Įėję į juodosios skylės įvykių horizontą, niekada neišeisite iš jos. Nėra greičio, kurį galite pasiimti, net ne šviesos greičio, kad išvarytumėte. Bet, kalbant apie reliatyvumą, erdvė yra išlenkta esant masei ir energijai, o juodųjų skylių suliejimas yra vienas ekstremaliausių tokio kreivumo scenarijų. Ar yra koks nors būdas patekti į juodąją skylę, peržengti įvykio horizontą ir tada išeiti, kai įvykio horizontas yra kreivas dėl masinio susijungimo?
Kai dvi juodosios skylės susilieja, ar gali būti svarbu vienos juodosios skylės pabėgimo horizonte? Ar jie gali pasiimti ir migruoti į kitą (masyvesnę juodąją skylę)? O kaip peržengti abu horizontus?
- „Salik.biz“
Ši idėja tikrai beprotiška. Bet ar ji pakankamai išprotėjusi, kad galėtų dirbti? Fizikas Etanas Siegelis padės mums atsakyti į šį klausimą.
Kai pakankamai masyvi žvaigždė nustoja egzistuoti arba kai susilieja du pakankamai masyvūs žvaigždžių likučiai, gali susidaryti juodoji skylė, kurios įvykio horizontas yra proporcingas jos masei, ir įbrėžimo diskas, kuriame sukasi juodąją skylę supanti medžiaga.
Juodoji skylė, kaip taisyklė, susidaro žlugdant didžiulės žvaigždės šerdį arba po supernovos sprogimo, ar sudegus neutroninėms žvaigždėms, arba tiesioginio griūties metu. Kiek mes žinome, kiekviena juodoji skylė yra suformuota iš materijos, kuri kada nors buvo žvaigždės dalis, todėl daugeliu atžvilgių juodosios skylės yra didžiausias žvaigždžių likutis. Kai kurios juodosios skylės susidaro atskirai; kiti tampa dvigubos sistemos dalimi. Laikui bėgant, juodosios skylės gali ne tik spiralės ir susilieti, bet ir absorbuoti kitas medžiagas, kurios patenka į įvykio horizontą.
Juodojoje Schwarzschildo skylėje kritimas į vidų lemia išskirtinumą ir tamsą. Nesvarbu, kuria kryptimi važiuojate, kaip įsibėgėjate ir panašiai, perėjimas įvykio horizonte reiškia neišvengiamą susidūrimą su išskirtinumu.
Reklaminis vaizdo įrašas:
Kai kas nors iš išorės kerta juodosios skylės įvykių horizontą, jis pasmerktas. Per kelias sekundes objektas pasieks išskirtinumą juodosios skylės centre: taškai už nesisukančios juodosios skylės ir žiedai besisukančios. Pati juodoji skylė neprisimena, kurios dalelės pateko į ją ar kokia yra jų kvantinė būsena. Vietoj to, viskas, kas lieka informacijos atžvilgiu, yra visa juodosios skylės masė, krūvis ir kampinis momentas.
Paskutiniame etape, prieš susijungimą, erdvės laikas, supantis juodąją skylę, bus sutrikdytas, nes materija ir toliau patenka į abi juodąsias skylutes iš aplinkos. Jokiomis aplinkybėmis neturėtumėte manyti, kad kažkas gali ištrūkti iš įvykio horizonto.
Taigi galima įsivaizduoti scenarijų, kai materija patenka į juodąją skylę paskutiniuose susijungimo etapuose, kai viena juoda skylė ketina susijungti su kita. Kadangi juodosiose skylėse visada turi būti įbrėžimo diskų, o materija nuolat sklinda tarpžvaigždinėje terpėje, dalelės nuolat keis įvykio horizontą. Čia viskas paprasta, todėl apsvarstykime dalelę, kuri pateko į įvykio horizontą prieš paskutinius susijungimo momentus.
Ar ji teoriškai galėtų pabėgti? Ar galite „peršokti“iš vienos juodosios skylės į kitą? Pažvelkime į situaciją erdvės-laiko atžvilgiu.
Dviejų susijungiančių juodųjų skylių ir jų sukeltos erdvės laiko kreivės kompiuterinis modeliavimas. Nors gravitacinės bangos skleidžiamos nuolat, materija negali ištrūkti.
Kai dvi juodosios skylės susilieja, jos tai daro po ilgo spiralės periodo, per kurį energija sklinda gravitacinių bangų pavidalu. Iki paskutinių akimirkų iki susijungimo energija sklinda ir išsikrauna. Bet tai negali sukelti įvykio horizonto ar net juodosios skylės susitraukimo; energija ateina iš erdvės-laiko masės centre, kuris deformuojasi vis labiau ir labiau. Turint tokią sėkmę būtų galima pavogti energiją iš gyvsidabrio planetos; ji pasisuktų arčiau Saulės, tačiau jos savybės (ar saulės savybės) niekaip nepasikeistų.
Tačiau kai ateina paskutinės susijungimo akimirkos, abiejų juodųjų skylių įvykių horizontas deformuojasi dėl gravitacinio buvimo vienas kitam. Laimei, reliatyvistai jau suskaičiavo, kaip susijungimas paveikia įvykių horizontus, ir tai yra įspūdingai informatyvu.
Nepaisant to, kad iki 5% visos juodųjų skylių masės prieš susijungimą gali būti išmetama gravitacinių bangų pavidalu, įvykių horizontas niekada nesusitraukia. Svarbu tai, kad jei paimsite dvi vienodos masės juodąsias skylutes, jų įvykių horizontas užims tam tikrą vietą. Kai sujungiama, kad būtų sukurta dvigubos masės juodoji skylė, horizonto užimamos erdvės tūris būtų keturis kartus didesnis už pradinį sujungtų juodųjų skylių tūrį. Juodųjų skylių masė yra tiesiogiai proporcinga jų spinduliui, tačiau tūris yra proporcingas spindulio kubui.
Nors mes radome daug juodųjų skylių, kiekvieno įvykio horizonto spindulys yra tiesiogiai proporcingas skylės masei, ir taip yra visada. Padvigubinkite masę, padvigubinkite spindulį, bet plotas padidės keturis kartus, o tūris padidės keturis kartus.
Pasirodo, net jei dalelę laikysite judesio judesio metu nejudesnėje būsenoje ir jis kuo lėčiau krenta į išskirtinumą, jis negali išeiti. Bendras įvykių horizontų tūris padidėja susijungus juodosioms skylėms ir nesvarbu, kokia yra dalelių, kertančių įvykio horizontą, trajektorija, ji pasmerkta nuryti dėl abiejų juodųjų skylių bendro išskirtinumo.
Daugelio astrofizikos scenarijų metu išstūmimai atsiranda, kai materija kataklizmo metu pabėga iš objekto. Bet juodosioms skylėms susiliejus, viskas viduje lieka; Didžioji dalis to, kas buvo lauke, yra išsiurbiama, ir tik nedaugelis to, kas buvo lauke, gali ištrūkti. Kritęs į juodąją skylę, esi pasmerktas. Ir dar viena juodoji skylė nepakeis jėgų pusiausvyros.
Ilja Khel