Przepraszam miłośników science fiction. W rzeczywistości nie możesz przeżyć podróży przez czarną dziurę. A jeśli spróbujesz zanurzyć się w jednym z nich, jak Matthew McConaughey w filmie Interstellar, zostaniesz rozdarty na długo, zanim dowiesz się, co jest po drugiej stronie.
Cóż, jeśli jest bardziej szczegółowy, to …
Co to jest czarna dziura?
Aby w pełni zrozumieć, dlaczego nie możesz po prostu zanurkować łabędzia lub pilotować swojego statku kosmicznego w czarnej dziurze, musisz najpierw zrozumieć podstawowe właściwości tych grawitacyjnych Goliatów. Mówiąc najprościej, czarna dziura to miejsce, w którym grawitacja jest tak silna, że żadne światło - ani cokolwiek innego - nie może uciec.
Czarne dziury są tak nazwane, ponieważ zwykle nie odbijają ani nie emitują światła. Są widoczne tylko wtedy, gdy żywią się gwiazdami lub chmurami gazu, które zbliżają się zbyt blisko ich granicy, zwanej horyzontem zdarzeń. Poza horyzontem zdarzeń znajduje się naprawdę malutki punkt zwany osobliwością, w którym grawitacja jest tak silna, że nieskończenie zakrzywia samą czasoprzestrzeń. To tutaj załamują się prawa fizyki, jakie znamy, co oznacza, że wszystkie teorie na temat tego, co leży poza nimi, są tylko spekulacjami.
Dla większości z nas czarne dziury wydają się egzotyczne, ale naukowcom są wspólne. Fizycy bawili się teoriami podobnych obiektów przez dziesięciolecia, zanim ogólna teoria względności Alberta Einsteina przewidziała ich istnienie. Jednak koncepcja ta nie została potraktowana poważnie aż do lat sześćdziesiątych XX wieku, kiedy odkryto niezwykle kompaktowe gwiazdy. Obecnie czarne dziury są uważane za powszechną część gwiezdnej ewolucji, a astronomowie podejrzewają, że w samej tylko naszej galaktyce Drogi Mlecznej istnieją miliony czarnych dziur.
Film promocyjny:
Wybierz własną przygodę z czarną dziurą
Czarne dziury występują w różnych typach i można je modelować z różnymi poziomami trudności, na przykład niezależnie od tego, czy wirują, czy mają ładunek elektryczny. Dlatego jeśli wskoczysz do jednego z nich, twój dokładny los może zależeć od tego, którą czarną dziurę wybierzesz.
Na najprostszym poziomie istnieją trzy rodzaje czarnych dziur: czarne dziury o masach gwiazdowych, supermasywne czarne dziury i czarne dziury o średniej masie.
Czarne dziury o masie gwiazdowej powstają, gdy bardzo duże gwiazdy kończą spalać swoje paliwo i zapadają się do wewnątrz. Supermasywne czarne dziury żyją w centrach większości galaktyk i prawdopodobnie osiągną swoje ekstremalne rozmiary - nawet dziesiątki miliardów razy masywniejsze niż nasze Słońce - poprzez połykanie gwiazd i łączenie się z innymi czarnymi dziurami. Czarne dziury o średniej masie są nadal tajemnicze i odkryto tylko kilka rzekomych przykładów, ale astronomowie uważają, że mogą powstać w wyniku podobnego procesu akrecji, tylko na mniejszą skalę.
Czarne dziury o masach gwiazdowych mogą być marne w porównaniu z ich większymi kuzynami, ale w rzeczywistości mają bardziej ekstremalne siły pływowe tuż za horyzontem zdarzeń. Ta różnica wynika z właściwości czarnych dziur, która prawdopodobnie zaskoczyłaby niektórych przypadkowych obserwatorów. Mniejsze czarne dziury mają w rzeczywistości ostrzejszy gradient grawitacyjny niż supermasywne. Innymi słowy, wystarczy spaść na bardzo małą odległość, aby doświadczyć wyjątkowo zauważalnej różnicy w grawitacji.
Spaghetti z czarną dziurą
Gdybyś unosił się swobodnie w kosmosie obok czarnej dziury o masie gwiazdowej, która nie żywiła się niczym, to jedyną wskazówką o jej istnieniu może być wzrost grawitacji lub „soczewkowanie”, które może wywierać na gwiazdy tła.
Kiedy jednak leciałeś bliżej tego dziwnego miejsca, w niektórych kierunkach zostałeś wciągnięty, aw innych zmiażdżony - proces, który naukowcy nazywają spaghetti. Dzieje się tak, ponieważ grawitacja czarnej dziury ściska twoje ciało poziomo, jednocześnie ciągnąc je jak toffi w pionie. Gdybyś wskoczył najpierw stopami do czarnej dziury, siła grawitacji na palcach byłaby znacznie większa niż siła ciągnąca twoją głowę. Każdy kawałek twojego ciała zostanie również pociągnięty w nieco innym kierunku. Dosłownie wyglądałbyś jak kawałek spaghetti.
Więc kiedy wpadniesz w gwiezdną czarną dziurę, prawdopodobnie nie będziesz się zbytnio martwić egzystencjalnymi sekretami, które możesz odkryć po „drugiej stronie”. Będziesz martwy jak gwóźdź do drzwi w kształcie spaghetti setki mil wcześniej jak osiągasz osobliwość.
I ten scenariusz również nie jest całkowicie oparty na teorii i założeniach. Astronomowie byli świadkami tego „zakłócenia pływowego” w 2014 roku, kiedy kilka teleskopów kosmicznych uchwyciło gwiazdę wędrującą zbyt blisko czarnej dziury. Gwiazda została rozciągnięta i rozerwana, co spowodowało, że część materiału spadła z horyzontu zdarzeń, a reszta została wyrzucona z powrotem w kosmos.
Wejdź ostrożnie do tej czarnej dziury
W przeciwieństwie do wpadnięcia w czarną dziurę o masie gwiazdy, twoje doświadczenie wpadnięcia w supermasywną lub pośrednią czarną dziurę będzie trochę mniej koszmarne. Podczas gdy efekt końcowy, makabryczna śmierć, nadal będzie twoim przeznaczeniem, możesz tak naprawdę przejść aż do horyzontu zdarzeń i zacząć wpadać w osobliwość, gdy jeszcze żyjesz.
W tym przypadku, przynajmniej w teorii, można było zobaczyć otaczającą przestrzeń. Ale nikt nie będzie w stanie cię zobaczyć, gdy wyjdziesz poza horyzont zdarzeń. Nawet gdybyś trzymał latarkę w dłoni i próbował nią świecić, światło z powrotem wpadłoby w twoją osobliwość.
W międzyczasie zobaczysz, że wszystko w horyzoncie zdarzeń zostało zniekształcone przez ekstremalne siły grawitacyjne, dzięki efektowi, który astronomowie nazywają soczewkowaniem grawitacyjnym. (Nie wspominając o efektach dzikiej dylatacji czasu.)
Oczywiście, bez względu na to, w którą czarną dziurę wpadniesz, ostatecznie zostaniesz rozerwany przez ekstremalną grawitację. Żaden materiał, zwłaszcza mięsiste ludzkie ciała, nie mógł przetrwać w stanie nienaruszonym. Dlatego po przekroczeniu krawędzi horyzontu zdarzeń wszystko jest gotowe. Nie możesz się stąd wydostać. Nawet gdybyś jeszcze żył, musiałbyś poruszać się szybciej niż prędkość światła, aby zostać uratowanym. Ale jak wiemy, nic w znanym wszechświecie nie może tego zrobić.
Ale nie martw się jeszcze: najbliższa znana Ziemia czarna dziura jest wciąż onieśmielająca odległość tysięcy lat świetlnych. Jednak astronomowie podejrzewają, że znacznie więcej czai się znacznie bliżej, być może zaledwie kilkadziesiąt lat świetlnych od Ziemi. W rzeczywistości niektórzy badacze uważają, że hipotetyczna Dziewiąta Planeta odległego Układu Słonecznego jest w rzeczywistości pierwotną czarną dziurą wielkości piłki baseballowej.
Mając to na uwadze, jest całkowicie możliwe (choć mało prawdopodobne), że jeśli ludzie przeżyją wystarczająco długo, aby stać się pionierami zaawansowanych technologii podróży kosmicznych, będziemy mogli odwiedzić czarną dziurę z bliska. A jeśli to zrobimy, możemy nawet wystrzelić kilka sond do czarnej dziury, aby sprawdzić, co dzieje się na horyzoncie zdarzeń.
Niestety, ponieważ nic nie może uciec przed horyzontem zdarzeń, nawet informacje, nigdy nie możemy być pewni, co się dzieje, gdy materia osiąga punkt, z którego nie ma powrotu. Tak więc, nawet jeśli masz możliwość kosmicznego nurkowania w czarnej dziurze, ze względów bezpieczeństwa prawdopodobnie powinieneś oprzeć się tej pokusie.
