李水旺新一期视频是《黑洞能源》：
今天，我们要探讨的是如何将人工制造的小型黑洞用作星际飞船的动力来源。
黑洞越小，释放的能量就越多，这种能量被我们称为霍金辐射。微型黑洞释放的功率大致与其质量成反比平方关系，也就是说，如果存在两个黑洞，其中一个的质量是另一个的两倍，那么质量较大的那个黑洞释放的功率仅为质量较小黑洞的四分之一。由于这些微型黑洞是通过消耗自身质量来释放能量的，所以它们最终会 “耗尽燃料”。质量较大的黑洞之所以存在时间更长，是因为它释放的能量仅为小黑洞的四分之一，而自身质量却是小黑洞的两倍，因此其存在时间约为小黑洞的八倍。同理，一个质量仅为另一个黑洞十分之一的小型黑洞，释放的功率会是前者的一百倍，但由于自身质量只有前者的十分之一，它耗尽 “燃料” 的速度会比前者快一千倍。
不过需要说明的是，以上表述只是一个近似值，并非精确计算得出的结果。因为我们目前能够探测到的黑洞质量都非常大，它们释放的辐射能量极其微弱，甚至不足以点亮一个小小的发光二极体。即便这些大质量黑洞离我们只有月球那么近，我们也无法探测到它们的霍金辐射，更不用说那些距离我们数百光年的黑洞了。
因此，目前我们对黑洞霍金辐射的认知仅停留在理论模型层面，而这些理论模型实际上并不完全遵循我刚才提到的质量与辐射功率的关系。而且，关于这一问题，目前还存在多种相互竞争的理论模型。所以，在今天的探讨中，我将专门采用韦斯特莫兰和克兰在 2009 年发表的一篇论文中的数据。这篇论文最初就是关于黑洞飞船的研究，如果你打算对这一主题进行更深入的研究，这篇论文很可能是你会频繁参考的文献。
话虽如此，黑洞飞船的内核概念其实相当简单：首先制造一个小型黑洞，其质量介于一艘航空母舰和一支小型超级油轮船队的质量之间。一旦拥有了这种质量级别的黑洞，你就相当于拥有了一个能释放巨大能量的物体。我们今天要讨论的这类黑洞，其释放的功率范围大致在太阳照射到地球功率的百分之一到数倍之间。顺便提一下，太阳照射到地球的功率通常被表述为几百拍瓦（1 拍瓦等于 100 万吉瓦）。目前，大多数大型核反应堆和水力发电大坝的发电量约为 1 吉瓦，这意味着太阳照射到地球的功率大约是我们现有最大发电厂功率的 1 亿倍。而我们今天讨论的这类黑洞，其释放的功率更是比我们现有最大发电厂的功率高出数百万倍甚至数十亿倍。
我过去曾提到过一个观点：“无武装宇宙飞船” 本身就是一个矛盾的说法，科幻作品中常见的 “无武装货船遭遇袭击” 的情节在现实中是站不住脚的，黑洞飞船的存在就是又一个例证。任何星际飞船的能量输出都极其巨大，1 拍瓦的功率相当于每秒引爆 16 颗广岛原子弹所释放的能量。我们今天讨论的这类黑洞飞船，其功率输出范围在 1 拍瓦到数千拍瓦之间。即便是功率最低的黑洞飞船，即便它只能将自身能量输出的 1 转化为武器威力，每几分钟也足以将一座小城市夷为平地；而对于功率最高、能量转化效率也最高的黑洞飞船来说，其破坏力堪比一挺能发射氢弹的机关枪。
显而易见，拥有如此巨大的能量，自然也就具备了造成巨大破坏的能力。不过，黑洞释放能量时，其辐射是向各个方向均匀扩散的，就象太阳发光一样。通常情况下，我们可以通过在黑洞的一侧设置一个屏障来改变这种辐射方向 —— 比如，让向下辐射的光线反射到右侧，这样一来，辐射就不再是全向的了。如果使用抛物面反射镜，效果会更好。从概念上讲，这就是最简单的黑洞推进器原理：一个黑洞加之一个附带的抛物面反射镜，飞船的其馀部分则设置在反射镜的另一侧。
事实证明，质量处于百万吨级别的黑洞，若搭载与其质量相近的飞船，其产生的加速度和能达到的最高速度，足以让人类在有生之年完成星际旅行（从一颗恒星抵达另一颗恒星）；即便要前往太阳系中更遥远、更黑暗的外围局域，也只需数月时间。对于黑洞飞船而言，在能量利用效率极高的情况下，有一个关键数据需要记住：对于总质量为 1 百万吨的飞船，要实现 1g（地球重力加速度）的加速度，每 3000 拍瓦的能量输出是必要的条件。
尽管这个能量输出听起来极为庞大，但要将物体加速到接近光速，这个能量规模依然不够惊人。接下来展示的这个表格，节选自韦斯特莫兰和克兰 2009 年的那篇论文，表格中计算了不同质量（以百万吨为单位）的黑洞所映射的功率输出（以拍瓦为单位）。在此基础上，我额外添加了几列数据：一列是功率质量比；另一列是当飞船（含货物）质量与黑洞质量相等时，飞船所能达到的加速度（以 g 为单位）—— 例如，一艘总质量为 2 百万吨的飞船，其中黑洞的质量占一半，飞船及货物的质量占另一半；最后一列数据是飞船加速到光速的 1 所需的时间。这个速度节点，纯粹是为了规避相对论效应的影响，因为在这个速度下，相对论效应的影响微乎其微。的速度运动时，时间膨胀效应导致时钟每天仅慢几秒；而且，在这种情况下，使用传统的牛顿力学方程来计算速度和动能，其误差极小，只有在进行高精度测量时才会显现出来。
这一数据表格似乎表明，我们显然更倾向于选择质量最小的黑洞，因为它能为飞船提供最大的加速度。。
但问题在于，正如我之前提到的，小型黑洞的存在时间并不长，而且黑洞质量越小，其存在时间就越短。因此，表格的最后一列列出了论文中提到的各类黑洞的大致寿命。除非你能找到为黑洞 “补充燃料” 的方法 —— 比如，向黑洞中注入更多物质，否则，那些质量最小的黑洞甚至无法支撑到飞船抵达目的地。因为黑洞在释放能量的同时会不断损失质量，而质