Képzeljük el, hogy a távoli jövőben
az emberiség elhagyja bolygónkat,
sok ezer fényévre keringő planétákon
emel városokat,
és az egész galaxist behálózzák
a kereskedelmi és közlekedési útvonalak.
Mire lenne szüksége a civilizációnknak,
hogy mindezt megtegye?
Számos kérdés felmerül.
Hogyan kommunikálnánk?
Milyen lenne a galaktikus kormányzat?
És mind közül az egyik legfontosabb:
honnan vennénk az energiát,
hogy működtessük a civilizációt,
annak iparát, a terraformálásokat,
a csillaghajókat?
Egy csillagász,
Nyikolaj Kardasev javasolta azt a skálát,
amellyel egy fejlődő civilizáció
növekvő energiaigényét mérhetjük fel.
A fejlődés első fázisában,
ahol mi is tartunk,
bolygónk erőforrásai,
a fosszilis üzemanyagok,
napelemek, atomerőművek
elegendők lehetnek
naprendszerünk bolygóinak betelepítéséhez,
de ennél többre nemigen.
A harmadik,
utolsó fázisban lévő civilizációnak
kb. 100 milliárdszor több energia kell
galaktikus méretű terjeszkedéséhez,
mint a Nap által másodpercenként sugárzott
385 yottajoule.
Hacsak nem történik áttörés
a fizika valamely határterületén,
egyetlen energiaforrás jöhet szóba:
a szupertömegű fekete lyuk.
Elsőre talán meghökkentő,
hogy egy fekete lyuk energiaforrás lehet,
pedig így van,
köszönhetően az akkréciós korongjának,
amely az eseményhorizontba hulló,
lapított gyűrűbe összeállt anyag.
A perdületmegmaradás törvénye miatt
az anyagrészecskék nem hullanak csak úgy
a fekete lyukba,
hanem lassan, spirálisan érik el azt.
A fekete lyuk
erős gravitációjának hatására
a részecskék helyzeti energiája
mozgási energiává alakul,
ahogy egyre közelebb jutnak
az eseményhorizonthoz.
A részecskék kölcsönhatása eredményeként
a mozgási energia
sugárzássá alakulva jut az űrbe.
Ez az anyag-energia átalakulás
elképesztő hatékonyságú:
6% a nem forgó, és akár 32% a forgó
fekete lyukak esetében.
Ez sokszorosan felülmúlja a maghasadást,
a jelenleg rendelkezésre álló
leghatékonyabb eljárást,
amellyel anyagból energiát nyerhetünk.
A maghasadás az uránatom
mindössze 0,08%-át alakítja energiává.
A fekete lyuk energiájának hasznosításához
egy olyan szerkezet lehet a kulcs,
amelyet Freeman Dyson fizikus tervezett,
és Dyson-gömbnek nevezünk.
Dyson vetette fel a 60-as években,
hogy egy fejlett, bolygóközi civilizáció
képes lenne mesterséges gömböt létrehozni
központi csillaga körül,
és így befogni és saját céljaira használni
annak kisugárzott energiáját.
Hasonló, bár jóval összetettebb megoldás
a fekete lyukaknál is alkalmazható lehet.
De ahhoz, hogy energiát termeljen,
a fekete lyuknak anyagra van szüksége,
ezért nem takarhatjuk el teljesen
egy gömbbel.
Ha megtennénk,
a pólusokból kilövellő plazmasugarak,
amelyek megfigyelhetők sok,
szupermasszív fekete lyuknál,
darabokra robbantanának bármit,
ami az útjukba kerül.
Így inkább egyfajta Dyson-gyűrűt
kellene terveznünk,
masszív, távolról vezérelt kollektorokkal.
Ezek a fekete lyuk körül keringenének,
esetleg az akkréciós korong síkjában,
de annál kijjebb,
és fényvisszaverő panelekkel sugároznák
az összegyűjtött energiát
az erőművekhez,
vagy tárolótelepekhez.
A kollektorok elhelyezésénél ügyelni kell
a fekete lyuktól való távolságukra.
Ha túl közel vannak,
megolvadnak a kisugárzott energiától,
Ha túl távol, a rendelkezésre álló energia
töredékét tudják csak összegyűjteni,
és a fekete lyuk körül keringő csillagok
zavarhatják a működésüket.
A szerkezet megépítéséhez
valószínűleg több földnyi,
jó fényvisszaverő anyagra volna szükség,
például hematitra,
és további néhány bolygónyi anyagra,
az összeszerelő robotok légióihoz.
Ha megépülne,
a Dyson-gyűrű technológiai mestermű lenne,
amely képes ellátni energiával
egy galaxist benépesítő civilizációt.
Mindez elrugaszkodottnak tűnhet,
de már ma is,
a jelenlegi energiaválságban,
szembe kell néznünk azzal,
hogy bolygónk energiaforrásai végesek.
A megújuló energia előállítására
folyamatosan keressük az új módszereket,
különösen, hogy ez a záloga
fajunk túlélésének
és technológiai fejlődésének.
Talán most is létezik valahol
egy civilizáció,
amely leigázta az űr ezen óriásait.
Akár fel is ismerhetjük őket,
a fekete lyuk felől érkező fény
időszakos elhalványodásából,
ahogy a Dyson-gyűrű elhalad
köztük és köztünk.
De az is lehet, hogy e szuperszerkezetek
megmaradnak elméletnek.
Erre csak az idő –
és az alkotó tudomány – adhat választ.