Unsere Zivilisation wird in Zukunft mehr Macht brauchen. Verlass 'dich darauf. Die Art und Weise, wie wir heute Strom nutzen: für Beleuchtung, Transport, Essensverteilung und sogar Unterhaltung hätte sich für unsere Vorfahren komisch und weit hergeholt angehört.
Mit der Verbesserung unserer Technologie wird unser Energiebedarf steigen. Ich habe keine Ahnung, wofür wir es verwenden werden, aber ich garantiere, dass wir es wollen werden. Vielleicht werden wir die Ozeane säubern, die globale Erwärmung umkehren, Eisen in Gold verwandeln oder eine Reihe von Aktivitäten, die enorme Mengen an Energie verbrauchen. Fossile Brennstoffe werden nicht liefern und sie haben einige unerwünschte Nebenwirkungen. Kernbrennstoffe werden nur so viel Strom liefern, bis sie aufgebraucht sind.
Wir brauchen die ultimativen Energieressourcen. Wir wollen die ganze Kraft unseres Sterns nutzen. Der sowjetische Astronom Nikolai Kardashev sagte voraus, dass eine zukünftige Zivilisation schließlich die Macht eines ganzen Planeten nutzen könnte. Er nannte dies eine Typ-I-Zivilisation. Ein Typ II würde die gesamte Energieabgabe eines Sterns nutzen. Und eine Zivilisation vom Typ III würde die Macht ihrer gesamten Galaxie nutzen. Betrachten wir also eine Zivilisation vom Typ II.
Was wäre eigentlich nötig, um 100 % der Energie eines Sterns zu nutzen? Wir müssten eine Dyson-Kugel oder -Cloud konstruieren und die gesamte Sonnenenergie sammeln, die von ihr ausgeht. Aber könnten wir es besser machen? Könnten wir Material direkt aus einem Stern extrahieren?
Sie können darauf wetten, es ist die Zukunft!
Dies ist eine Idee, die als „stellares Heben“ bekannt ist. Den Wasserstoff als Treibstoff von der Sonne stehlen und für unseren futuristischen Energiebedarf verwenden. Tatsächlich macht die Sonne es bereits … schlecht. Sterne erzeugen starke Magnetfelder. Sie drehen und drehen sich über die Oberfläche des Sterns und stoßen Wasserstoff in den Weltraum aus. Aber es ist nur ein Rinnsal an Material. Um die Kraft der Sonne wirklich zu nutzen, müssen wir an diesen Wasserstoffvorrat gelangen und den Extraktionsprozess beschleunigen.
Es gibt ein paar Techniken, die funktionieren könnten. Sie können Laser verwenden, um Teile der Oberfläche aufzuheizen und das Volumen des Sonnenwinds zu erhöhen. Sie könnten starke Magnetfelder verwenden, um Plasma von den Polen der Sonne in den Weltraum zu befördern. Wie auch immer es geschieht, sobald wir all den Wasserstoff haben. Wie nutzen wir es, um Energie zu gewinnen? Wir könnten es mit Sauerstoff kombinieren und durch Verbrennung Energie freisetzen, oder wir könnten es in unseren Weltraumreaktoren verwenden und durch Fusion Strom erzeugen.
Plasma auf der Sonnenoberfläche. Bildnachweis: Hinode
Am effizientesten ist es jedoch, es einem Schwarzen Loch zuzuführen und seinen Drehimpuls zu extrahieren. Eine hochentwickelte Zivilisation könnte Material direkt von einem Stern absaugen und es auf die Ergosphäre eines sich schnell drehenden schwarzen Lochs als Haustier schicken.
Hier ist Dr. Mark Morris, Professor für Astronomie an der UCLA. Er wird erklären:
„Es gibt diese Region, die Ergosphäre genannt wird, zwischen dem Ereignishorizont und einer anderen Grenze draußen. Die Ergosphäre ist eine sehr interessante Region außerhalb des Ereignishorizonts, in der eine Vielzahl interessanter Effekte auftreten können. Wenn wir zum Beispiel ein Schwarzes Loch zur Verfügung hätten, könnten wir Energie aus sich drehenden Schwarzen Löchern gewinnen, indem wir Dinge in die Ergosphäre werfen und alles aufnehmen, was mit noch höherer Geschwindigkeit herauskommt.“
Dies ist als Penrose-Prozess bekannt, der erstmals 1969 von Roger Penrose identifiziert wurde. Es ist theoretisch möglich, 29 % der Energie in einem rotierenden Schwarzen Loch zurückzugewinnen. Leider verlangsamst du es auch. Irgendwann hört das Schwarze Loch auf, sich zu drehen, und Sie können keine Energie mehr daraus gewinnen. Dann könnte es aber auch möglich sein, der Hawking-Strahlung Energie zu entziehen; die langsame Verdampfung von Schwarzen Löchern über Äonen. Natürlich ist es ein heikles Geschäft.
Künstlerische Darstellung eines Sterns, der ein Schwarzes Loch füttert. Bildnachweis: ESO/L. Calçada
Dr. Morris fährt fort: „Es gibt keine inhärenten Einschränkungen, abgesehen von den verschiedenen Problemen, die in der Nähe eines massiven Schwarzen Lochs auftreten. Wegen des hohen Flusses von energiereichen Teilchen und Gammastrahlen kann man sich nicht in der Nähe eines Schwarzen Lochs befinden, das aktiv Materie ansammelt. Es ist also eine lebensfeindliche Umgebung in der Nähe der meisten realistischen Schwarzen Löcher, also lassen Sie mich nur sagen, dass dies für unsere Zivilisation nicht so schnell sein wird. Aber vielleicht haben Typ-III-Zivilisationen, die so weit über uns hinausgehen, dass es unsere Vorstellungskraft übersteigt, kein Problem.“
Eine Typ-3-Zivilisation wäre mit einem solchen Energiebedarf so weit fortgeschritten, dass sie das Material von allen Sternen in der Galaxie extrahieren und es direkt an Schwarze Löcher füttern könnte, um Energie zu gewinnen. Füttern von Schwarzen Löchern zu anderen Schwarzen Löchern, um sie wieder hochzudrehen.
Es ist eine unverständliche Leistung der galaktischen Ingenieurskunst. Und doch ist es ein potenzielles Ergebnis unseres unersättlichen Energiebedarfs.
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