Pokud se něco zásadního nepokazí, tak naši potomci budou potřebovat energii, opravdu hodně energie. Jenže, kde ji vzít? Ropa, uhlí, plyn, dřevo, sláma, voda, vítr, uran to jsou všechno velmi lokální fenomény, které nám mimo Zemi už příliš nepomohou. Jako zajímavý zdroj se nabízejí hvězdy, ohromné koule plápolající energie, které prosvětlují temný vesmír. Teď se to sice zdá být dost neuvěřitelné, že bychom ze Slunce, natož z jiných hvězd, mohli dostat něco víc, než opálení a pohon solárních panelů, ale za nějaký čas, pokud v sobě najdeme dost optimismu, kdo ví. Ostatně, Nikolaj Kardašev ve své hřejivě optimistické Škále rozvoje civilizací popisuje jako typ I. civilizace, které získávají energii celé své planety, jako typ II. civilizace, co zužitkují celou hvězdu a pak ještě jako typ III. takové civilizace, které využijí energii celé domácí galaxie. Publicista Fraser Cain se pro Universe Today zamyslel nad technologiemi, které by se hodily právě civilizaci typu II a III:
Máme hvězdu. Jak z ní získat 100 procent energie? Když na to přijde, můžeme ji postupně celou uzavřít do Dysonovy sféry či Dysonova oblaku a pečlivě sbírat energii, kterou hvězda vyzáří. Co kdybychom ale těžili a zužitkovávali přímo hmotu samotné hvězdy? Zní to dost bláznivě, ale takový koncept existuje a přezdívá se mu tak trochu morbidně hvězdný lifting (stellar lifting). Jednoduše řečeno, jde o to vysát hvězdě vodík a ten přeměnit na energii. Tak trochu paradoxní je, že naše Slunce to vlastně dělá už teď, gigantická magnetická pole Slunce vyprskávají vodík do kosmického prostoru. Sám o sobě by ale takový materiál nebyl příliš použitelný. Pokud bychom doopravdy chtěli těžit energii Slunce i jiných podobných hvězd, tak to chce intenzivnější přísun vodíku.
Jak takový hvězdný lifting provést? Můžeme například postavit ohromné lasery a pálit s nimi do Slunce. Zahřátí slunečního povrchu by vedlo k zesílení slunečního větru. Můžeme také zprovoznit magnetická pole hvězdných parametrů, která poháněla sluneční plazmu ze slunečních pólů do vesmíru. Dejme tomu, že by se nám to povedlo. Jak z hvězdného vodíku získáme energii? Můžeme ho spalovat s kyslíkem, můžeme s ním rozpoutat jadernou fúzi a také s ním můžeme nakrmit ochočenou černou díru a těžit energii z jejího úhlového momentu hybnosti. Hodně sebevědomá a zdatná civilizace by mohla čerpat materiál ze hvězdy a hnát ho přímo do ergosféry rychle rotující černé díry.
Astronom Mark Morris z Kalifornské univerzity v Los Angeles k tomu vysvětluje, že v ergosféře, oblasti na pomezí mezi horizontem událostí a vnějším okolím černé díry, se odehrávají podivuhodné věci, které by snad bylo možné využit v náš prospěch. Do ergosféry můžeme například posílat hmotu a ven se pak bude vracet hmota s větší energií. Jde o takzvaný Penroseho proces, který navrhl Roger Penrose v roce 1969. Podle něj je prý teoreticky možné vytěžit až skoro 30 procent energie rotující černé díry.
Háček je tom, že to nejde do nekonečna. Rotace černé díry se při takové těžbě neustále zpomaluje, až se nakonec úplně zastaví. Ani pak ale ještě není černá díra bez užitku. Možná by šlo získávat energii z Hawkingova záření, kterým se černé díry pozvolna vypařují.
Podle Morrise nevíme o žádných principiálních omezeních, která by nám bránila těžit energii z hvězd a zpracovávat ji v černých děrách. Bude samozřejmě nutné překonávat ohromné problémy technického rázu, které nepochybně přinese provoz technologií v bezprostřední blízkosti černé díry. Budoucí inženýři budou nejspíš s láskou vzpomínat na jaderné reaktory a jejich vrtochy. Morris považuje za hodně nepříjemnou komplikaci tvrdé záření, které bude zalévat okolí černé díry požírající hmotu. Nicméně, pokud se někdy objeví civilizace typu III, tak by to ti šikulové mohli zvládnout.
Short video from Universe Today publisher Fraser Cain.
Short video from Universe Today publisher Fraser Cain.
Literatura
Universe Today 3. 2. 2014, Wikipedia (Kardashev scale, Star lifting, Penrose process).
Radikální kosmologie: Je náš vesmír plný tachyonů?
Autor: Stanislav Mihulka (19.04.2024)
Objevení Velkého prstenu v hlubokém vesmíru přidělalo vrásky kosmologům
Autor: Stanislav Mihulka (19.01.2024)
Nové vysvětlení temné energie: Nafukování prázdnot ve vesmíru
Autor: Stanislav Mihulka (14.08.2022)
Je temná energie skutečná? Zeptejte se neutronových hvězd
Autor: Stanislav Mihulka (05.03.2022)
WiggleZ podpořil koncept temné energie
Autor: Stanislav Mihulka (10.06.2011)
Diskuze:
Když jste zmínil antihmotu pro vesmírné lety...
Tomáš Lízner,2014-02-11 23:32:14
...tak bych se rád zeptal, jakým způsobem a postupem by tato energie získaná anihilací byla dále využita (např. k získání elektřiny či k rozpohybování lodi). Přeci tím jen vznikne pouze "teplo a světlo". Znamená to, že by loď musela obsahovat prakticky parní elektrárnu podobně jako současné jaderné elektrárny, byť zřejmě se zcela uzavřeným vodním okruhem? A získaná elektřina by se využila např. k napájení iontového pohonu?
Ono je 1 dubna ?
Pavel Aron,2014-02-11 19:42:14
Pardon, ale celé to je sbírka nesmyslů . Dysonova sféra - to není žádný fyzikální pojem ale bláznivý nápad pan Dysona. Jak asi chcete vyrobit kouli kolem Slunce ? To ostatní už okomentovali jiní.
Tomáš Lízner,2014-02-11 22:48:39
Pavel Aron: Proč nesmysl? Jasně že teď nikdo Dysonovu sféru nepostaví, to ale neznamená, že by to nebylo možné. Vezmi si hodně technicky vyspělou civilizaci, všechno je to jen o dostatku enormního množství energie materiálu pro její stavbu. Ve výsledku se ale nejedná o nic jiného než obří velmi komplexní stroj, jehož stavbu a existenci žádné zákony fyziky nevylučují. Mezi nemožné a obtížné nejde dávat rovnítko. Na druhou stranu je otázka, zda civilizace, která by dokázala nějakým způsobem vygenerovat množství energie nutné pro stavbu Dysonovy sféry, by ji měla vůbec zapotřebí...
proto.
Jc Bill,2014-02-11 23:29:03
In response to letters prompted by this paper, Dyson replied, "A solid shell or ring surrounding a star is mechanically impossible. The form of 'biosphere' which I envisaged consists of a loose collection or swarm of objects traveling on independent orbits around the star."
Tomáš Lízner,2014-02-12 12:56:58
Stále ale platí, že by šlo i u volné Dysonovy sféry jen o - byť složité a obří - mechanické zařízení. Dyson zmiňoval nemožnost skořápky nebo pevného prstence zejména kvůli gravitačnímu působení hvězdy, resp. její absenci. Avšak pokud by skořápka, nebo více či méně úzce vázaná sestava pevných prstenců, získávala 100% či téměř 100% energie slunce, nebylo by možné část této energie využívat k udržení vycentrování sféry kolem hvězdy? Chápu, že z mechanického hlediska to může působit reálně jako prakticky neuskutečnitelné, ale brání tomu kromě technické obtížnosti něco dalšího?
Anihilácia hmoty a anthmoty
Marek Šarmír,2014-02-10 21:08:47
Ludstvo by sa asi malo zamerať týmto smerom a skúmať ako by sa dala antihmota vyrábať v dostatočných množstvách za prijatelných podmienok, ideálne priamo v budúcom reaktore na anihiláciu hmoty a antihmoty. 100% zisk energie je v porovnaní s terajším cca percentom pri štiepení uránu trošku iná káva.
Celkom by ma zaujímalo ako je veda v tomto smere daleko, čo sa týka mechanizmu vzniku antihmoty. Musia byť predsa nejaké odlišnosti oproti hmote, ktoré by sa pre jej výrobu dali využiť.
Antihmota těžko může
Vladimír Wagner,2014-02-10 22:27:17
být zdrojem energie pro civilizaci. Problémem je, že nemáme žádné doly na antihmotu. Všechna antihmota by se musela vyrobit a to pochopitelně potřebuje více energie než se její anihilací vytvoří. Takže to má význam v případě, že ji chceme využít jako koncentrované palivo pro hvězdolet. V tom případě nevadí, že na výrobu tohoto paliva spotřebujeme řádově více energie, než se uvolní pří pohonu hvězdoletu. Blíže zde: http://www.osel.cz/index.php?clanek=4338 a http://www.osel.cz/index.php?clanek=7031 .
Rozdělení civilizací
Pavel Procházka,2014-02-10 20:37:00
Rozdělení civilizací dle získávání energie je nesmysl. Ano, z našeho pohledu je to v celku rozumné ale nemůžeme přeci se stavět do pozice určování něčeho co a jak má vypadat ve vesmíru, natož je ještě dělit vyspělostí získávání energie. Věřím, že život v nějaké formě existuje někde ve vesmíru ale jeho smysl může být pro nás naprosto nepochopitelný. Např. může existovat v jakési hmyzí formě, které své zárodky posílá zmrzlé na kosmických těles a energii(elektřinu) vůbec nepoužívá. Naopak super vyspělá civilizace, které se technicky vyvíjela třeba miliardu let dávno přišla na něco o čem nemáme ani páru a povznesla se např. do jiné dimenze,jiného prostoru nebo rovnou mimo prostor.Každý intuitivně věří, že je něco víc(nemám na mysli Boha) než to nic z čeho vzniklo všechno. Takže jestli jsou civilizace, které cestují mezi galaxiemi,ovládají nějakou všeho-teorii tak určitě nebudou těžit z hvězd ale budou si řídit svoji výrobu sami ve svoji vlastní hyper-elektrárně.
K tomu, abyste něco někam
Vladimír Wagner,2014-02-10 22:46:41
posílal, musíte mít dostatek energie ve vhodné formě. A asi těžko lze získávat energii jinak než na základě fyzikálních principů, které fungují ve vesmíru. Takže jisté škálování energetického potenciálu civilizace podle energie uvolňované různými vesmírnými objekty není vůbec od věci. Pokud existuje možnost cestování pomocí "jiných dimenzí", tak se to bez energie neobejde. I když mě trochu zavání, že u Vás jde spíše o esoterické pojímání jiných rozměrů a celého problému :-)
Moc se mi to nezdá
Andrzej Kowalski,2014-02-10 16:06:45
Moc se mi to nezdá. Přijde mi to jako kdyby v devatenáctém století říkali, že nejlepší civilizace je ta, která postaví největší parní kotel. To, že dnes nám jde o energii stále víc vůbec neznamená, že to tak půjde napořád.
Co znamená nejlepší?
Vladimír Wagner,2014-02-10 16:42:20
Vaše poznámka je hodně zavádějící. Co je nejlepší civilizace, je čistě subjektivní pocit. A nelze to objektivně posuzovat, pokud neřeknete, podle kterých kritérií civilizace posuzujete.
Ovšem, pokud postavíte otázku třeba takto: "Která civilizace dokáže zajistit nejvyšší životní úroveň nejvyššímu počtu lidí a zajistí možnost stálého rozvoje poznání našeho vesmíru?" Tak pak to bude opravdu civilizace, která dokáže zajistit zvětšující se energetické potřeby.
Jinak, Vaše srovnání devatenáctého století a současnosti je ještě více mimo mísu. Už daleko dříve a až po současnost opravdu získávala navrch civilizace, která dokázala efektivněji produkovat energii v použitelné formě. A parní stroj (tak důležité není zda větší, ale spíše jeho efektivita) je pořád dominantním zdrojem elektřiny a spalovací motory pořád dominují dopravě.
Nijak jste mne nezviklal
Andrzej Kowalski,2014-02-10 19:41:08
Nijak jste mne nezviklal, vlastně právě naopak. Mluvíte stále o energii, dopravě, poznání a všech těch časových věcech, zároveň ale o horizontech tisíciletí, spíše ještě delších. Jsem přesvědčen, že žádný z dnešních konceptů na tak dlouhou dobu není použitelný. Tak daleko se extrapolovat nedá.
Je třeba docela dobře představitelné, že lety do vzdáleného vesmíru budou pro "poznání" zcela k ničemu. Zřejmě se objeví pár desítek, stovek nebo tisíc různě splácaných planet a bizarních hvězd, ale brzy převládne názor, že vidět jednu znamená vidět všechny. Optimisté a snílci si představují vesmír jako obrovský lunapark, ve kterém budou s nadšením skákat od jedné atrakce ke druhé, ale ono to tak vůbec nemusí být. Vesmír se stejně tak dobře může ukázat jako naprosto nudné místo, kam až se podíváš. Nebude tam třeba vůbec co poznávat nebo to bude poznání natolik k ničemu, že o něj nikdo stát nebude. I takový vývoj je představitelný, pak vám ale bude koncept stále extenzivně rostoucího poznání k ničemu. Podobně to může být i s dalšími dnešními představami.
Jc Bill,2014-02-10 20:25:59
Jó, energetická stagnace a nakonec nevyhnutelná smrt jsou pro lidstvo v tomto nehostinném vesmíru pravděpodobná cesta. Má-li však mít i nějakou tu budoucnost, kam až nejde "extrapolovat", naše energetické kapacity v ní budou nevyhnutelně mnohem vyšší než dnes. Pokud tedy mohu podepřít hlas vědecké zkušenosti ze strany technologické ezoteriky.
Osud lidsta ?
Josef Jindra,2014-02-10 21:31:53
Ono z logiky věci a z dějin dlouhodobě vyplývá že jsou v podstatě možné dvě cesty : buďto expanze a rozšiřování života do okolního vesmírného prostoru nebo stagnace a nahrazení lidské civilizace nějakou jinou pozemskou životní formou která si ale bude muset projít v podstatě stejnou cestu. Ke stangnaci může dojít v důsledku nemožnosti mezihvězdného cestování v důsledku fyzikálních omezení ( se současnými zdroji to možné není, včetně budoucí jaderné syntézy, a není jisté jestli to v budoucnu najdeme způsob jak získat dostatek energie a jestli toto omezení není konečné ), anebo v důsledku omezenosti lidské psychiky - v důsledku tzv. čínského efektu ( zahleděnosti sama do sebe v důsledku čehož se středověká Čína stala zanedbanou zemí třetího světa přestože ve své době byla na vrcholu civilizace ). Varianty trvalého rozvoje civilizace hnané touhou po neustálém zdokonalování člověka jako takového ve stylu starořeckého pěstování ducha a umění jsou podle mně spíše krátkodobou záležitostí a nelze je trvale udržet. Tedy jestliže lidstvo nebude schopno osídlit okolní vesmír stane se jen epochou v dějinách země jako takové, ostatní možnosti dlouhodobého udržení civilizace jsou dle mne spíše esoterickou záležitostí.
Pane Kowalski
Vladimír Wagner,2014-02-10 22:37:55
civilizace, která ztratí chuť poznávat a nebude expandovat do vesmíru prostě zanikne. Pochopitelně i takový vývoj je představitelný. Možná Vy už jste znuděný životem a myslíte si, že už není možné nic nového, co byste mohl Vy nebo Vaši potomci poznat, takže už uvažujete jen o zániku civilizace. Já si to nemyslím. Pokud převládnou v naší civilizaci lidé, jako Vy, tak zanikne. Pokud budou přece jen převládat lidé jako já, tak má pořád ještě šanci. Říkám šanci, ne jistotu. Nelze zaručit, že ať už z jedněch nebo druhých důvodů nezanikne.
Získávání energie z Hawkingova
Vladimír Wagner,2014-02-10 15:22:10
záření černé díry s hvězdou hmotností je nemožné. Její teplota je nižší než teplota reliktního záření, takže více energie pohlcuje než vydává a hustota vyzařované energie je nižší než hustota energie reliktního záření.
V tom článku je více kravin než alespoň trošku realitě (i v nekonečně vzdálené budoucnosti) bližších věcí.
Tak tohle je totální kravina
Vladimír Wagner,2014-02-10 15:16:10
Získávání energie tak, že lasery (velice energeticky náročná zařízení) budeme přihřívat Slunce a zvýšený tok vodíků (protonů) budeme zachytávat (proces s obrovskými ztrátami) a energii ze zachyceného vodíku získávat jeho spalováním s kyslíkem (v chemických reakcích), je absolutní nesmysl. To nikdy nemůže vést k energetickému zisku. A nemůže to vést k zisku ani v případě, že ho pak dokážeme spalovat v termojaderném reaktoru či házet do černé díry. Prostě navrhované manipulace vedou k takovým ztrátám energie, že opravdu nelze zařídit, aby to vedlo k energetickému zisku. A to lze říci už teď.
Diskuze je otevřená pouze 7dní od zvěřejnění příspěvku nebo na povolení redakce
