Kako crna rupa u orbiti planeta može biti znak napredne civilizacije

Godine 1971., engleski matematički fizičar i dobitnik Nobelove nagrade, Roger Penrose, predložio je način kako bi se energija mogla izvući iz rotirajuće crne rupe. Prema njegovoj teoriji, to bi se moglo postići izgradnjom uređaja oko akrecijskog diska crne rupe, gdje se materija koja pada prema crnoj rupi ubrzava gotovo do brzine svjetlosti, što uzrokuje oslobađanje energije u različitim valnim duljinama. Od tada, mnogi istraživači sugerirali su da bi napredne izvanzemaljske civilizacije mogle koristiti ovu metodu, poznatu kao Penroseov proces, za napajanje svojih sustava, a to bi moglo predstavljati tehnološki potpis (ili tehnopotpis) koji bismo trebali tražiti u našim istraživanjima.

Jedan od primjera takve teorije je takozvana ‘transcension hypothesis‘ koju je predložio John M. Smart. Prema toj hipotezi, koja pokušava objasniti Fermijev paradoks, napredna inteligencija mogla bi migrirati u područja u blizini crnih rupa kako bi iskoristila goleme količine energije dostupne u tim ekstremnim uvjetima.

Najnovija teorija dolazi od profesora Avi Loeba s Harvarda, koji je u nedavno objavljenom radu predložio ideju kako bi napredne civilizacije mogle koristiti “Mjesec crne rupe” za neograničeno napajanje svog matičnog planeta. Prema Loebu, način na koji bi ta crna rupa osvjetljavala planet oko kojeg orbitira mogao bi predstavljati potencijalni tehnološki potpis za buduća SETI istraživanja.

Godine 1975., Stephen Hawking teoretizirao je da crne rupe emitiraju fotone, neutrine i neke veće čestice – nakon toga poznate kao Hawkingovo zračenje. Od tada su prijedlozi za korištenje crnih rupa kao izvora energije općenito podijeljeni u dva tabora.

S jedne strane, postoji mogućnost iskorištavanja kutnog momenta njihovih akrecijskih diskova (tzv. Penroseov proces) ili hvatanje topline i energije koju generiraju njihovi hiperbrzi mlazovi (možda u obliku Dysonove sfere). S druge strane, postoji mogućnost hranjenja crne rupe materijom i iskorištavanja rezultirajućeg Hawkingovog zračenja.

U svom radu, Loeb predlaže da bi napredna izvanzemaljska civilizacija mogla koristiti ovu metodu stvaranjem crne rupe koja bi orbitirala njihovim matičnim planetom. Ta crna rupa bila bi izuzetno mala, mase tek stotinu tisuća tona (1011 g).

Ako bi se ostavila bez nadzora, ova crna rupa bi isparila za samo godinu i pol dana kroz emisiju Hawkingovog zračenja. Međutim, kako je Loeb izjavio za Universe Today putem e-maila, mogla bi se održavati akrecijom relativno malih količina materije (2,2 kg) na sekundu. Zauzvrat, crna rupa bi pružila beskonačan izvor energije.

“Ovaj sustav crne rupe je najefikasniji stroj o kojem sam ikada razmišljao. Gorivo se pretvara u energiju sa savršenom učinkovitošću od 100%, jer masa koja pada u crnu rupu na kraju izlazi kao Hawkingovo zračenje. Nisam vidio da se ova ideja raspravljala prije i imao sam ‘eureka trenutak‘ kada sam je shvatio prije nekoliko tjedana. Jedini drugi način za pretvaranje mase u zračenju s 100% učinkovitošću je anihilacija materije i antitvari.”

Kako Loeb navodi, količina antitvari potrebne za postizanje slične učinkovitosti nadilazi sve što čovječanstvo trenutno može postići. Od 1995. godine, sudarači čestica u CERN-u uspjeli su proizvesti manje od 10 nanograma antitvari, što je dovoljno za napajanje 60-vatne žarulje četiri sata. Usporedno, Loebova predložena crna rupa mase 1011g mogla bi kontinuirano isporučivati 40 kvadrilijuna (4·1015) Wati.

“Globalna potrošnja energije iznosi nekoliko teravata, što je deset tisuća puta manje od snage koju bi mogla isporučiti ova crna rupa,” dodao je Loeb. “Druga prednost ovog stroja je što može koristiti bilo koji oblik materije kao gorivo. To bi mogao biti otpad. Nema boljeg načina za reciklažu otpada nego pretvaranje u čistu energiju sa 100% učinkovitošću.”

Još jedna prednost je da crna rupa može koristiti bilo koji oblik materije kao gorivo, uključujući otpad koji civilizacija proizvodi. U tom smislu, crna rupa kao energetski stroj riješila bi problem otpada napredne civilizacije, dok bi zauzvrat pružala neiscrpan izvor energije. Na globalnoj razini, ljudi godišnje proizvode otprilike 1,92 milijarde metričkih tona otpada, što ima ozbiljan utjecaj na naš okoliš. To bi bilo dovoljno za napajanje crne rupe mase 1011 g više od 437 milijuna godina.

Što se tiče mogućnosti ostvarenja takvog pothvata, Loeb se osvrće na svoju raniju teoriju u kojoj je pretpostavio da bi dovoljno napredna civilizacija mogla stvoriti “baby svemir” pomoću kvantnog tuneliranja. Iako bi to bio podvig dostupan samo civilizaciji tipa III (ili naprednijoj), crna rupa kao energetski stroj bila bi daleko jednostavnija za inženjersku realizaciju i mogla bi biti ostvariva već civilizaciji tipa II.

“Ovo je veliki izazov. Dobra vijest je da je mnogo lakše proizvesti takvu crnu rupu nego takozvani baby svemir. Ali bilo koja proizvodna linija crne rupe mase 1011 g zahtijeva kompresiju materije ili zračenja do gustoće koja je 60 redova veličine iznad gustoće čvrstog željeza. Gustoća atomskih jezgara ili neutronskih zvijezda je samo 15 redova veličine iznad gustoće čvrste materije. To je bilo moguće postići u kozmičkoj gustoći zračenja manje od femtosekunde nakon Velikog praska.”

Ovo je bila tema još jednog nedavno napisanog rada Loeba, u kojem je tvrdio da se, na temelju opće relativnosti, crne rupe mogu napraviti od svjetlosti. No ono što je najzanimljivije kod ovog predloženog stroja crne rupe je način na koji bi se mogao otkriti s udaljenosti od svjetlosnih godina, što ga čini održivim tehnološkim potpisom koji bi mogao ukazivati na postojanje napredne civilizacije.

Kao i mnogi predloženi tehnološki potpisi, posebno Dysonove sfere i druge megastrukture, postojanje stroja crne rupe je spekulativno i teoretsko. No, kako je jednom rekao Freeman Dyson, što god možemo zamisliti (i ako su fizikalni zakoni ispravni), dovoljno napredna civilizacija možda je to već stvorila.

“Ovaj stroj crne rupe mogao bi biti otkriven kao lutajući stjenoviti planet osvijetljen gama-zračenjem, bez pratitelja zvjezdane mase. Ako ikada pronađemo dokaze za postojanje takvog stroja, morat ćemo razmotriti mogućnost da je taj izvor stvoren ili zarobljen kao primordijalna crna rupa od strane visoko napredne tehnološke civilizacije. Nema boljeg pokazatelja tehnološke inovacije nego stvaranje peći od zakrivljenosti prostora-vremena u obliku mini crne rupe,” objasnio je profesor Loeb.