Spinlimit és az energiakonverzió hatékonysága

Bardeen-akkréciót vizsgálva, a fekete lyukba hulló anyag folyamatosan pörgeti fel a fekete lyuk forgását, egészen addig, míg extremális Kerr fekete lyuk ($ a=M$) nem jön létre. A behulló anyag nyugalmi tömege a folyamat során részben sugárzási energiává alakul. Ennek hányada a fekete lyuk forgásával együtt növekszik. A nyugalmi tömeget sugárzássá alakító hatásfok Schwarzschild fekete lyuk esetén $ 5,7\%$, míg az extremális Kerr fekete lyuk esetén $ 42,3\%$. Ez a természetben jelenleg ismert energiatermeléssel járó folyamatok közül messzemenőleg a leghatékonyabb. A hidrogént héliummá alakító fúzió hasonló módszerrel számolt hatásfoka mindössze $ 0,7\%$!

Amennyiben a modellt finomítjuk, mind a végső spin, mind az energiakonverzió hatásfoka valamelyest csökken. Így például az akkréciós korong által kibocsájtott, később a fekete lyuk által elnyelt fotonok figyelembevételével (kanonikus fekete lyukként ismert modell) a végső spin enyhén, $ a=0,9982 M$-re, a hatásfok pedig $ 30\%$-ra csökken (ez még mindig tetemes).



Szeged 2013-05-01