万甚至上千万摄氏度的高温,辐射出从无线电波到伽马射线的全波段电磁辐射,璀璨夺目,宛如宇宙中一枚华丽而危险的巨大指针。更令人震撼的是,在黑洞两极,那些未被吞噬的部分物质和能量,被以接近光速的速度喷射而出,形成绵延数光年的相对论性喷流,如同两柄刺破星际黑暗的利剑。
当时,年仅七岁的傅博文,凭借其远超常人的、近乎本能的宇宙感知力,曾指着那壮丽的吸积盘和喷流,用他独特的语言描述道:“爷爷你看,那个大漩涡在‘吃东西’,一边吃,一边在打饱嗝,还从嘴巴两边喷出好亮好亮的气流!”
这充满童趣的比喻,却精准地道出了黑洞吸积系统的核心过程:物质(“吃东西”)、能量释放(辐射光和热,可类比为某种“饱嗝”)、以及定向能量喷流(“喷出气流”)。
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站在博文旁边的陈智林,当时如同被一道惊雷击中。他痴迷可控核聚变研究多年,深知在地球上实现稳定、持续、净能量增益的核聚变,最大的瓶颈之一就是“约束”和“能量引导”。传统的托卡马克装置利用强大的环形磁场将高温等离子体“约束”在一个“磁笼”里,仿星器则通过扭曲磁场本身来达到类似目的。但它们都面临等离子体不稳定性、能量泄漏、第一壁材料承受极限等诸多难题。
而眼前,银心黑洞系统,不正是一个天然的、宇宙尺度的、运行了数百万年的“终极核聚变(乃至更高效质能转换)引擎”吗?
他立刻将自己的观察与思考与傅水恒教授分享。傅教授听完,眼中闪烁着智慧的光芒,他缓缓道:“小陈,你的思路是对的。宇宙是我们最好的老师。你看这吸积盘,它的物质在引力势能转化为动能和内能的过程中,达到了极端的高温高压,其内部必然也伴随着剧烈的核反应。但更重要的是,这个系统展现了一种动态的、自组织的平衡。引力提供向内的收缩力,角动量守恒和辐射压提供向外的支撑力,磁场的存在又起到了重新连接、加速粒子、引导能量定向释放的关键作用。它并非一个僵硬的‘容器’,而是一个流动的、有‘呼吸’的‘场’。”
“‘呼吸’的‘场’……”陈智林喃喃重复着这个词,大脑飞速运转。他意识到,人类以往试图用刚性、封闭的磁场来“困住”等离子体,或许本身就是一种过于机械的思维。而银心的模式,更像是一种“疏导”与“约束”的结合,利用时空本身的结构(引力场)和场(磁场)的复杂拓扑,让能量在特定的路径上流动、转化、最终以可控的方式释放。
“还有博文提到的‘喷流’,”傅教授补充道,指向那两道璀璨的能量束,“你看,如此巨大的能量,并非均匀地散向四面八方,而是被高度准直、集中地喷射出去。这意味着,这个系统内部存在着极其高效的‘能量筛选’和‘定向输运’机制。如果我们能理解并模拟这种机制,或许就能解决聚变装置中,如何将聚变产生的高能粒子(如阿尔法粒子)和中子流有效地引导出来,用于发电,而不是任由它们轰击器壁,造成损伤和能量损失。”
这次银心之旅,为陈智林后续的研究打开了一扇全新的大门。他不再仅仅盯着如何把“磁笼”做得更坚固,而是开始思考如何让这个“笼子”变得“智能”,能够像银心系统那样,实现能量的自组织、动态平衡和定向输出。
(二) 瓶颈与曙光:从“磁笼”到“动态场域”
回到木星轨道基地后的日子,是陈智林科研生涯中最艰苦,也最充实的阶段。他带领着一个精干的物理与工程团队,几乎住在了实验室。巨大的全息屏幕上,一边是银心黑洞吸积盘和喷流的实时模拟数据(来自“探索者号”的持续观测),另一边则是他们正在设计的新型聚变装置的概念图。
最初的尝试是艰难的。他们尝试在传统的托卡马克装置外围,叠加一个模拟吸积盘旋转剪切力的动态磁场。结果,非但没有稳定等离子体,反而引发了更剧烈的湍流和撕裂模不稳定性,一次实验差点导致整个约束
