विज्ञान और कल्पना की सीमा पर एक ऐसा प्रश्न छिपा है जो कभी एक नोबेल पुरस्कार विजेता ने उठाया था और अब नए सिरे से उस पर विचार किया जा रहा है: क्या हम एक दिन ब्लैक होल के घूर्णन का उपयोग करके किसी अंतरतारकीय सभ्यता को ऊर्जा प्रदान कर सकते हैं?
1969 में, भौतिक विज्ञानी रोजर पेनरोज़ ने प्रस्तावित किया था कि उन्नत सभ्यताएँ किसी दिन घूमते हुए ब्लैक होल के चारों ओर घूमती अपार ऊर्जा का उपयोग कर सकती हैं। आधी सदी से भी ज़्यादा समय बाद, चिली के सैंटियागो स्थित मेट्रोपॉलिटन यूनिवर्सिटी ऑफ़ एजुकेशनल साइंसेज के भौतिक विज्ञानी जॉर्ज पिनोशे ने पेनरोज़ के विचार को फिर से जीवंत किया है और उसे नया जीवन दिया है।
“सिद्धांत रूप में, निष्कर्षण संभव है,” पिनोशे ने विज्ञान पत्रकार रॉबर्ट ली को Space.com से बताया, “और यह उन जटिल ऊर्जा समस्याओं का एक स्वच्छ और कुशल समाधान हो सकता है जिनका सामना हम दूर के भविष्य में एक समाज के रूप में करेंगे।”
उनके नए शोधपत्र में किसी इंजीनियरिंग ब्लूप्रिंट का वर्णन नहीं है। ऐसी कोई भी तकनीक हमारी वर्तमान पहुँच से बहुत दूर है। इसके बजाय, यह हमें अपनी वर्तमान दुनिया की सीमाओं से परे देखने के लिए कहता है – एक ऐसे दूर भविष्य की ओर जहाँ ब्लैक होल ब्रह्मांडीय डायनेमो के रूप में काम कर सकते हैं। पहला कदम हमेशा सीमाओं को आगे बढ़ाने का साहस करना होता है।
कॉस्मिक स्पिन ज़ोन
पहली नज़र में, यह विचार काल्पनिक, यहाँ तक कि असंभव भी लगता है। ब्लैक होल अपने प्रचंड गुरुत्वाकर्षण और अभेद्य घटना क्षितिज के लिए जाने जाते हैं। वे सौर पैनलों या पावर ग्रिड के लिए स्वाभाविक साथी नहीं लगते। आप उन पर बस एक टरबाइन नहीं बाँध सकते।
लेकिन घूमते हुए ब्लैक होल के आसपास कुछ असाधारण घटित होता है – जिन्हें केर ब्लैक होल भी कहा जाता है – जो उन्हें स्थिर ब्लैक होल से अलग करता है।
पिनोशे ने समझाया, “केर ब्लैक होल निर्वात में प्रकाश की गति के करीब गति से घूमने में सक्षम हैं।” “ब्रह्मांड में कोई अन्य वस्तु ऐसा नहीं कर सकती क्योंकि अपकेन्द्रीय बल उसे टुकड़े-टुकड़े कर देंगे।”
जैसे-जैसे ये ब्लैक होल घूमते हैं, वे स्पेसटाइम को भी अपने साथ घसीटते हैं – इस घटना को फ्रेम ड्रैगिंग या लेंस-थिरिंग प्रभाव कहते हैं। इससे इवेंट होराइज़न के बाहर एक घूमता हुआ क्षेत्र बनता है जिसे एर्गोस्फीयर कहा जाता है, जहाँ प्रकाश सहित कोई भी चीज़ घूर्णन में बह जाती है।
इस विचित्र क्षेत्र में, वस्तुएँ ब्लैक होल द्वारा खींचे गए स्पेसटाइम ताने-बाने में बस बैठे रहने के कारण गतिज गति प्राप्त कर लेती हैं। इसलिए, विचार इस क्षेत्र से ऊर्जा प्राप्त करने का है।
प्रकृति की ब्लैक होल बैटरियाँ
गहरे अंतरिक्ष में, प्रकृति ने इस ऊर्जा का दोहन करने का एक तरीका पहले ही खोज लिया है। क्वासर से आगे देखने की ज़रूरत नहीं है – आकाशगंगाओं के केंद्रों से निकलने वाले विकिरण के चमकदार जेट। ये चमकदार प्रकाश स्तंभ अतिविशाल ब्लैक होल द्वारा संचालित होते हैं, जिनकी गैस और धूल की घूमती हुई डिस्क अंदर की ओर सर्पिल गति करते हुए लाखों डिग्री तक गर्म हो जाती हैं।
उस पदार्थ का कुछ भाग अवशोषित हो जाता है। लेकिन एक भाग ब्लैक होल के ध्रुवों के साथ सापेक्षिक जेट के रूप में बाहर की ओर फेंका जाता है, जो लगभग प्रकाश की गति तक त्वरित होता है। माइक्रोक्वासर के साथ भी ऐसा बहुत छोटे पैमाने पर होता है, जहाँ गैस और धूल की एक अभिवृद्धि डिस्क एक छोटे ब्लैक होल को घेरे रहती है जिसका द्रव्यमान सूर्य के द्रव्यमान का 10 से 100 गुना होता है।
क्वासर और माइक्रोक्वासर दोनों के पीछे ऊर्जा का स्रोत ब्लैक होल का घूर्णन ही है। जैसे-जैसे वे धीरे-धीरे इस ऊर्जा को छोड़ते हैं, वे धीमे होते जाते हैं – अंततः स्थिर हो जाते हैं, या जिसे भौतिक विज्ञानी श्वार्ज़स्चिल्ड ब्लैक होल कहते हैं, जिसे केवल उनके द्रव्यमान द्वारा परिभाषित किया जाता है।
60 के दशक की एक कण युक्ति
पेनरोज़ का मूल विचार अभिवृद्धि डिस्क के बारे में नहीं, बल्कि एर्गोस्फीयर के बारे में था।
कल्पना कीजिए कि एक हिंडोला बिना मोटर के, केवल जड़त्व के कारण घूम रहा है। एक बच्चा उस पर एक गेंद फेंकता है, और गेंद जितनी तेज़ी से अंदर आई थी, उससे ज़्यादा तेज़ी से वापस उछलती है। इस प्रक्रिया में, हिंडोला थोड़ा धीमा हो जाता है – गेंद में अतिरिक्त ऊर्जा कथित तौर पर हिंडोले के घूमने से आती है।
अब बच्चे की जगह एक अत्यधिक उन्नत सभ्यता को रखें। गेंद की जगह, वे एक कण को घूमते हुए ब्लैक होल की ओर फेंकते हैं। उस कण का एक हिस्सा बच निकलता है – जितनी ऊर्जा लेकर वह आया था, उससे ज़्यादा ऊर्जा लेकर। ब्लैक होल धीमा हो जाता है, बस थोड़ा सा।
“पेनरोज़ की कल्पना यह थी कि हम एक कण को ब्लैक होल की घूर्णन दिशा के विपरीत प्रक्षेपित करें,” पिनोशे ने Space.com को दिए साक्षात्कार में कहा, “और इस कण का एक टुकड़ा शुरू में प्रक्षेपित कण से भी अधिक ऊर्जा के साथ हमारे पास लौटता है।”
यह सब वास्तविक भौतिकी है। लेकिन यह बेहद अव्यावहारिक भी है।
असंभव की इंजीनियरिंग
आज, हम कार्दाशेव पैमाने पर टाइप I सभ्यता भी नहीं हैं, जो सभ्यताओं को उनके ऊर्जा उपयोग के आधार पर रैंक करता है। हमने अभी तक अपने ग्रह की ऊर्जा का पूरी तरह से उपयोग नहीं किया है। पिनोशे हमें लगभग 0.7 पर रखते हैं।
माइक्रोक्वासर की शक्ति का उपयोग करने के लिए, हमें टाइप II होना होगा – हमारे सौर मंडल की समस्त ऊर्जा का दोहन करने में सक्षम। क्वासर का उपयोग करने के लिए, हमें टाइप III तक पहुँचना होगा, जो एक पूरी आकाशगंगा की ऊर्जा का उपयोग करने में सक्षम हो।
“शायद सबसे बड़ी कठिनाई यह है कि एक घूमते हुए ब्लैक होल से ऊर्जा निकालने के लिए, हमें इनमें से किसी एक पिंड को अपने पास रखना होगा,” पिनोशे ने कहा। “जहाँ तक हम जानते हैं, सौर मंडल या उसके आसपास कोई ब्लैक होल नहीं हैं।”
सबसे नज़दीकी ज्ञात तारकीय द्रव्यमान वाला ब्लैक होल, गैया BH1, 1,560 प्रकाश वर्ष दूर है। सबसे नज़दीकी महाविशाल ब्लैक होल, सैजिटेरियस A*, हमारी आकाशगंगा के केंद्र में स्थित है – पृथ्वी से 26,000 प्रकाश वर्ष दूर। जब तक हम अंतरतारकीय यात्रा की क्षमता विकसित नहीं कर लेते, ब्लैक होल ऊर्जा एक सपना ही बनी रहेगी।
तो, इतनी दूर की चीज़ का अध्ययन करने की ज़हमत क्यों उठाएँ?
पिनोशे ने कहा था, “छात्रों के लिए ब्लैक होल और उससे जुड़े विषयों के बारे में सोचना ज़रूरी है क्योंकि यह उनकी शैक्षिक प्रक्रिया में योगदान देता है। यह उनकी बौद्धिक क्षमता को बढ़ाता है और उन्हें बेहतर वैज्ञानिक बनाने में मदद करता है।”
वह ब्लैक होल को एक स्प्रिंगबोर्ड के रूप में इस्तेमाल कर रहे हैं। उनके आगामी शोधपत्र हॉकिंग विकिरण जैसी घटनाओं पर चर्चा करते हैं, जो दर्शाता है कि ब्लैक होल ऊष्मा उत्सर्जित करते हैं।
“व्यक्तिगत रूप से, मैं ब्लैक होल और ब्रह्मांड का अध्ययन उस बौद्धिक आनंद के लिए करता हूँ जो इससे मुझे मिलता है, और क्योंकि यह ब्रह्मांड की भव्यता के सामने गहरी विनम्रता की भावना पैदा करता है,” उन्होंने कहा।
यह शायद सबसे बड़ी ऊर्जा है: जिज्ञासा।
स्रोत: ZME विज्ञान एवं प्रौद्योगिकी / Digpu NewsTex