Τι θα συμβεί αν πέσετε σε μια μαύρη τρύπα

2024 Συγγραφέας: Malcolm Clapton | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2023-12-17 03:52

Εάν ένας αστροναύτης πλησιάσει μια μαύρη τρύπα, οι προοπτικές του δεν είναι πολύ φωτεινές.

Με λίγα λόγια, θα πεθάνει. Αναλυτικότερα - δεν είναι γνωστό τι ακριβώς θα συμβεί. Η επιστήμη μπορεί μόνο να κάνει εικασίες. Αλλά δεν θα υπάρχει τίποτα ιδιαίτερα ευχάριστο, πιστέψτε με.

Σε μια σεβαστή απόσταση, η μαύρη τρύπα συμπεριφέρεται σαν αστέρι παρόμοιας μάζας - μπορείτε να μπείτε σε μια σταθερή τροχιά γύρω της και να περιστρέφεστε εκεί για χρόνια. Σύμφωνα με τους επιστήμονες, ακόμη και κατοικημένοι πλανήτες μπορούν να υπάρχουν εκεί. Αλλά όσο πιο κοντά πλησιάζετε στην τρύπα, τόσο περισσότερα προβλήματα θα υπάρχουν.

Η ακτινοβολία θα σκοτώσει έναν άνθρωπο

Εάν πιστεύετε ότι μια μαύρη τρύπα θα βλάψει ένα άτομο μόνο όταν διασχίσει τον ορίζοντα γεγονότων (το όριο γύρω από την τρύπα, εξαιτίας του οποίου ούτε το φως δεν μπορεί να επιστρέψει), τότε κάνετε λάθος. Οι δυσκολίες θα ξεκινήσουν πολύ νωρίτερα, και κυριολεκτικά θανατηφόρες.

Οι μαύρες τρύπες σπάνια είναι μόνες. Κατά κανόνα, περιβάλλονται από έναν τεράστιο σωρό ύλης - αερίου, που έμεινε μετά το τσίμπημα της τρύπας από κάποιο αστέρι. Το αέριο πετά σε τροχιά με τρομερή ταχύτητα, επομένως έχει τερατώδη κινητική ενέργεια και θερμαίνεται σε γιγάντιες θερμοκρασίες.

Αυτό το ταχέως περιστρεφόμενο και αποτεφρωτικά καυτό πράγμα γύρω από μια μαύρη τρύπα ονομάζεται δίσκος προσαύξησης.

Οι διαστρικοί θεατές γνωρίζουν πώς πρέπει να μοιάζει ένας δίσκος προσαύξησης. Η ίδια η μαύρη τρύπα είναι αόρατη, αφού απορροφά κάθε φως που πέφτει πάνω της, αλλά ο στροβιλισμός της ύλης γύρω της είναι ορατός. Είναι ο δίσκος προσαύξησης που είναι το λαμπερό πορτοκαλί πράγμα που κατέγραψαν τα τηλεσκόπια Event Horizon Telescope τον Απρίλιο του 2019.

Οι δίσκοι συσσώρευσης των μαύρων οπών εκπέμπουν ισχυρή ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία. Η ενέργεια των ακτίνων Χ και των ακτίνων γάμμα είναι ένα εκατομμύριο εκατομμύρια φορές υψηλότερη από αυτή του ορατού φωτός.

Επιπλέον, θεωρητικά, η ίδια η μαύρη τρύπα μπορεί επίσης να εκπέμπει ακτινοβολία Hawking. Είναι αλήθεια ότι οι αστροφυσικοί δεν είναι ακόμη σίγουροι για αυτό και η ισχύς της ακτινοβολίας είναι αμελητέα.

Όλα αυτά τα ρεύματα φορτισμένων σωματιδίων, τα οποία η μαύρη τρύπα διασκορπίζει για εκατοντάδες έτη φωτός γύρω της, είναι απίθανο να προσθέσουν υγεία. Το ουράνιο σώμα θα τελειώσει ένα άτομο ακόμη και στην προσέγγιση με συνηθισμένη ακτινοβολία, χωρίς να καταφύγει σε παραβιάσεις της τοπολογίας των διαστρεβλώσεων του χώρου και του χρόνου.

Θα καεί από την ύλη του δίσκου προσαύξησης

Ας υποθέσουμε ότι ο αστροναύτης φρόντισε εκ των προτέρων για την ασφάλεια της ακτινοβολίας - για παράδειγμα, φόρεσε ένα παλτό με επένδυση από μόλυβδο πάχους ενός μέτρου πάνω από μια διαστημική στολή. Και, αποφασισμένος να ανακαλύψει τι υπάρχει στα μυστηριώδη βάθη της μαύρης τρύπας, συνεχίζει να πέφτει ελεύθερα προς αυτήν.

Αλλά ένα άλλο εμπόδιο περιμένει τον ερευνητή, δηλαδή: ο δίσκος προσαύξησης που είναι ήδη γνωστός σε εμάς. Αποτελείται από ένα πολύ ζεστό αέριο.

Ο δίσκος θερμαίνεται όταν τα σωματίδια αερίου συγκρούονται μεταξύ τους, κάνοντας κύκλους με ιλιγγιώδη ταχύτητα γύρω από τη μαύρη τρύπα. Η κινητική ενέργεια μετατρέπεται σε θερμική ενέργεια και το κάνει τόσο καλά - η ύλη κοντά σε μια μέση μαύρη τρύπα μπορεί να θερμάνει έως και εκατομμύρια ή ακόμα και τρισεκατομμύρια Kelvin. Αυτή είναι ελαφρώς υψηλότερη από, για παράδειγμα, τη θερμοκρασία του Ήλιου μας - 5.778 K στην επιφάνεια, 15 εκατομμύρια K στον πυρήνα.

Πιθανώς, δεν αξίζει να υπενθυμίσουμε ότι δεν είναι ασφαλές να πετάτε μέσα από ρεύματα πυρακτωμένου πλάσματος. Εάν ένα άτομο δεν σκοτωθεί από ακτινοβολία, τότε υψηλή θερμοκρασία.

Γενικά, οι δίσκοι συσσώρευσης υπερμεγέθων μαύρων τρυπών στα κέντρα των γαλαξιών είναι από τα φωτεινότερα αντικείμενα στο διάστημα. Ονομάζονται «κβάζαρ». Το πιο καυτό από όλα, το J043947.08 + 163415.7, ψήνει σαν 600 τρισεκατομμύρια κανονικούς κίτρινους νάνους σαν τον Ήλιο, αν συνωμότησαν και μιλούσαν αμέσως.

Περιοδικά, παρεμπιπτόντως, οι μαύρες τρύπες στέλνουν στο Σύμπαν σχετικιστικούς πίδακες, ή πίδακες, - ροές πλάσματος με ταχύτητα σχεδόν του φωτός, συνήθως σε ζεύγη, που κατευθύνονται από τους πόλους σε αντίθετες κατευθύνσεις.

Οι αστροφυσικοί εξακολουθούν να συζητούν γιατί συμβαίνει αυτό, αλλά φαίνεται ότι τα μαγνητικά πεδία γύρω από την τρύπα κάνουν κάτι ενδιαφέρον με το αέριο στον δίσκο προσαύξησης. Ο πίδακας μπορεί να εκρήγνυται συνεχώς για 10 έως 100 εκατομμύρια χρόνια.

Έτσι, πέφτοντας πάνω σε μια μαύρη τρύπα, ένα άτομο πρέπει να αποφύγει τους πόλους της, για να μην πέσει κάτω από τους σχετικιστικούς πίδακες.

Σπαγγετίζει

Λαμβάνοντας υπόψη τα παραπάνω, είναι πιθανώς καλύτερο να ταξιδέψετε σε μια μαύρη τρύπα χωρίς δίσκο προσαύξησης. Συμβαίνουν και αυτά - αν δεν υπάρχουν αστέρια στη γειτονιά από τα οποία μπορείτε να αντλήσετε αέριο. Δηλαδή, η τρύπα τους έχει ήδη καταπιεί όλους με ασφάλεια.

Για παράδειγμα, η μαύρη τρύπα στο κέντρο του γαλαξία Markarian 1018 ρουφούσε όλη την ύλη γύρω της και έμεινε χωρίς αέριο κοντά. Οι αστροφυσικοί αποκαλούν τέτοιες τρύπες λιμοκτονίες. Φτωχά πράγματα.

Ή η υπερμεγέθης τρύπα Τοξότης Α στο κέντρο του Γαλαξία μας - έχει έναν εξαιρετικά μικρό, ανεπαίσθητο δίσκο 1.

2.. Γι' αυτό είναι τόσο δύσκολο να την παρακολουθείς.

Γενικά, είναι πολύ πιθανό να προσεγγίσουμε τον ορίζοντα γεγονότων μιας μαύρης τρύπας χωρίς σύγκρουση με ρεύματα θερμού πλάσματος.

Τα προβλήματα που θα έχει στη συνέχεια ο αστροναύτης θα εξαρτηθούν από το μέγεθος της μαύρης τρύπας.

Εάν ένα άτομο πέσει πάνω σε ένα αντικείμενο που έχει μάζα, ας πούμε, περίπου μία ηλιακή μάζα (332.946 φορές τη μάζα της Γης), τότε αυτό θα συμβεί.

Καθώς πλησιάζουμε αυτό το ενδιαφέρον ουράνιο σώμα, η δύναμη της βαρύτητας με την οποία επηρεάζει ένα άτομο θα αυξηθεί επίσης. Σε μια ορισμένη απόσταση από την τρύπα, αποδεικνύεται ότι η βαρύτητα στα πόδια θα είναι πολλές φορές μεγαλύτερη από τη βαρύτητα στο κεφάλι. Αυτή η διαφορά ονομάζεται «παλιρροιακή δύναμη».

Τα αποτελέσματα της επιρροής αυτής της δύναμης περιγράφονται από τον φυσικό Neil DeGrasse Tyson στο βιβλίο «Death in a black hole and other small cosmic troubles».

Πρώτον, οι παλιρροϊκές δυνάμεις της μαύρης τρύπας θα σχίσουν τον αστροναύτη στη μέση ακριβώς στη μέση του σώματος (αν, φυσικά, πέσει στην τρύπα σαν στρατιώτης, και όχι στο πλάι). Μετά θα σκίσει τα πόδια και τον κορμό του στη μέση. Μετά πάλι. Και έτσι σε μια γεωμετρική πρόοδο, έως ότου ακόμη και τα άτομα από τα οποία είναι φτιαγμένο το θύμα διασπώνται σε στοιχειώδη σωματίδια. Τότε όλο αυτό το ρεύμα σωματιδίων θα είναι πέρα από τον ορίζοντα γεγονότων.

Η γη δημιουργεί επίσης μια παλιρροϊκή δύναμη στο σώμα σας, αλλά όχι αρκετή για να σας χωρίσει, οπότε μην ανησυχείτε.

Αυτό είναι όλο. Το φαινόμενο ονομάζεται αστειευόμενος «σπαγγετοποίηση». Συνήθως, οι παλιρροϊκές δυνάμεις των μαύρων τρυπών θα σπαγγετίζουν τα αστέρια, αλλά θα αντιμετωπίσουν και τους ανθρώπους.

Ωστόσο, υπάρχει μια προειδοποίηση.

Θα συμβεί κάτι τρομερό, αλλά δεν θα ξέρουμε τι ακριβώς

Οι παλιρροϊκές δυνάμεις, όπως εξηγεί ο Neil Tyson, αυξάνουν όσο περισσότερο το μέγεθος του αντικειμένου σε σχέση με την απόσταση από το κέντρο της τρύπας. Αυτό σημαίνει ότι μια μεσαίου μεγέθους μαύρη τρύπα θα κομματιάσει τον αστροναύτη και θα χωριστεί σε άτομα ακόμη και όταν πλησιάσει.

Αλλά αν η μαύρη τρύπα είναι αρκετά μεγάλη και με τεράστια ακτίνα, οι παλιρροϊκές δυνάμεις της θα αρχίσουν να τεντώνουν τον ταξιδιώτη αφού διασχίσει τον ορίζοντα γεγονότων.

Ταυτόχρονα, πιθανότατα, ένα άτομο μπορεί ακόμη και να επιβιώσει, λέει ο φυσικός Leo Rodriguez, επειδή ο ορίζοντας γεγονότων δεν είναι ένα φυσικό εμπόδιο, αλλά απλώς το όριο της βαρυτικής επίδρασης μιας μαύρης τρύπας, στην οποία ούτε το φως δεν μπορεί να ξεφύγει από αυτήν.

Λίγο πριν πέσει στον ορίζοντα, ο ταξιδιώτης μπορεί να έχει χρόνο να δει πώς όλο το φως των γύρω αστεριών παραμορφώνεται και στη συνέχεια συρρικνώνεται σε ένα σημείο πίσω, το οποίο πρώτα θα γίνει κόκκινο, μετά λευκό και μετά μπλε. Αυτό οφείλεται στην επίδραση της βαρύτητας της τρύπας στα μήκη κύματος του φωτός που διέρχεται (αυτό ονομάζεται "μπλε μετατόπιση").

Κανείς όμως δεν μπορεί να πει τι ακριβώς θα συμβεί στον ορίζοντα. Το πρόβλημα είναι ότι οι νόμοι της φυσικής που έχουμε συνηθίσει δεν λειτουργούν εκεί. Επομένως, οι επιστήμονες μπορούν μόνο να υποθέσουν τι συμβαίνει με την ύλη στη μαύρη τρύπα.

Πιθανότατα, σύμφωνα με τον Neil Tyson, ένα άτομο κάνει σπαγγέτι με ασφάλεια, όχι μόνο πριν από τον ορίζοντα γεγονότων, αλλά πίσω από αυτόν. Τότε ό,τι απομένει από τον ταξιδιώτη θα πέσει σε μια ιδιομορφία - μια περιοχή του χώρου με άπειρη πυκνότητα στο κέντρο της τρύπας. Εδώ.

Έτσι δεν θα υπάρχουν ράφια και μηνύματα με κωδικό Μορς από το παρελθόν που θα σταλούν στην κόρη τους όπως στο Interstellar.