科学家：匪夷所思的外星科技能把黑洞变成卫星并从中获取无限能量

环行星运行的黑洞可能是宇宙高级文明存在的标志。

诺贝尔物理学奖得主罗杰・彭罗斯曾于1971年假设了一种从自旋黑洞汲取能量的可能性。他认为我们可以在黑洞的吸积盘中建造装置，捕获因物质被加速到近光速而以多波段辐射形式释出的能量。打那以后，很多科学家开始着迷于想象宇宙中的智者是否可能使用这种方式来驱动它们的文明，以及这种能量汲取方式是否可以成为一种可供探测的技术特征。

最近哈佛大学的阿维・洛布教授（就是那位经常提出外星人有关的奇谈怪论的怪人）在一篇论文中称，他认为宇宙中的高级文明有可能会制造一个环绕行星运行的“黑洞卫星”，来为它们的家乡提供取之不尽用之不竭的能源。而这个黑洞卫星以特定方式对其宿主行星的影响，可以成为我们用来在宇宙中寻找外星文明的一种技术特征。

一般认为，从黑洞汲取能量的方式主要有两种。第一种是汲取黑洞吸积盘的角动量，或黑洞超高速喷流的能量；第二种是通过给黑洞“投喂”物质，来汲取黑洞产生的“霍金辐射”。洛布教授认为，宇宙中的高级文明可以通过设计环绕行星运行的黑洞卫星，以第二种方式来汲取能量。

这样的黑洞非常小，其质量可能不会超过10¹¹克（10万吨）。在不加控制的情况下，这个黑洞只需1年半，就会因为霍金辐射而完全蒸发掉。但是洛布认为，只要能够以每秒2.2千克的速度投喂这个黑洞，它就能保持稳定，并以100%的效率输出无限的能源。

已知理论上唯一能够做到效率100%的质能转换方式是正反物质的湮灭。但反物质的生产极为困难。从1995年开始到现在，欧洲核子研究中心对撞机产生的反物质总量不过10纳克，只够点亮一个60瓦的灯泡4小时。而纳布教授理想中的那个10¹¹克重的黑洞能够持续产生40¹⁵瓦的能量，是当前全球总能耗的10万倍以上。

把黑洞当成能量来源的另一个好处是干净——因为我们可以给它投喂一切，包括垃圾。以当前全球人类每年产生的垃圾总量计算，如果将它们全部投喂给这样一个黑洞，那么足够其运行4.37亿年。

至于什么样的文明才能驾驭这样一个黑洞卫星，洛布教授认为它远比通过量子隧穿的方式创造一个“子宇宙”简单。制造“子宇宙”需要三级以上的文明（能够汲取整个银河系能源的文明），而制造一个黑洞卫星可能二级文明（能够汲取整个太阳系能源的文明）就能胜任。

但这仍是一个巨大的挑战。要将物质或辐射变成黑洞，需要将它们的密度增加到比固态铁密度大60个数量级，而原子核或中子星物质的密度只比固态铁大15个数量级。在自然状态下，这么高的辐射密度可能只在宇宙大爆炸后的瞬间短暂出现过。

最有意思的是，洛布认为这样的黑洞卫星是可以被探测到的，并可以通过它来确认高级外星文明的存在。具体而言，如果我们在宇宙中发现一颗被邻近伽马射线源影响的岩质行星，而且它附近没有任何恒星，那么就需要考虑这种可能性。

参考
Illumination of a Planet by a Black-hole Moon as a Technological Signature
https://lweb.cfa.harvard.edu/~loeb/arxiv_bh.pdf