Чернодырный привод

[Проходящий Кот]

может быть лучше отдельную тему про чернодырный привод запилить?

Ну замутим.
Две проблемы для начал:
1. КАК СОЗДАВАТЬ ЧЕРНУЮ ДЫРУ С НУЛЯ.
2. КАК ЗАПИХИВАТЬ ТУДА ВЕЩЕСТВО, ЧТОБЫ ПОДДЕРЖИВАТЬ ЗАДАННУЮ МАССУ...
Пока ничего конкретного не предложено.
Для 2 пункта можно предложить искать решение в области акреционных дисков....
 

[Киянуш]

1. По созданию ЧД.
Черная дыра образуется в природе результате гравитационного сжатия массивного объекта.
Исскуственную ЧД думается можно создать разгоном микрочастиц до околосветовых скоростей, я так думаю что чем мельче по изначальной массе (покоя?) микрочастица тем проще разгонять ее, в итоге когда добавочная масса, связанная с околосветовой скоростью окажется станет настолько большой, что горизонт событий покроет место вероятного пребывания частицы, возникнет ЧД. Вечером попробую посчитать.

[Проходящий Кот]

Помнится, мне давно пришла идея использовать для этого Сферу Дайсона, но как при этом все не взорвется раньше времени.....

[Киянуш]

Rg=1,48E-27 * m
Радиус горизонта событий для тела? массой m=9,1E-31
Rg=9,1*1.48E-58 ~ 4.5E-58

То есть я так понимаю если нам нужна батарейка или поршень для привода ЧД, нужно задать его мощность, ну энергетику
Допустим 1 МДж, по массе это m=E/c^2=1.1E-11
Теоретически такую массу электрон будет иметь на скорости V=3E8*sqrt(1-1E-38)
Теперь с учетом дуализма (частица и волна), электрон с такой скоростью нужно завернуть в горизонт событий.

Будут идеи как это сделать?

[Проходящий Кот]

Теория Черных Дыр ,необходимая в данном случае

Представления о чёрной дыре как об абсолютно поглощающем объекте были скорректированы Старобинским и Зельдовичем в 1974 году — для вращающихся чёрных дыр, а затем, в общем случае, С. Хокингом в 1975 году. Изучая поведение квантовых полей вблизи чёрной дыры, Хокинг предсказал, что чёрная дыра обязательно излучает частицы во внешнее пространство и тем самым теряет массу[1]. Этот эффект называется излучением (испарением) Хокинга. Упрощённо говоря, гравитационное поле поляризует вакуум, в результате чего возможно образование не только виртуальных, но и реальных пар частица-античастица. Одна из частиц, оказавшаяся чуть ниже горизонта событий, падает внутрь чёрной дыры, а другая, оказавшаяся чуть выше горизонта, улетает, унося энергию (то есть часть массы) чёрной дыры. Мощность излучения чёрной дыры равна
\[ L=\frac{\hbar c^6}{15360\pi G^2M^2}, \]

а потеря массы
\[ \frac{dM}{dt}=-\frac{\hbar c^4}{15360\pi G^2M^2}. \]
Состав излучения зависит от размера чёрной дыры: для больших чёрных дыр это в основном безмассовые фотоны и лёгкие нейтрино, а в спектре лёгких чёрных дыр начинают присутствовать и тяжёлые частицы. Спектр хокинговского излучения для безмассовых полей оказался строго совпадающим с излучением абсолютно чёрного тела, что позволило приписать чёрной дыре температуру
\[ T_H=\frac{\hbar c^3}{8\pi kGM}, \]
где \[ \hbar  \]— редуцированная постоянная Планка, c — скорость света, k — постоянная Больцмана, G — гравитационная постоянная, M — масса чёрной дыры.

На этой основе была построена термодинамика чёрных дыр, в том числе введено ключевое понятие энтропии чёрной дыры, которая оказалась пропорциональна площади её горизонта событий:
\[ S = \frac{Akc^3}{4\hbar G}, \]
где A — площадь горизонта событий.

Скорость испарения чёрной дыры тем больше, чем меньше её размеры[2]. Испарением чёрных дыр звёздных (и тем более галактических) масштабов можно пренебречь, однако для первичных и в особенности для квантовых чёрных дыр процессы испарения становятся центральными.

За счёт испарения все чёрные дыры теряют массу и время их жизни оказывается конечным:
\[ \tau=\frac{5120\pi G^2M^3}{\hbar c^4}. \]
При этом интенсивность испарения нарастает лавинообразно, и заключительный этап эволюции носит характер взрыва, например, чёрная дыра массой 1000 тонн испарится за время порядка 84 секунды, выделив энергию, равную взрыву примерно десяти миллионов атомных бомб средней мощности.

В то же время, большие чёрные дыры, температура которых ниже температуры реликтового излучения Вселенной (2,7 К), на современном этапе развития Вселенной могут только расти, так как испускаемое ими излучение имеет меньшую энергию, чем поглощаемое. Данный процесс продлится до тех пор, пока фотонный газ реликтового излучения не остынет в результате расширения Вселенной.

Без квантовой теории гравитации невозможно описать заключительный этап испарения, когда чёрные дыры становятся микроскопическими (квантовыми)[2].

Питание Черных Дыр[править исходный текст]

Важнейшей проблемой для работающего Чернодырного двигателя является питание Черной Дыры внешним веществом, ибо излучение Хокинга будет тормозить и отбрасывать любое вещество, пытающееся проникнуть в Черную Дыру. Да и Точность Попадания в ЧД должна быть соответствующей. Давление электромагнитного излучения

Для вычисления давления света при нормальном падении излучения и отсутствии рассеяния можно воспользоваться следующей формулой:
\[ p = \frac{I}{c} (1 - k + \rho), \]
где I — интенсивность падающего излучения; c — скорость света, k — коэффициент пропускания, \[ \rho\ \],— коэффициент отражения.

Здесь
\[ I=\frac{L}{\pi R^2}, \]
R -- текущее положение вбрасываемого вещества относительно МЧД.

[serded]

Минимальная масса Черной Дыры (по Хокингу) --- 10+9 кг

А у Планка 10−5 г

[gans2]

Минимальная масса Черной Дыры (по Хокингу) --- 10+9 кг

А у Планка 10−5 г

И сколько это электронов?

[Киянуш]

Вы не поверите, это может быть по прежнему один электрон, летящий почти со скоростью света, но кажется, имея дело с 10Е+9 кг можно столкнуться с проблемами в разгонной системе. А почему две разные оценки? По Планку и Хокингу? Что произойдет с ЧД меньших масс?

[gans2]

Вы не поверите, это может быть по прежнему один электрон, летящий почти со скоростью света, но кажется, имея дело с 10Е+9 кг можно столкнуться с проблемами в разгонной системе. А почему две разные оценки? По Планку и Хокингу? Что произойдет с ЧД меньших масс?

Они испаряются по Хокингу. ЧД для целей добычи энергии предполагалось находить , а не создавать. Это такой сильно плохой аккумулятор. Хуже антивещества.

[Киянуш]

Интересно чем он так плох этот аккумулятор. А испарение по Хокингу? Там вроде дело в особом состоянии вакуума, около горизонта событий, в результате рождаются частицы-волны, уносящие массу-энергию. И как то странно будет если 1Е9 испарятся сразу, это же взрыв?
Попробую поискать расчеты Хокинга.

По поводу найденных природных ЧД, они наверное огромны, и для использования в двигателе громоздки. Но можно попробовать посчитать.
Какая ближайшая к нам известная ЧД?

[Дрюша]

Теперь с учетом дуализма (частица и волна), электрон с такой скоростью нужно завернуть в горизонт событий.

Будут идеи как это сделать?

Очень просто. Но прежде всего нужно твёрдо уяснить себе, что те частицы, из которых будет делаться ЧД (для первой "затравки" хотя бы) должны быть бозонами. Почему бозоны? Да потому что фермионы не любят друг друга и препятствуют тому, чтобы их собирали в одном месте. Ну, то есть, собраться-то в одном месте они, конечно, могут, но только в разных состояниях (включая ориентацию спина). А поскольку мношество возможных квантовых состояний - ограничено, они могут громоздиться друг на дружку только с повышением знергетического уровня. И у последних частиц "на самом верху" энергетического "воза" энергия должна быть - воистину чудовищной. Иначе будет вырожденный газ каких-то частиц (ну, хотя бы даже кварков всех типов)

То ли дело - бозоны (например, хотя бы фотоны). Они сами стремятся собраться в одном месте, и никак не препятствуют этому.

Я предлагаю сделать так. Взять шар из какого-нибудь вещества, которое может достаточно долго пребывать в метастабильном возбуждённом энергетическом уровне. Наверное, это должен быть уровень возбуждённого состояния атомного ядра, а не электронных оболочек: энергия возбуждения должна соответствовать гамма-кванту с такой длиной волны, которая соответствует размеру желаемого нами гравитационного радиуса.

Шар этот должен быть достаточно большим, так чтобы масса-энергия возбуждения (дефект массы за счёт энергетической накачки) соответствовала бы массе-энергии нашей будущей "чёрной дыры". Шар окружаем сферической зеркальной оболочкой, которая отражает излучение в интересующем нас диапазоне частот. Точность изготовления зеркала - не ниже четверть лямбды. Даём первую накачку и затравочный импульс (вспышку) нашего излучения, исходящую в точности из центра. Вспышка очень короткая, буквально 1-2 гребня волн (на самом деле можно несколько, раза в 3 больше т.к. наша будущая чёрная дыра исказит и сожмёт пространство так, что туда влезет больше, чем в неискривлённом пространстве-времени, так что годится даже 5-6 и даже 7 гребней  волн). Но всё равно получится очень тоненькая сферическая оболочка расширяющегося излучения. Проходя по толще знергетически накачанного вещества, этот импульс сметает на своём пути все фотоны, которые "прячутся" в возбуждённых атомных ядрах. Интенсивность импульса растёт как снежный ком. По сути, это - банальный лазер импульсного действия. В той внутренней области, где расширяющийся волновой фронт уже прошёл, даём вторую накачку, а из центра (где только что был наш источник-затравочник) - быстро тикАем. Его нужно освободить от затравочного источника, и от всего остального. Тем временем, импульс излучения доходит до зеркальной оболочки и отражается от неё внутрь (хотя бы частично). Зеркальная оболочка, конечно же, мгновенно испаряется и разлетается во все стороны, но своё дело она уже сделала. Хотя бы частично этот световой импульс отражён обратно, и продолжает двигаться теперь уже внутрь, сходящимся волновым фронтом, опять набирая мощь в лазерно-активной среде. Там уже поджидает энергия второй накачки. И снова энергия растёт как снежный ком. Это напоминает кумулятивный взрывной заряд, только вместо химического взрывчатого вещества возбуждённые атомные ядра отдают запасённые в них гамма-кванты. И вот, наконец, сферическая волновая оболочка сжимается и фокусируется в области, соответствующей её Rg. И появляется чёрненькая дырочка, целиком состоящая из света (вернее сказать, - гамма-излучения)

[Деми]

[Проходящий Кот]

Höðr, симпатичная идея. Хотя ее ценность как двигателя мне кажется (к сожалению) более чем сомнительной.
А вот рентгеновская линза…
В чем смысл?
Если ход лучей обратить?
В систему входят с разных сторон лучи рентгеновских лазеров. Тогда в фокусе концентрируется гигантская энергия.
Зачем?
Глядя на вашу схему сразу вспоминается идея создания миниатюрной черной дыры с помощью фокусировки в малом объеме излучения огромного количества лучей от рентгеновских лазеров.
А миниатюрная черная дыра, если нам повезет научить ее питать, открывает путь к настоящему релятивистскому межгалактическому прямоточному двигателю (я могу похвастаться теперь что и в области звездолетов на черной дыре я эксперт, ибо все умное сказанного по поводу этого очень гипотетического двигателя - сказано мной. Увы! Все остальные, в том числе и авторы нашумевшей стати, несут бред несусветный когда переходят от физики к инженерии).
...

До кучи

[alex_semenov]

Ну если до кучи то вот картинка:



Параметры мини-черной дыры разной массы.
Время жизни, мощность хоккинговского излучения. Можно посчитать спектр.
Но это все - очень грубое приближение.
Реальность может быть сильно иной.
Вот КЛЮЧЕВАЯ СТАТЬЯ.

http://arxiv.org/pdf/0908.1803.pdf

Легко найти, если начинать с вики.
Black hole starship
http://en.wikipedia.org/wiki/Black_hole_starship

Правило номер 1. Прежде чем что-то изобретать, поищи- может кто-то это уже изобрел и гораздо лучше тебя?

Авторы предлагают создать мини-черную дыру сконцентрировав в импульс энегрию рентгеновских лазеров. Кстати, эквивалентнут по массе (E=mc^2) массе дыры. Очень нехилая энергия, надо сказать…
Параметры дыры у них пересчитаны. И несколько лучше чем на графике выше.
Но смысл тот же. Подбирая массу можно получить необходимю вам мощность излучения. Это здорово.
Одно плохо. Нельзя дыре дать возможность сильно менять свою массу. Чем сильней дыра испарятся, тем сильней она светит и тем быстрей улетучивается.
Идеально - питать дыру новой материей. Но это СВЕРХСЛОЖНАЯ задача для микро-дыры. В нее просто невозможно попасть по законам квантовой физики. В общем тут нужен теоретический прорыв. И, разумеется, воля божья.
Если питать дыру нельзя - всю идею (звездолета на черной дыре) можно выкидывать на свалку.
Это не обсуждается. Это - факт. Овчинка не стоит выделки.
Если же черную дыру можно запитать (поддерживать ее массу а значит и мощность излучения постоянной) то в звездолетостроении открываются поистине волшебные перспективы.
Вот моя схема заборника для прямоточки в духе Бассарда-Зенгера.



Но не раскатывайте губу.
Концепция звездолета на черной дыре - очень гипотетична.
Очень!

[Проходящий Кот]

Для создания миничерных дыр хорошо подойдут Сферы Дайсона...
Все четыре миллиона тон в секунду в одну точку...

[alex_semenov]

В одном из псевдо-документалок со Стивеном Хокингом показан подобный процесс.



У него кочующая инопланетная раса накрывает звезду сеткой энергетических спутников а потом собранную энергию концентрирует в точку.
Правда не для того чтобы сделать микро-черную дыру а для создания подпространственного туннеля.
Но это уже несущественные детали.
Суть в том,  что действительно надо собрать в крохотную точку в наносекундный промежуток времени миллионы тонн света. Да, да! Буквально миллин тонн света!

[Олег(Алекс)]

Просто фантастика. такого в ближайшую 1000 лет не возможно сделать!

[Diivanych]

Я не совсем понимаю силовую связь чёрной дыры со звездолётом.
Судя по схеме, образовавшийся джет будет толкать саму черную дыру, а вот звездолёт?.. теоретически он будет засасываться в неё же. По крайней мере, я не вижу причин для ускорения звездолёта.

[Foma]

Суть в том,  что действительно надо собрать в крохотную точку в наносекундный промежуток времени миллионы тонн света. Да, да! Буквально миллин тонн света!

Нельзя в крохотную точку в наносекундный промежуток собрать миллион тонн света. При интенсивности >10²⁷...10²⁹ Вт/м² начнется рождение электрон-позитронных пар из вакуума, пучки станут взаимодействовать, интерферировать друг на друге.
 

[-Asket-]

Лазеры почти достигли предела возможностей
В 1997 году в ходе эксперимента на Стэнфордском линейном ускорителе (США) физики направили луч зелёного лазера мощностью триллион ватт на пучок электронов, разогнанных до энергии 47 ГэВ, в результате чего возникло чудовищное электромагнитное поле. Часть фотонов превратилась в высокоэнергетичные гамма-кванты, которые в свою очередь сталкивались с фотонами, образовывая электрон-позитронные пары.
Превращение вещества в свет — ординарное явление: его можно наблюдать, скажем, при ядерном взрыве. Эксперимент в Стэнфорде впервые показал обратный процесс — формирование вещества из света, хотя эффект был предсказан примерно за 50 лет до этого, когда ещё не существовало необходимого оборудования. Физики называют это «искрой в вакууме».
Эксперимент остался единичным событием, но он ещё раз доказал, что, если электромагнитное поле имеет достаточно энергии, свет становится веществом. Поскольку лазеры достигают всё большей интенсивности, энергия создаваемых ими электромагнитных полей тоже растёт. Сотрудники Московского инженерно-физического института Александр Федотов и Николай Нарожный, директор лаборатории прикладной оптики при Национальном колледже передовых технологий (Франция) Жерар Муру и заместитель координатора проекта ELI (Extreme Light Infrastructure) Георг Корн из Института квантовой оптики имени Макса Планка (ФРГ) пришли к выводу, что при достижении критической интенсивности произойдёт каскадный эффект. Электрон-позитронные пары будут ускоряться лазерным полем на таких высоких энергиях, что сами по себе станут испускать фотоны, способные производить новые пары, и так далее. Более того, расчёты исследователей показывают, что даже одной такой пары может хватить для полного уничтожения лазерного поля, когда энергия, создаваемая парой, сравнится с энергией лазера.
Россияне и их коллеги пишут (http://arxiv.org/abs/1004.5398) буквально следующее: «При высокой интенсивности лазерного излучения взаимодействие возникших электронов и позитронов с лазерным полем может привести к производству нескольких новых частиц и, следовательно, к образованию лавинообразного электромагнитного каскада».
Физики давно подозревали, что этот эффект может ограничить интенсивность лазера. Новые расчёты показывают, что предел, вероятно, будет достигнут в уже строящихся европейских лазерных установках, таких как ELI и XFEL (X-ray Laser Project).
http://science.compulenta.ru/554414/