天文
围绕行星轨道的黑洞可能是先进文明的标志
哈佛教授Avi Loeb提出，一个绕行星运行的黑洞可以作为先进文明的能源来源，并成为一种可探测的科技信号。
1971年，英国数学物理学家、诺贝尔奖得主罗杰·彭罗斯提出了从旋转黑洞中提取能量的方法。他认为，可以通过在黑洞的吸积盘周围建造一个装置，在那里，落入的物质被加速到接近光速，触发多种波长的能量释放。
从那时起，多位研究人员曾提出，先进文明可以使用这种方法(彭罗斯过程)为他们的文明提供动力，并且这代表了一种我们应该注意的科技信号。
例子包括约翰·M·斯马特的《超越假设》，这是对费米悖论的拟议解决方案，他建议先进的智能可能会迁移到黑洞周围的区域，以利用可用的能量。
最新的提议来自哈佛大学教授Avi Loeb，他在最近的一篇论文中提出，先进文明可以依靠一个“黑洞月球”为他们的家园行星提供无限的电力。他认为，这个黑洞照亮它所环绕的行星的方式，将构成未来SETI调查的一种潜在的科技信号。
Loeb教授是哈佛大学的Frank B. Baird Jr.科学教授，哈佛-史密森天体物理中心(CfA)理论与计算研究所所长，黑洞倡议(BHI)的创始所长，以及伽利略项目的负责人。
他的最新论文《黑洞月球对行星的照明作为一种技术信号》，最近发表在《AAS研究笔记》上。
1975年，史蒂芬·霍金提出黑洞会发出光子、中微子和一些较大的粒子——此后被称为“霍金辐射”。从那时起，关于使用黑洞作为能源源的提案通常分为两类。
一方面，有可能利用其吸积盘的角动量(“彭罗斯过程”)或捕获其超高速喷流产生的热量和能量(也许以戴森球的形式)。另一方面，有可能将物质喂给黑洞并利用产生的霍金辐射。
在他的论文中，Loeb提出了一个先进文明如何通过设计一个绕其家园行星运行的黑洞来依靠后一种过程。这个黑洞将非常小，重量只有十万吨(1011克)。
如果任其发展，这个黑洞将在一年半内通过霍金辐射的释放而蒸发。但正如Loeb通过电子邮件告诉《宇宙今日》，它可以通过每秒向其上吸取相对较少量的物质(2.2公斤；4.85磅)来维持。作为交换，它将提供源源不断的电力：
“这个黑洞系统是我所想到的最有效的引擎。燃料以完美的100%效率转化为能量，因为落入黑洞的质量最终以霍金辐射的形式出来。我以前没有看到过这个想法，并且在几周前意识到它时有一个‘尤里卡时刻’。只有物质-反物质湮灭才能以100%的效率将质量转化为辐射。”
正如Loeb所指出的，所需的反物质量超出了人类目前所能实现的任何范围。自1995年以来，CERN的粒子对撞机已经设法产生了不到10纳克的反物质，这足以点亮一个60瓦的灯泡四个小时。相比之下，Loeb提出的1011g黑洞可以持续提供40万亿(4015)瓦的电力。
“全球能源使用为几太瓦，比这个黑洞的电力供应少一万倍，”Loeb补充道。“这个黑洞引擎的另一个优点是它可以使用任何形式的物质作为燃料。它可以是垃圾。没有比将垃圾以100%的效率转化为清洁能源更好的回收方法。”
另一个优点是黑洞可以使用任何形式的物质作为燃料，包括文明产生的任何废物。在这方面，黑洞引擎将解决先进文明的垃圾问题，同时提供源源不断的能源作为回报。
在全球范围内，人类每年产生大约19.2亿公吨(21.2亿美吨)的废物，这对我们的环境产生了严重的影响。这足以喂养一个重1011克的黑洞引擎超过4.37亿年。
至于如何实现这样的壮举，Loeb提到了他之前的一篇专栏文章，他在其中理论化了一个足够先进的文明可以通过量子隧穿创造一个“婴儿宇宙”。虽然这样的壮举只有第三型文明(或更先进)才能实现，但黑洞引擎会简单得多，也许第二型文明可以设计。
“这是最大的挑战。好消息是，生产这样的黑洞比生产婴儿宇宙容易得多。但是任何1011克黑洞的生产线都需要将物质或辐射压缩到比固体铁的密度高60个数量级的质量密度。原子核或中子星的密度只有比固体密度高15个数量级。这在大爆炸后不到一飞秒的宇宙辐射密度中是可能的。”
这是Loeb最近撰写的另一篇论文的主题，他在论文中认为，根据广义相对论，黑洞可以由光制成。但这个提出的黑洞引擎最有趣的是它可以在光年之外被探测到的方式，这使得它成为一个可行的科技信号，可以表明先进文明的存在。
像许多提出的科技信号一样，特别是戴森球和其他巨型结构，黑洞引擎的存在是推测性的和理论性的。但正如弗里曼·戴森本人曾经说过的那样，无论我们能想到什么(如果物理学是合理的)，一个足够先进的文明可能已经被创造出来。Loeb说：
“黑洞引擎可以被发现为一颗被伽马射线月球照亮的流浪岩石行星，没有恒星质量的伴星。如果我们发现这样的引擎的证据，我们需要考虑这种来源可能是由一个高度先进的技术文明创造或捕获的原始黑洞。没有比从时空曲率中创造一个微型黑洞的形式的火炉更好的技术创新的标志。”