Si una raza fuera lo suficientemente avanzada como para colonizar el espacio y viajar entre galaxias, ¿sería posible para ellos aprovechar un agujero negro de alguna manera para generar energía para las enormes naves necesarias para colonizar galaxias lejanas?
Si es así, ¿cómo se haría y valdría la pena el esfuerzo de construir cualquier dispositivo que se requiriera?
Aprovechar la energía de los agujeros negros generalmente se conoce como el proceso de Penrose , porque Roger Penrose ideó cómo podría funcionar en teoría.
El proceso de Penrose (también llamado mecanismo de Penrose) es un proceso teorizado por Roger Penrose en el que se puede extraer energía de un agujero negro en rotación. 1Esa extracción es posible porque la energía de rotación del agujero negro no se encuentra dentro del horizonte de eventos del agujero negro, sino fuera de él en una región del espacio-tiempo de Kerr llamada ergosfera, una región en la que una partícula es necesariamente propulsados en concurrencia locomotora con el espacio-tiempo giratorio. Todos los objetos en la ergosfera son arrastrados por un espacio-tiempo giratorio. En el proceso, un trozo de materia entra en la ergosfera del agujero negro y, una vez que entra en la ergosfera, se divide en dos. El momento de las dos piezas de materia se puede arreglar de modo que una pieza escape al infinito, mientras que la otra cae más allá del horizonte de sucesos exterior hacia el agujero. La pieza de materia que escapa posiblemente puede tener mayor masa-energía que la pieza original de materia que cae, mientras que la pieza que cae tiene masa-energía negativa. En resumen, el proceso da como resultado una disminución del momento angular del agujero negro, y esa reducción corresponde a una transferencia de energía mediante la cual el momento perdido se convierte en energía extraída.
La cantidad máxima de ganancia de energía posible para una sola partícula a través de este proceso es del 20,7 %.[3] El proceso obedece las leyes de la mecánica de los agujeros negros. Una consecuencia de estas leyes es que si el proceso se realiza repetidamente, el agujero negro puede eventualmente perder todo su momento angular y dejar de girar, es decir, un agujero negro de Schwarzschild. En este caso, la energía máxima teórica que se puede extraer de un agujero negro es el 29 % de su masa original.[4] Mayores eficiencias son posibles para agujeros negros giratorios cargados.[5]
Se hizo una pregunta similar en Physics Stack Exchange ¿Cómo funcionaría una planta de energía de un agujero negro ? Tiene dos respuestas relacionadas con la extracción de energía rotacional y el uso de un agujero negro como propulsor de una nave espacial (una idea cuyo momento no ha llegado exactamente).
La respuesta simple es sí, los humanos insignificantes han ideado mecanismos teóricos para extraer energía de los agujeros negros. El resto es mera ingeniería.
Los Señores del Tiempo de Doctor Who hacen exactamente eso para tener suficiente poder para viajar en el tiempo. Aquí hay un comienzo de lectura: http://tardis.wikia.com/wiki/Eye_of_Harmony Para ser más precisos, aprovechan la energía de una estrella a punto de convertirse en un agujero negro.
En el sitio de más ciencia y menos ficción, "todo" lo que tienes que hacer es aprovechar la radiación de Hawking del agujero negro.
Aquí hay algunos pensamientos teóricos sobre cómo alimentar una nave estelar con un agujero negro.
JDługosz