导语：从黑洞身上拔毛？这种方式可夺取黑洞29%的能量

前苏联科学家尼古拉·卡尔达舍夫曾提出过一个宇宙文明等级理论，他将文明等级分为三级：

第一级，该文明可以利用所在行星上的全部能源（对于人类而言就是掌控地球的一切能源）

第二级，该文明能够掌控所在行星系中的全部能源（ 对人类来说就是太阳）

第三级，该文明能掌控所在恒星系的全部能源（银河系）

在这三个级别的能源中，从持续利用时间的角度考虑，恒星能源属于最主要的能量来源。比如咱们的太阳，如果按照目前的状态，太阳的寿命还足足有50亿年之久，而这50亿年所能释放的能量总和是天文数字，按照目前人类的能源消耗速度来讲，相当于我们有了一个无限储量的能源库。

话虽如此，但原则上恒星的能源毕竟是有限的，因为恒星寿命摆在那呢，最终它们会朝着白矮星、中子星、黑洞发展，在不考虑工程技术的情况下，人类还是有可能从白矮星和中子星身上提取能量的，不过它们的能源也是有限，最终都会变为黑矮星，将无能源可用。

那么现在看来，就只剩下黑洞没有对其动手了，然而由于黑洞的特殊性质，我们是否能从黑洞的内部夺取能量，这里先打个问号。

对于除黑洞以外的星体来讲，我们要利用它们的能源可以采取多种方式，大家最熟悉方式可能就是建造一个被称为“戴森球”的装置，来吸收星体对外释放的能量，虽然白矮星和中子星的引力很强，但理论上，我们只要造个大号的戴森球，离星球表面远些就可以了。

能用戴森球吸取黑洞能量吗？

答案是否定的，因为黑洞最为出名的一个特点，就是“只进不出”，任何被吸入黑洞的物质没有任何反悔的余地，它们只能不断的坠向中心奇点，也就是说不可能有能量从黑洞内部通过正常方式溜出来的（之所以强调正常方式，是为了与黑洞的霍金辐射区别开来，但由于霍金辐射的强度与黑洞的质量成反比，只有那些质量极小的黑洞，霍金辐射才会比较明显，但遗憾的是这样的黑洞多存在于宇宙早期，我们现在发现的黑洞很多是恒星级及往上级别的，它们的质量很大，霍金辐射极其微弱）

说到这，可能很多人就停止从黑洞中提取能量的想法了，但实际上咱们并不需要沮丧，因为黑洞的种类并非一种，咱们上端所提的黑洞是最简单的一类黑洞——史瓦西黑洞，因为简单，所以咱们在绝大多数时候都会以它作为黑洞代表，但实际上史瓦西黑洞在宇宙中不多，差不多属于理想黑洞，因为史瓦西黑洞是一个无自转（也就是角动量为零）的黑洞，而恒星级黑洞的前身——大恒星，基本都是有自转的，而黑洞自然也会继承部分角动量。

所以说宇宙中最常见的黑洞是旋转黑洞（旋转黑洞分两类，以带电与不带电为区分，被称为克尔纽曼黑洞和克尔黑洞），对于旋转黑洞而言，它的结构就不像史瓦西黑洞那么简单明了。

我们知道史瓦西黑洞最外层被称为事件视界，这层视界“只进不出”的分界线，而视界内部是真空状态，只有中心奇点的存在（进入视界的物体都必须掉入奇点），史瓦西黑洞的结构就这么两个。

但旋转黑洞除了视界，还有能层、奇环等结构，而我们今天的重点就是这个能层，夺取黑洞能量的战斗就在这层结构内发生。

对于旋转黑洞的大体结构如下图所示：

看上去可能有些复（上篇文章有可能在黑洞中安全旅行吗？有过简单介绍），但我们需要关注的就是外视界与静界之间的能层部分。对于视界的属性，刚才已有介绍，记住它是“只进不出”的分界线即可。

而能层的最外层静界又是什么呢？为什么要起这个名字呢？

实际上这层静界也是某个属性的分界线，有别于视界的只进不出，它的属性相对柔和一些，因为物体是可以自由穿越静界的（说是自由，但并不代表过程轻松），但是有一点需要留意，在越过静界之后，不论是什么物体，它都不可能停下移动的脚步，也就是说，不论你是否愿意（即不管你的动力有多强），你都必须绕着黑洞转动，如果坚持不住了，那么就只有坠落视界的结局。

也就是说进入静界的物体是停不下来的，而静界以外的物体则是自由的，比如可以不绕着黑洞转动（因为旋转黑洞的引力场都会使得物体绕其转动的倾向），所以这就是静界名称的由来。

而物体在能层内部的运动也不单一，之前的一篇文章曾一文读懂，因果律是如何阻止了超光速现象的出现介绍过物体在时空中的进程可以用世界线来表示，而世界线分三种，其中对于正常物体的世界线被称为类时世界线，在能层中存在一种属性奇特的类时世界线，走该世界线的物体具有负能量。

对此我们可以假设发生这样一个物理过程

比如一个物体在黑洞外部坠入黑洞，它的初始能量是确定的，然后在能层内部分裂为两部分，一部分走特殊的类时世界线，这部分物体的能量就变为负，而能量守恒告诉我们，另一部分的物体的能量将会变得比初始能量还高，而当这部分物体再飞出黑洞静界时，我们在黑洞远处用装置将其捕获，获得额外能量。

那获得的额外能量是来自哪里呢？很简单，来自黑洞，因为之前留在能层的负能物体最终会落入黑洞内部，这样一来黑洞的能量就减少了。

一种实现方式

通过这样的方式，获得的能量是否有上限呢？

答案是自然的，肯定有上限，原因就是这部分得到的能量是黑洞的转动能，如果转动黑洞的转动能都被提取完了（获得的能量占黑洞总能量的29%左右），那么它的角动量就会归零，相当于我们将黑洞的一根毛拔走了（黑洞总共三根毛，质量、电荷、角动量）。

实际上这种想法最早是由罗杰·彭罗斯提出（就是那位和霍金合作证明奇点定理的数学家）。

右一 罗杰·彭罗斯

虽然这个想法很好，但预计在极长的时间内将只会是纸上谈兵，项目落地太难了，毕竟我们面对的对象可是黑洞，而且人类想要走到那一步，至少也要在达到第三宇宙文明等级之后才可以，那什么时候才能到第三等级呢？遥遥无期，毕竟咱们现在连地球都没搞定。

虽然人类难以实现，但并不意味着宇宙中就没有“人”可以提取黑洞的能量，那么这个“人”究竟是谁呢？我们将在下面文章给出答案。

本篇文章的内容到此结束。

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