黑洞并非只会吞噬物质,它们也是宇宙中的强力“加速器”。
当物质落入黑洞周围的吸积盘时,剪切、湍流和磁场把重力势能转化为热能与电磁能,部分能量沿极轴以相对论性喷流形式释放。
Blandford–Znajek机制通过黑洞自转提取旋转能量,驱动带电粒子以接近光速飞出;彭罗斯过程和潮汐加速亦能把粒子能量极端放大,可能是超高能宇宙射线的来源。
观测上,类星体和活动星系核心的强射电喷流、变光与高能辐射都印证了黑洞加速的存在。
现代望远镜与甚长基线干涉(如事件视界望远镜)正在解析喷流基底结构,数值相对论磁流体动力学模拟揭示了磁场、湍流与黑洞自旋如何协同作用。
未来多波段观测及中微子、引力波的联合探测,有望进一步揭示黑洞在极端强场下的加速效率与微观过程。
尽管将黑洞用于实际推进仍属科幻,研究黑洞加速对理解高能天体物理和引力、电磁相互作用具有重要意义。