为什么黑洞是将质量转化为能量的最有效的方式

资料来源:MINUTECHNOLOGY

爱因斯坦最著名的质量能量方程在物理学中几乎有无限的应用。但它最明显的后果之一是，即使很小的质量也能产生巨大的能量。在由《微小物理》提供的这段视频中，给出的例子是，如果一只猫的能量能够被完全提取，它将为挪威提供一年的电力。不幸的是，事情没那么简单。

事实上，从物质中提取能量是非常困难的。有几种方法可以做到这一点，但即使是那些对我们来说非常强大的方法，如核裂变或核聚变，也只能从质量中转化一小部分势能(核裂变的质量和能量的转化率为0.08%，核聚变的转化率为0.7%)。

除了使用反物质，这在宇宙中是非常罕见的，从质量中提取能量的最有效的方法是将质量减少到黑洞。黑洞非常小，但是它们包含了不可思议的重力。这意味着当一个物体进入黑洞的轨道时，它会在落入黑洞的过程中加速。想象一颗流星进入地球大气层，当它进入大气层时会加速并释放能量。再想象一下，一个物体以指数速度快速移动，在它落入黑洞之前，将所有的能量释放到宇宙中。

对于非旋转黑洞，这种方法可以将物体质量的6%转化为能量。但是我们可以更进一步。因为旋转的黑洞扭曲了时空结构，物体在落入黑洞之前可以更接近事件边界(黑洞周围的物质有一个返回或不返回的边界)，从而释放更多的能量——高达42%。

这些对我们地球上的人类来说没有多大意义，因为我们一直在使用诸如核裂变等低效的方法来释放物质的能量。但是也许一些外来物种已经成功地利用这种能量，用黑洞释放的能量来喂养他们的文明。

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