Return to Video

هل يمكننا تسخير قوّة الثقب الأسود؟ - فابيو باكوتشي

  • 0:08 - 0:13
    لنتخيل معًا مستقبلًا بعيدًا حين يمكن للبشر
    الوصول إلى ما وراء النقطة الزرقاء الباهتة،
  • 0:13 - 0:17
    وتشكيل المدن على الكواكب
    على بعد آلاف السنين الضوئيّة،
  • 0:17 - 0:22
    والحفاظ على شبكة مجريّة للتجارة والنقل.
  • 0:22 - 0:25
    ماذا سيتطلّب من حضارتنا لتحقيق تلك القفزة؟
  • 0:25 - 0:28
    هناك عدة أمور يجب أن تُؤخذ
    في الاعتبار، كيف يمكننا التواصل؟
  • 0:28 - 0:31
    كيف يمكن أن تبدو حكومة المجرة؟
  • 0:31 - 0:34
    وأحد أكثر الأمور جوهريةً على الإطلاق:
  • 0:34 - 0:38
    من أين يمكننا أن نحصل على الطاقة الكافية
    لدعم تلك الحضارة—
  • 0:38 - 0:44
    وصناعتها، وعمليّاتها الاستصلاحيّة،
    وسفنها الفضائيّة؟
  • 0:44 - 0:48
    اقترح فلكيٌّ يدعى نيكولاي كارداشيف مقياسًا
  • 0:48 - 0:52
    لتحديد كميّة الطاقة المتزايدة التي تحتاجها
    حضارةٌ في قيد التطوّر.
  • 0:52 - 0:56
    في المرحلة التطوريّة الأولى،
    والتي نحن فيها حاليًّا،
  • 0:56 - 1:00
    فإنّ مصادر الوقود على كوكب الأرض
    مثل الوقود الأحفوري،
  • 1:00 - 1:02
    والألواح الشمسيّة ومحطات الطاقة النووية
  • 1:02 - 1:07
    ربما تكون كافية لجعل الكواكب الآخرى
    داخل نظامنا الشمسي مستقرّة،
  • 1:07 - 1:10
    ولكن ليس إلى ما هو أبعد من ذلك.
  • 1:10 - 1:13
    لحضارةٍ في مرحلتها الثالثة والأخيرة،
  • 1:13 - 1:18
    سيتطلب التوسّع على نطاق المجرة
    حوالي 100 مليار مرة
  • 1:18 - 1:26
    طاقة أكثر من الطاقة التي تطلقها شمسنا
    كل ثانية والتي تبلغ 385 يوتا جول كاملة.
  • 1:26 - 1:29
    وما يمنع حدوث تقدم مفاجئ
    في الفيزياء الغريبة،
  • 1:29 - 1:32
    هو أنّه لا يوجد سوى مصدر واحد للطاقة
    والذي قد يكون كافيًا:
  • 1:32 - 1:35
    لثقب أسود هائل.
  • 1:35 - 1:39
    إنّه من غير المنطقي التفكير
    بالثقوب السوداء كمصادر للطاقة،
  • 1:39 - 1:44
    ولكن هذا بالضبط ما هم عليه،
    بفضل أقراص التراكم الخاصة بهم:
  • 1:44 - 1:50
    تكونت هياكل دائرية مسطحة
    بسبب سقوط المادة في أفق الحدث.
  • 1:50 - 1:53
    بسبب الحفظ من الزخم الزاوي،
  • 1:53 - 1:57
    فالجسيمات هناك لا تهبط فحسب
    مباشرة في الثقب الأسود.
  • 1:57 - 2:00
    بل إنها بدلًا من ذلك تدور ببطء.
  • 2:00 - 2:04
    بسبب حقل الجاذبية المكثف من الثقب الأسود،
  • 2:04 - 2:07
    هذه الجسيمات تحوّل طاقتها الكامنة
    إلى طاقة حركيّة
  • 2:07 - 2:10
    كلما اقتربت من أفق الحدث.
  • 2:10 - 2:13
    تسمح التفاعلات بين الجسيمات
    لهذه الطاقة الحركيّة
  • 2:13 - 2:15
    أن تشع في الفضاء
  • 2:15 - 2:19
    من خلال انتقال مذهل من المادة إلى الطاقة:
  • 2:19 - 2:26
    6٪ للثقوب السوداء غير الدوارة،
    وما يصل إلى 32٪ للدوارة منها.
  • 2:26 - 2:30
    هذا يتفوق بشكلٍ جذريّ على الانشطار النووي،
  • 2:30 - 2:33
    والذي يُعَد في الوقت الحالي الآلية
    الأكثر كفاءة والمتاحة على نطاق واسع
  • 2:33 - 2:35
    لاستخراج الطاقة من الكتلة.
  • 2:35 - 2:42
    يحوّل الانشطار 0.08٪ فقط
    من ذرّة اليورانيوم إلى طاقة.
  • 2:42 - 2:46
    إنّ مفتاح تسخير هذه القوة
    قد يكمن في هيكل
  • 2:46 - 2:52
    من ابتكار الفيزيائي فريمان دايسون،
    المعروف باسم غلاف دايسون.
  • 2:52 - 2:57
    في الستينات، اقترح دايسون
    أنّ حضارة الكواكب المتقدمة
  • 2:57 - 3:01
    تستطيع هندسة مجال اصطناعي
    حول نجمهم الرئيسي،
  • 3:01 - 3:06
    لالتقاط كل طاقته الإشعاعية
    لتلبية احتياجاتهم.
  • 3:06 - 3:09
    إنّ تصميمًا مشابهًا،
    إلّا أنّه أكثر تعقيدًا بشكلٍ كبير
  • 3:09 - 3:13
    يمكن تطبيقه نظريًّا على الثقوب السوداء.
  • 3:13 - 3:17
    من أجل إنتاج الطاقة،
    يجب تغذية الثقوب السوداء باستمرار—
  • 3:17 - 3:21
    لذلك لا نريد تغطيته بشكلٍ كاملٍ بغلاف.
  • 3:21 - 3:24
    حتى لو فعلنا، فإن نفاثات البلازما
    التي تنطلق من القطبين
  • 3:24 - 3:26
    لعديد من الثقوب السوداء الهائلة
  • 3:26 - 3:30
    من شأنها أن تدمر أي هيكل
    يظهر في طريقهم إلى قطع صغيرة.
  • 3:30 - 3:34
    لذا فبدلًا من ذلك، قد نصمم
    ما قد يكون أشبه بحلقة دايسون،
  • 3:34 - 3:37
    مصنوعة من كميات هائلة من أدوات
    التجميع التي يتم التحكم فيها عن بُعد.
  • 3:37 - 3:40
    سيتجمّعون في مدار حول الثقب الأسود،
  • 3:40 - 3:44
    ربما على مستوى قرص التراكم الخاص بها،
    ولكن ماهو أبعد عن ذلك.
  • 3:44 - 3:47
    يمكن أن تستخدم هذه الأجهزة
    ألواح تشبه المرآة
  • 3:47 - 3:50
    لنقل الطاقة التي تمّ جمعها
    إلى محطات توليد الطاقة،
  • 3:50 - 3:53
    أو إلى بطاريّة للتخزين.
  • 3:53 - 3:58
    سنحتاج إلى التأكد من أن هذه الجامعات
    قد تم بناؤها في نصف القطر الصحيح تمامًا:
  • 3:58 - 4:01
    إن كانت قريبة جدًا ستذوب من الطاقة المشعة.
  • 4:01 - 4:06
    إن كانت بعيدة جدًّا فستجمع فقط
    جزء ضئيل من الطاقة المتاحة
  • 4:06 - 4:09
    وقد تتعطل بسبب النجوم التي تدور حول
    الثقب الأسود.
  • 4:09 - 4:14
    من المحتمل أن نحتاج إلى العديد من المواد
    العاكسة للغاية بحجم عدّة كرات أرضيّة
  • 4:14 - 4:17
    مثل الهيماتيت لبناء النظام الكامل -
  • 4:17 - 4:23
    بالإضافة إلى عدد قليل من الكواكب المفككة
    لصنع حشد من الروبوتات الإنشائية.
  • 4:23 - 4:27
    بمجرد بنائها، ستكون حلقة دايسون
    تحفة تكنولوجية،
  • 4:27 - 4:32
    تدعم انتشار الحضارة عبر كلّ ذراع مجرة.
  • 4:32 - 4:35
    قد يبدو كلّ هذا وكأنّه تكهنات جامحة.
  • 4:35 - 4:38
    لكن حتى الآن،
    في أزمة الطاقة الحالية التي نواجهها،
  • 4:38 - 4:42
    نحن في تحدٍّ مع الموارد المحدودة لكوكبنا.
  • 4:42 - 4:46
    ستكون هناك حاجة دائمًا إلى إنتاج
    طرق جديدة للطاقة المستدامة،
  • 4:46 - 4:49
    خصوصًا كون جهود البشرية
    تسعى لتحقيق البقاء
  • 4:49 - 4:52
    والتقدم التكنولوجي لجنسنا البشري.
  • 4:52 - 4:55
    ربما توجد حضارة بالفعل في الخارج
  • 4:55 - 4:58
    المليئة بهؤلاء العمالقة الفلكيين.
  • 4:58 - 5:00
    بل وقد يكون بوسعنا أن نجزم بذلك
  • 5:00 - 5:04
    من خلال رؤية الضوء
    من ثقبهم الأسود الخافت بشكلٍ دائم
  • 5:04 - 5:08
    عندما تمر قطع من حلقة دايسون
    بيننا وبينهم.
  • 5:08 - 5:13
    أو ربما يكون مصير هذه الهياكل الفوقية
    أن تبقى في عالم النظرية.
  • 5:13 - 5:17
    فإنّ الوقت فقط - وإبداعنا العلمي -
    سيخبرنا بذلك.
Title:
هل يمكننا تسخير قوّة الثقب الأسود؟ - فابيو باكوتشي
Speaker:
فابيو باكوتشي
Description:

لمشاهدة الدرس كاملاً: https://ed.ted.com/lessons/could-we-harness-the-power-of-a-black-hole-fabio-pacucci

تخيّل مستقبلًا بعيدًا عندما يصل البشر إلى ما وراء الأرض، ويشكّلون مدنًا على كواكب تبعد آلاف السنين الضوئية، ويحافظون على شبكة مجريّة للتجارة والنقل. ما الذي يتطلّبه الأمر لتحقيق هذه القفزة؟ ومن أين نحصل على الطاقة الكافية لدعم هذه الحضارة؟ يستكشف فابيو باكوتشي إمكانيّة تسخير الطاقة من الثقب الأسود لتشغيل حضارة مجرّية.

درس من قبل فابيو باكوتشي وإخراج TOTEM Studio.
more » « less
Video Language:
English
Team:
closed TED
Project:
TED-Ed
Duration:
05:19

Arabic subtitles

Revisions

Our website uses cookies for analysis purposes.