞越小，通過霍金輻射損失質量的速度越快。如果黑洞足夠小，它會相對快速地完全蒸發掉。
小黑洞也預期會迅速吞噬物質，這將使從其周圍提取任何物質變得困難。麥和楊計算出他們可以以某種方式補充，並重新充電質量在1015到1018公斤之間的原始黑洞，以便在補充帶電粒子時產生電能。
他們的計算顯示，這種黑洞最多可以將25%的輸入質量轉化為能量，即25%的效率。大多數商業太陽能板的效率低於23%。
團隊還確定了黑洞可以達到與核反應堆相似的效率。他們的方程式顯示，在原始黑洞附近，由放射性衰變產生的α粒子的25%質量可以轉化為動能。

https://www.natgeomedia.com/science/article/content-17312.html

粗口王 2025-02-16 18:37:43

見到天津加電池兩個字就諗起段片同隻歌

天才廚師煮大便 2025-02-16 18:49:49