Ergosphere
एर्गॉस्फियर एक घूर्णन ब्लैक होल के बाहरी घटना क्षितिज के बाहर स्थित एक क्षेत्र है। इसका नाम 1971 में लेस होचेस व्याख्यान के दौरान रेमो रफिनी और जॉन आर्चीबाल्ड व्हीलर द्वारा प्रस्तावित किया गया था और यह यूनानी शब्द (एर्गॉन) से लिया गया है, जिसका अर्थ है "काम"। इसे यह नाम इसलिए मिला क्योंकि सैद्धांतिक रूप से इस क्षेत्र से ऊर्जा और द्रव्यमान निकालना संभव है। एर्गॉस्फियर एक घूर्णन ब्लैक होल के ध्रुवों पर घटना क्षितिज को छूता है और भूमध्य रेखा पर एक बड़ी त्रिज्या तक फैला हुआ है। मामूली कोणीय गति वाले एक ब्लैक होल में एक एर्गॉस्फियर होता है जिसका आकार एक ओब्लेट स्फेरॉइड द्वारा अनुमानित होता है, जबकि तेज स्पिन अधिक कद्दू के आकार का एर्गॉस्फियर उत्पन्न करते हैं। एक एर्गोस्फेयर की भूमध्यरेखीय (अधिकतम) त्रिज्या श्वार्जस्चिल्ड त्रिज्या है, जो एक गैर-घूर्णन ब्लैक होल की त्रिज्या है। ध्रुवीय (न्यूनतम) त्रिज्या घटना क्षितिज की ध्रुवीय (न्यूनतम) त्रिज्या भी है जो अधिकतम रूप से घूमने वाले ब्लैक होल के लिए श्वार्जस्चिल्ड त्रिज्या के आधे के रूप में कम हो सकती है। घूर्णन जैसे-जैसे एक ब्लैक होल घूमता है, यह घटना क्षितिज से दूरी के साथ घटती गति से घूर्णन की दिशा में स्थान-काल को मोड़ता है। इस प्रक्रिया को लेंस-थिरिंग प्रभाव या फ्रेम-ड्रैगिंग के रूप में जाना जाता है। इस खींचने वाले प्रभाव के कारण, एर्गॉस्फियर के भीतर एक वस्तु बहुत दूरी पर एक बाहरी पर्यवेक्षक के संबंध में स्थिर नहीं दिखाई दे सकती है जब तक कि वह वस्तु स्थानीय अंतरिक्ष काल के संबंध में प्रकाश की गति (एक असंभवता) से अधिक तेजी से आगे न बढ़े। इस तरह की वस्तु के स्थिर दिखाई देने के लिए आवश्यक गति घटना क्षितिज से आगे के बिंदुओं पर कम हो जाती है, जब तक कि कुछ दूरी पर आवश्यक गति नगण्य न हो जाए। ऐसे सभी बिंदुओं का समुच्चय एर्गोस्फेयर सतह को परिभाषित करता है, जिसे एर्गोसर्फेस कहा जाता है। एर्गोस्फेयर की बाहरी सतह को स्थिर सतह या स्थिर सीमा कहा जाता है। ऐसा इसलिए है क्योंकि विश्व रेखाएँ स्थैतिक सीमा के बाहर समय जैसी होने से बदलकर इसके अंदर अंतरिक्ष जैसी हो जाती हैं। यह प्रकाश की गति है जो एर्गोस्फेयर सतह को मनमाने ढंग से परिभाषित करती है। ऐसी सतह एक ओब्लेट के रूप में दिखाई देगी जो घूर्णन के ध्रुव पर घटना क्षितिज के साथ मेल खाती है, लेकिन भूमध्य रेखा पर घटना क्षितिज से अधिक दूरी पर है। इस सतह के बाहर, जगह अभी भी खींची जाती है, लेकिन कम दर से। रेडियल पुल एक निलंबित नलिका, जो एर्गोस्फेयर के बाहर स्थिर रहती है, एक अनंत/विचलनशील रेडियल पुल का अनुभव करेगी क्योंकि यह स्थिर सीमा के करीब पहुंचती है। किसी बिंदु पर यह गिरना शुरू हो जाएगा, जिसके परिणामस्वरूप गुरुत्वाकर्षण चुंबकीय रूप से प्रेरित स्पिनवर्ड गति होगी। अंतरिक्ष के इस खींचने का एक निहितार्थ एर्गोस्फेयर के भीतर नकारात्मक ऊर्जाओं का अस्तित्व है। चूँकि एर्गॉस्फियर घटना क्षितिज के बाहर है, इसलिए यह अभी भी संभव है कि जो वस्तुएँ उस क्षेत्र में पर्याप्त वेग के साथ प्रवेश करती हैं, वे ब्लैक होल के गुरुत्वाकर्षण खिंचाव से बच सकें। एक वस्तु ब्लैक होल के घूर्णन में प्रवेश करके और फिर उससे बचकर ऊर्जा प्राप्त कर सकती है, इस प्रकार ब्लैक होल की कुछ ऊर्जा अपने साथ ले सकती है (पैंतरेबाज़ी को "सामान्य" अंतरिक्ष वस्तुओं के आसपास ओबेर्थ प्रभाव के दोहन के समान बनाती है)। घूर्णन ब्लैक होल से ऊर्जा को हटाने की इस प्रक्रिया को 1969 में गणितशास्त्री रोजर पेनरोज़ द्वारा प्रस्तावित किया गया था और इसे पेनरोज़ प्रक्रिया कहा जाता है। इस प्रक्रिया के माध्यम से एक कण के लिए संभव ऊर्जा लाभ की अधिकतम मात्रा उसके द्रव्यमान समतुल्यता के संदर्भ में 20.7% है, और यदि इस प्रक्रिया को उसी द्रव्यमान द्वारा दोहराया जाता है, तो सैद्धांतिक अधिकतम ऊर्जा लाभ अपने मूल द्रव्यमान-ऊर्जा समतुल्य के 29 प्रतिशत तक पहुंच जाता है। जैसे-जैसे इस ऊर्जा को हटा दिया जाता है, ब्लैक होल कोणीय गति खो देता है, और इस प्रकार शून्य घूर्णन की सीमा तक पहुँच जाता है क्योंकि स्पेसटाइम ड्रैगिंग कम हो जाती है। सीमा में, एर्गोस्फेयर अब मौजूद नहीं है। इस प्रक्रिया को गामा-रे फटने जैसी ऊर्जावान घटनाओं के ऊर्जा स्रोत के लिए एक संभावित व्याख्या माना जाता है। कंप्यूटर मॉडल के परिणाम बताते हैं कि पेनरोज़ प्रक्रिया उच्च ऊर्जा वाले कणों का उत्पादन करने में सक्षम है जो क्वासर और अन्य सक्रिय गैलेक्टिक नाभिक से उत्सर्जित होते हुए देखे जाते हैं। एर्गोस्फियर का आकार एर्गोस्फियर का आकार, एर्गोसर्फेस और घटना क्षितिज के बीच की दूरी, आवश्यक रूप से घटना क्षितिज की त्रिज्या के समानुपाती नहीं है, बल्कि ब्लैक होल के गुरुत्वाकर्षण और इसकी कोणीय गति के समानुपाती है। ध्रुवों पर एक बिंदु गति नहीं करता है, और इस प्रकार कोई कोणीय संवेग नहीं है, जबकि भूमध्य रेखा पर एक बिंदु का अपना सबसे बड़ा कोणीय संवेग होगा। कोणीय संवेग की यह भिन्नता जो ध्रुवों से भूमध्य रेखा तक फैली हुई है, वह एर्गोस्फेयर को अपना ओब्लेट आकार देती है। जैसे-जैसे ब्लैक होल का द्रव्यमान या इसकी घूर्णन गति बढ़ती है, एर्गोस्फेयर का आकार भी बढ़ता है। संदर्भ आगे पढ़ने के लिए बाहरी लिंक ब्लैक होल थर्मोडायनामिक्स द ग्रेविटोमैग्नेटिक फील्ड एंड पेनरोज़ प्रोसेस ए रोटेटिंग ब्लैक होल ब्लैक होल गैलेक्सीज़ थ्योरी ऑफ़ रिलेटिविटी