Czarne dziury wciąż pozostają tajemnicą dla naukowców, podważając postulaty współczesnej fizyki. Prawie nie rozumiemy zasady ich istnienia i praktycznie nie rozumiemy, czym naprawdę są i czym się zajmują. I nie można się tego dowiedzieć. Przynajmniej przy obecnym poziomie technologii, jaki posiada ludzkość. Jedyne, co nam pozostało, to obserwować ich i przyjmować przypuszczenia, do czego są zdolni. Jedno z najpopularniejszych pytań dotyczących czarnych dziur brzmi: czego się spodziewać, jeśli wpadniesz w czarną dziurę? Przyjrzyjmy się 10 najbardziej przerażającym teoriom, które odpowiadają na to pytanie.
Klonowanie
Paradoks informacyjny czarnych dziur intryguje naukowców od dziesięcioleci. Ta tajemnica wywołała niezliczone kontrowersje na temat tego, co tak naprawdę dzieje się po trafieniu w czarną dziurę. Aby ułatwić zrozumienie tego paradoksu, spójrzmy na przykład z hipotetycznej Lucy. Lecisz z Lucy do czarnej dziury, a ona w ostatniej sekundzie postanawia się tam nie dostać i teraz obserwuje, jak jesteś tam wessany. Lucy widzi, że gdy zbliżasz się do czarnej dziury, twoje ciało powoli zaczyna się rozciągać i ostatecznie rozpada na atomy. Lucy myśli, że jesteś zgubiony i jest wdzięczna losowi, że cię nie posłuchała i nie poszła za tobą.
Ale poczekaj. To nie jest koniec historii. W rzeczywistości pozostajesz żywy i nadal zagłębiasz się w nieskończoność czarnej dziury. To, co będzie z tobą dalej, nie jest istotą naszego pytania. Najciekawsze jest to, że przeżyłeś, mimo że Lucy widziała, jak umierasz.
To jest informacyjny paradoks czarnej dziury. To nie jest złudzenie, a Lucy nie postradała zmysłów. Tak to naprawdę jest. Prawa fizyki mówią nam, że poza czarną dziurą możesz być zarówno martwy, jak i żywy. Niektórzy naukowcy twierdzą, że nie jest to wcale paradoks, ponieważ po prostu nie można obserwować dwóch rzeczywistości jednocześnie. Inni wskazują na klonowanie (możliwość, że ktoś inny istnieje w innej rzeczywistości) jako możliwe rozwiązanie tego paradoksu, mimo że podważa to prawa mechaniki kwantowej dotyczące procesu przechowywania informacji.
Nie ma jednoznacznej odpowiedzi (jeszcze) na rozwiązanie tego paradoksu. Być może za tysiące lat ludzkość będzie w stanie dowiedzieć się, co się naprawdę dzieje. Jednak już na pewno wiadomo, że Lucy nie warto już zabierać ze sobą na wycieczki.
Film promocyjny:
Spaghettification
Istnieje założenie, że gdy tylko wejdziesz w horyzont zdarzeń czarnej dziury, zaczniesz doświadczać potężnego rozciągania spowodowanego dużą siłą pływową w bardzo silnym niejednorodnym polu grawitacyjnym. Gdy tylko zaczniesz wpadać w czarną dziurę, siły zaczynają działać na twoje ciało, które ostatecznie rozerwą cię na małe kawałki (a raczej nawet cząsteczki).
Co więcej, jeśli wpadniesz najpierw głową w czarną dziurę, odsunie się ona tak daleko od twojego ciała, że zaczniesz wyglądać jak spaghetti. Najważniejsza jest różnica w przyspieszeniu spowodowanym grawitacją, która wpłynie na twoją głowę i nogi. Będzie tak kolosalna, że rozciągniesz się jak spaghetti lub makaron, jeśli chcesz. Stąd nazwa - spaghettification.
Zniekształcenie światła, przestrzeni i czasu
Pierwszą rzeczą, którą każdy zauważy przed wejściem w horyzont zdarzeń czarnej dziury, jest to, jak różne staną się światło, przestrzeń i czas. Gdy tylko wejdziesz do środka, prawa fizyki (te, które są nam znane) przestaną dla ciebie istnieć, a zaczną obowiązywać zupełnie inne siły.
Nieskończony poziom grawitacji, który wytwarza osobliwość w środku czarnej dziury, jest w stanie zakrzywić przestrzeń, cofnąć czas i zmienić światło nie do poznania. Z tego powodu twoje postrzeganie tego, co dzieje się teraz, będzie zupełnie inne niż to, co wydarzyło się przed momentem, w którym dotarłeś do horyzontu zdarzeń. Oczywiście potrwa to dokładnie do momentu, gdy zostaniesz całkowicie pochłonięty niekończącą się ciemnością i nie będziesz już w stanie niczego dostrzec.
Podróż w czasie
Najwięksi fizycy żyjący na naszej planecie, tacy jak Einstein i Hawking, wysunęli kiedyś teorię, że podróże w czasie w przyszłość będą możliwe dzięki wykorzystaniu wewnętrznych praw czarnych dziur. Jak wspomniano wcześniej, zwykłe prawa fizyki wewnątrz czarnej dziury przestają działać i zupełnie inne stają się główną rolę. Jedną z rzeczy, która odróżnia czarne dziury od naszego świata, jest sposób, w jaki płynie w nich czas.
Grawitacja wewnątrz czarnej dziury jest tak potężna, że może wypaczać czas. Mając to na uwadze, możemy założyć, że wypaczenie czasu otwiera możliwość podróżowania w nim. Dlatego jeśli nauczymy się wykorzystywać tak uderzające różnice między przestrzenią wewnątrz i poza horyzontem zdarzeń, to jest całkiem możliwe, że dzięki grawitacyjnemu dylatacji czasu możemy udać się w przyszłość, w której nadal będziesz młody, a twoi znajomi już się zestarzeją.
Oczywiście nie powinniśmy zapominać, że nie wymyśliliśmy jeszcze niczego innego niż sposób na podróżowanie przez czarne dziury, nie wiemy nawet, jak się do nich dostać i, co ważniejsze, przeżyć to wszystko.
Nic ci się nie stanie
Jeśli pewnego dnia będziemy mieli wybór, przez którą czarną dziurę będziemy podróżować, to najprawdopodobniej powinniśmy wybrać jakiś rodzaj supermasywnej czarnej dziury lub czarnej dziury Kerra.
Jeśli kiedykolwiek uda nam się dotrzeć do czarnej dziury znajdującej się w centrum naszej galaktyki, która jest oddalona o około 25 000 lat świetlnych i około 4,3 miliona razy masywniejsza niż nasze Słońce, to być może będziemy mogli być całkowicie bezpieczni dla naszego zdrowia. przejść przez to. Koncepcja tego pomysłu polega na tym, że siły grawitacyjne dziury, działające na każdego, kto zechce się do niej dostać, będą dość nieistotne ze względu na fakt, że horyzont zdarzeń znajduje się znacznie dalej od środka czarnej dziury. W ten sposób możesz pozostać przy życiu w horyzoncie zdarzeń i umrzeć tylko z głodu i odwodnienia oraz, być może, z faktu, że w końcu wpadniesz w osobliwość. Tutaj możesz postawić zakłady na to, co stanie się pierwsze, ponieważ nie ma jeszcze dokładniejszej odpowiedzi.
Co więcej, teoretycznie możliwe jest pozostanie przy życiu i przeżycie reszty życia wewnątrz czarnej dziury Kerra, która jest całkowicie unikalnym rodzajem czarnych dziur, której teorię po raz pierwszy zaproponował w 1963 roku nowozelandzki matematyk i astrofizyk Roy Kerr. Następnie zasugerował, że jeśli czarne dziury powstają z umierających podwójnych gwiazd neutronowych, to do wnętrza takiej czarnej dziury będzie można dostać się całkowicie bezpiecznie i zdrowo, ponieważ siła odśrodkowa zapobiegnie pojawieniu się osobliwości w jej centrum. Z kolei brak osobliwości w środku czarnej dziury oznacza, że nie będziesz musiał bać się nieskończonych sił grawitacyjnych i możesz przeżyć.
Według Einsteina do samego końca nie zrozumiesz, co się dzieje
Einstein zasugerował, że jeśli osiągnięty zostanie pewien poziom swobodnego spadku, to efekt (a raczej postrzeganie) sił grawitacyjnych może zostać anulowany. Oznacza to, że jeśli osoba będąca w swobodnym spadku przestanie odczuwać własny ciężar, żadna rzecz, która zostanie wrzucona razem z nim do czarnej dziury, nie będzie wydawać się spadać. Raczej będzie się wydawać, że pływa.
Einstein rozwinął tę ideę i na jej podstawie wydedukował słynną na całym świecie teorię ogólnej teorii względności, która była prawdopodobnie najbardziej udanym pomysłem. I być może będzie to dla ciebie najszczęśliwsza myśl, jeśli wpadniesz w czarną dziurę. Nawet jeśli wpadniesz w Bóg wie co, nadal nie będziesz w stanie zrozumieć, w co upadasz, dopóki nie wpadniesz w osobliwość. Jeśli jednak w tym momencie ktoś będzie mógł obserwować Cię z boku, to na pewno zobaczy, że spadasz. Wszystko to jest związane z percepcją. Cokolwiek cię otacza, spadnie w stosunku do ciebie (iw rezultacie nie będziesz w stanie zrozumieć, że upadasz), podczas gdy dla wszystkich, którzy będą za tobą podążać, tak nie będzie.
Biała dziura
Wiadomo, że czarne dziury ostatecznie pochłaniają absolutnie wszystko, co mieści się w ich horyzoncie zdarzeń. Nawet światło nie może uniknąć tragicznego losu. Mniej znane jest dalsze losy tych wszystkich skazanych na zagładę cząstek. Według jednej teorii wszystko, co wchodzi do czarnej dziury z jednego końca, jest wyrzucane z drugiego końca. A ten drugi koniec to tak zwana biała dziura.
Oczywiście nikt nigdy nie widział żadnych białych dziur (i, szczerze mówiąc, czarnych dziur też. O ich istnieniu wiemy tylko dzięki ich silnemu efektowi grawitacyjnemu), więc nikt nie może z całą pewnością stwierdzić, czy są one naprawdę białe. Jednak powód, dla którego tak się nazywają, jest taki, że białe dziury są dokładnym przeciwieństwem czarnych dziur. Zamiast pochłaniać wszystko dookoła, wręcz przeciwnie, wypluwają wszystko, co w nich jest. I tak jak w przypadku czarnej dziury, z której nie uda się uciec, jeśli wejdziesz w jej horyzont zdarzeń, tak z białą dziurą wszystko jest takie samo. Wręcz przeciwnie: nie możesz się do tego dostać.
Krótko mówiąc: biała dziura wypluwa wszystko, co zostało wchłonięte przez czarną dziurę do alternatywnego wszechświata. Teoria ta do pewnego stopnia skłoniła fizyków do zastanowienia się nad możliwością, że białe dziury są podstawą do stworzenia naszego wszechświata, jaki znamy. A jeśli kiedykolwiek dostaniesz się do czarnej dziury i jakoś przeżyjesz i wydostaniesz się na drugą stronę przez białą dziurę w alternatywnym wszechświecie, nigdy nie będziesz mógł wrócić do naszego wszechświata.
Będziesz śledzić historię rozwoju Wszechświata
Jak wspomniano wcześniej, w centrum mogą pojawić się czarne dziury bez osobliwości. Zamiast tego w centrum będzie tak zwany tunel czasoprzestrzenny. Jeśli znajdziemy sposób na podróż przez tunel czasoprzestrzenny, najprawdopodobniej staniemy się świadkiem historii ewolucji wszechświata, którą można obserwować aż do tego, co znajduje się na drugim końcu wormholu. Będzie wyglądać tak, jakby ktoś włączył film z historią Wszechświata w nieskończenie szybkim przewijaniu do tyłu.
Niestety ta historia nadal będzie miała złe zakończenie. Im szybciej porusza się obraz, tym szybciej zbliżasz się do śmierci. Światło będzie coraz bardziej przesunięte na niebiesko i naładowane, aż zostaniesz całkowicie spalony żywcem przez jego promieniowanie.
Podróżuj do równoległego wszechświata
Jeśli pewnego dnia wpadniesz w czarną dziurę, celowo lub przypadkowo, pierwszą rzeczą do zrobienia jest rozejrzenie się. Może znajdziesz wyjście w ten sposób, kto wie. Nawet jeśli okaże się, że nie będziesz mógł wrócić do Wszechświata, z którego przybyłeś, to przebywanie w równoległym Wszechświecie może nie być tak złym zakończeniem Twojej podróży.
Fizycy przypuszczają, że gdy już osiągniesz osobliwość czarnej dziury, może ona służyć jako rodzaj pomostu między nią a alternatywną rzeczywistością, czyli tak zwanym „równoległym wszechświatem”. To, co dzieje się w tym nowym wszechświecie, pozostaje tajemnicą i polem dla naszej wyobraźni. Niektóre teorie sugerują nawet, że istnieje nieskończona liczba alternatywnych wszechświatów, z których każdy ma równą liczbę zupełnie różnych „ty”.
Czy kiedykolwiek myślałeś o wyborach, których dokonałeś w swoim życiu? Co by się stało, gdybyś dostał pracę nie przy tej, ale w tej pracy, spotkał tę dziewczynę lub faceta, zamiast codziennie siedzieć przy komputerze? Czy byłbyś bogatszy lub biedniejszy, gdybyś nie zrobił lub nie zrobił tego, o co Cię kiedyś poproszono? Tak więc w alternatywnym wszechświecie będziesz miał szansę się przekonać.
Staniesz się częścią wszechświata
Hawking zasugerował kiedyś, że pewne cząstki wchodzące do czarnej dziury przechodzą rodzaj procesu filtrowania na dodatnio i ujemnie naładowane. Cząsteczki te są bardzo powoli absorbowane przez czarną dziurę. Zanurzone w nim ujemnie naładowane cząsteczki tracą swoją masę. Dodatnio naładowane cząstki mają wystarczająco dużo energii, aby pozostać poza czarną dziurą w postaci promieniowania.
Według Hawkinga czarne dziury powoli, ale z pewnością tracą swoją masę i stają się cieplejsze. W końcu eksplodują i rozpraszają swoją zawartość, zwaną promieniowaniem Hawkinga, z powrotem do wszechświata. To, przynajmniej w teorii, oznacza, że możesz stać się częścią wszechświata, jak Feniks odrodzony z popiołu atomowego.
Bonus: po prostu … umierasz
Czasami uwielbiamy ignorować najbardziej oczywiste i tragiczne konsekwencje jakiegoś wydarzenia, będąc zaślepionym prawdopodobieństwem bardziej radosnych zbiegów okoliczności.
Choć brzmi to sadystycznie, najbardziej prawdopodobnym skutkiem wpadnięcia do czarnej dziury będzie to, że nawet zanim po prostu zrozumiesz swoją obecność wewnątrz niej, nie pozostanie po tobie nawet popiołu. Nie będziesz miał nawet czasu, aby zrozumieć, że byłeś świadkiem tego, o czym fizycy mówią jako o kluczu do zrozumienia tajemnic wszechświata.
NIKOLAY KHIZHNYAK
