Reaktor budoucnosti

Četl jsem před lety, že nejefektivnější proměna hmoty v energii (záření) vzniká při pádu hmoty do černé díry. Z výpočtů údajně vyplývá, že před dopadem se vyzáří 90-98 % hmoty ve formě záření, které odejde do okolí. Je také známo, že existují černé „dírečky“ elementárních rozměrů (už vznikly v urychlovači VLHC), které se ovšem vinou kvantových nestabilit takřka ihned „vypaří“, zaniknou. Je také známo, že čím větší je černá díra, tím déle „žije“, ty největší v centrech galaxií vydrží, než zmizí zásluhou Hawkingova vyzařování, stovky miliard (?) let. Je tedy logické, že musí na této škále existovat taková černá díra, která už nepodléhá kvantovým fluktuacím (je tedy dostatečně stabilní při rozměrech Schwarzschildovy sféry kolem 10–25 metru?) a jejíž životnost se pak může pohybovat v desítkách či nižších stovkách let. Pokročilá civilizace pak dokáže tyto optimálně hmotné díry z těch elementárních „vypěstovat“, a hlavně udržet ve vhodné schránce. Takovýto reaktor by mohl mít rozměry několik litrů a váhu několik kg (či desítek kg), a jednoduchým „krmením“ díry např. jakýmkoli plynem a zachycováním a transformací vznikajícího záření na různé frekvence elektromagnetického záření by takto vzniklo něco jako perpetuum mobile, tedy zdroj prakticky bez surovin, který by se ke konci životnosti vyzářil do okolí.

Je to zatím sen, ale za spočítání by to stálo. A sny jsou přece od toho, aby se realizovaly.

Miloš Kudera, Brno

Odpověď: Ta řada otázek je opravdu plná krásného snění, jak koneckonců čtenář píše. Některé z těch vizí však potřebují uvést na pravou míru:

Urychlovač VLHC je zamýšlený urychlovač budoucnosti, nástupce současného LHC, a stavba nejen ani nezačala, ale ještě nebylo definitivně vybráno ani místo pro stavbu tohoto urychlovače. Proto zatím nemohl detekovat malé černé díry. Nedetekoval je ani žádný jiný současný urychlovač a jejich projevy nebyly nalezeny ani nikde ve vesmíru.

Efekt Hawkingova vypařování je zajímavou hypotézou, která nebyla dosud potvrzena, a nevíme, zda jde o reálný jev. Markantní by měl být právě u miniaturních černých děr, které ale nemáme k dispozici.

Nemáme kvantovou teorii gravitace. Dokážeme slušně popsat gravitaci pomocí zakřiveného časoprostoru a elektřinu a magnetismus pomocí kvantové teorie pole. Oboje dohromady zatím neumíme, a proto je úvaha o černé díře s rozměrem 10–25 metru, která by nepodléhala kvantovým fluktuacím, zcela mimo znalosti dnešní vědy. Já si například myslím přesný opak, že u malých černých děr budou kvantové fluktuace zcela podstatné a možná zabrání jejich existenci.

Získávání energie z černé díry je dobrým sportem a v slavné učebnici Gravitation (Misner, Thorne, Wheeler) popisují autoři získávání energie z ergosféry hvězdné černé díry. To je v rámci našich znalostí skutečně reálné, jen nemáme ve svém okolí příslušnou rotující černou díru. Ani v tomto případě ale nejde o perpetuum mobile, energie se získává z rotace černé díry.

Úvahy o získávání energie z miniaturních černých děr jsou opravdu jen sněním, přesto nesmějí porušovat zákon zachování energie a směřovat k perpetuu mobile. Transformace energie dopadající částice na záření tak, jak ji čtenář popisuje, není pravdivá a není fyzikálně možná. Nic není totiž zadarmo, výjimkou jsou snad omezené skupiny politiků, kteří si to myslí, ale i v tomto případě jde o „půjčku“ realizovanou na úkor druhých.

V závěru čtenář píše, že sny jsou od toho, aby se realizovaly. Jako malý kluk jsem snil o tom, že umím létat, roztáhnu ruce, vyskočím z našeho balkonu a letím nad loukou, která tam tenkrát byla. Když jsem se probudil, věděl jsem, že to byl krásný sen, a nikdy jsem se o jeho realizaci nepokusil. Právě proto jsem dnes mezi vámi. Ano, některé sny stojí za to realizovat, ale musíme umět rozlišit, které to jsou a u kterých je to plýtvání časem.

Petr Kulhánek, Hvězdárna a planetárium hl. m. Prahy

Příspěvky na této straně byly redakčně kráceny a upraveny