李龙臣 2007年05月11日 09:29
黑洞激光器
什么是激光和激光器？
所谓激光，就是频率和传播方向都一致的光。那么，激光是如何产生的呢？让我们从头说起。
我们知道，物质会向外辐射能量，这些能量是由物质原子中绕原子核旋转的电子发出的，它由光子携带。
电子所具有的能量是量子化的，即它的能量，总是一个基本单位（“能量包”）的整数倍，所以电子的能量是以一个个能量包的形式发出的。
原子中的电子在不同轨道上绕原子核旋转，在较低轨道上的电子能量较低，因某种原因增添能量后就会跳到较高的轨道上去。正常原子里的电子，总是趋向于占领较低轨道，因此，处在高轨道（高能级）的电子，总会自发地发射光子而跳回到低轨道上去。
1916年，爱因斯坦发现受激激光的作用原理。如果一个原子被适当频率的电磁波照射，电子会因吸收能量而跳到高轨道上去。大多数电子占有高能级的原子，被称为处于激发态。处于激发态的原子，如果受到电磁波的照射，处在高能级的电子会放出能量而跳回低能级，而照射的电磁波因吸收能量而加强，并可以产生频率和传播方向高度一致的激光。这就是激光作用的原理。而产生激光的设备就叫激光器。
科学家们发现，被照射的黑洞可以部分地反射光线。同时，旋转的带电黑洞被认为是静止的电中性黑洞的激发态。因此，俄罗斯物理学家雅可夫·泽尔多维奇在1971年提出，如果用一个适当频率和位相的电磁波或引力波照射一个旋转的带电黑洞，它就会把能量给予反射波，使反射波得到加强而成为激光发射出来。
激光是以物质和辐射为基础的美妙技术，在科研、军事、通信和娱乐事业等方面有着广泛的用途。黑洞激光在现实应用上虽还难以排上日程，但理论上黑洞激光可成为未来宇宙航行的动力。在宇宙飞船上设一张网帆，让激光作用在网帆上，就可使飞船加速前进。
黑洞激光也是借以解决未来宇宙航行通信难题的一种途径，在漆黑的宇宙背景中，不强的激光束，在遥远星体附近的人看来，要比太阳光强700倍。强激光束的亮光信号能到达的距离，比无线电波信号能到达的距离要远得多。而要建造作用距离仅3万光年的无线电发射台，其功率应达1026瓦，它的球形天线直径达3000万千米，这个系统向周围空间逸散的能量高达1024瓦，是太阳给予地球能量约100万倍，这是任何生物都受不了的。
黑洞的强激光还可以成为与遥远的外星人通讯联络的工具。别忘了，黑洞的强激光，还可以转变成强大电流呢。
利用黑洞的设想除黑洞发电机和黑洞激光器以外，还有近乎科幻的黑洞望远镜、黑洞城市和其它有关黑洞的科幻。
