Kai daiktas patenka į juodąją skylę, jis nebegali jos palikti. Nesvarbu, kiek turite energijos, niekada negalite judėti greičiau nei šviesos greitis ir kirsti įvykių horizontą iš vidaus. Bet ką daryti, jei bandysite apgauti šią mažą taisyklę ir įmerkti mažą daiktą į įvykio horizontą, pririšdami jį prie masyvesnio, kuris gali palikti horizontą? Ar įmanoma kažkaip išbristi iš juodosios skylės? Fizikos dėsniai yra griežti, tačiau jie turi atsakyti į klausimą, ar tai įmanoma, ar ne. Ethanas Siegelis iš „Medium.com“siūlo mums tai sužinoti.
Juodoji skylė nėra tik supertankus ir supermasyvus singuliarumas, kai erdvė yra taip išlenkta, kad viskas, kas patenka į vidų, nebegali išeiti. Nors tai, ką mes paprastai galvojame, yra juodoji skylė - tiksliau - erdvės regionas aplink šiuos objektus, iš kurio negali išbėgti jokia materijos ar energijos forma ir net pati šviesa. Tai nėra taip egzotiška, kaip galima pagalvoti. Jei paimsite Saulę tokią, kokia ji yra, ir išspausite ją kelių kilometrų spinduliu, gausite beveik juodą skylę. Ir nors mūsų Saulei toks perėjimas negresia, Visatoje yra žvaigždžių, kurios palieka šiuos paslaptingus objektus.
Masyviausios žvaigždės visatoje - dvidešimt, keturiasdešimt, šimtas ar net 260 saulės masių žvaigždės - yra melsviausi, karščiausi ir ryškiausi objektai. Jie taip pat greičiau nei kitos žvaigždės degina savo gylyje branduolinį kurą: per vienerius ar du milijonus metų vietoj daugybės milijardų, pavyzdžiui, Saulė. Kai šiuose vidiniuose branduoliuose baigsis branduolinis kuras, jie tampa galingiausių gravitacinių jėgų įkaitais: tokie galingi, kad nesant neįtikėtino branduolių sintezės spaudimo jiems pasipriešinti, jie tiesiog žlunga. Geriausiu atveju branduoliai ir elektronai įgyja tiek energijos, kad susilieja į sujungtų neuronų masę. Jei ši šerdis yra masyvesnė nei kelios saulės, šie neutronai bus pakankamai tankūs ir masyvūs, kad subyrėtų į juodąją skylę.
Taigi, atminkite, kad mažiausia juodosios skylės masė yra kelios saulės masės. Juodosios skylės gali išaugti iš daug didesnių masių, susijungdamos, prarydamos medžiagą ir energiją ir prasiskverbdamos į galaktikų centrus. Paukščių Tako centre buvo rastas objektas, kuris keturis milijonus kartų viršija Saulės masę. Jos orbitoje galima identifikuoti atskiras žvaigždes, tačiau neskleidžiama bet kokio bangos ilgio šviesa.
Kitose galaktikose yra dar masyvesnių juodųjų skylių, kurių masė yra tūkstančius kartų didesnė už mūsų pačių, ir nėra teorinės viršutinės jų aukščio ribos. Tačiau yra dvi įdomios juodųjų skylių savybės, kurios gali paskatinti mus atsakyti į pačioje pradžioje užduotą klausimą: ar galite ką nors patraukti „ant pavadžio“? Pirmoji savybė yra susijusi su tuo, kas vyksta su kosmosu augant juodajai skylei. Juodosios skylės principas yra toks, kad joks objektas negali ištrūkti iš savo gravitacinės traukos kosmoso regione, kad ir koks pagreitintas, net judėtų šviesos greičiu. Riba tarp to, kur objektas gali palikti juodąją skylę, ir kur negali, vadinama įvykių horizontu. Kiekviena juodoji skylė ją turi.
Keista, kad erdvės kreivumas yra daug mažesnis įvykių horizonte šalia masyviausių juodųjų skylių ir padidėja mažiau masyviose. Pagalvok apie tai: jei „stovėtum“renginio horizonte, dešinę koją ant krašto, o galvą atlošę 1,6 metro nuo singuliarumo, jėga ištemptų tavo kūną - procesas vadinamas „spagetizacija“. Jei ši juodoji skylė būtų tokia pati kaip ir mūsų galaktikos centre, tempimo jėga būtų tik 0,1% Žemės gravitacijos jėgos, tuo tarpu, jei pati Žemė virstų juoda skylė, o jūs stovėtumėte ant jos, tempimo jėga būtų 1020 kartų viršija žemės sunkumą.
Reklaminis vaizdo įrašas:
Jei įvykio horizonto pakraštyje šios tempimo jėgos yra mažos, jos nebus daug didesnės įvykio horizonto viduje, o tai reiškia - turint omenyje elektromagnetines jėgas, laikančias tvirtus daiktus - galbūt mes galėtume padaryti savo dalyką: panardinti objektą į įvykio horizontą ir beveik iš karto išnešti. Ar galite tai padaryti? Norėdami suprasti, pažiūrėkime, kas vyksta ties neutronų žvaigždės ir juodosios skylės riba.
Įsivaizduokite, kad turite ypač tankų neutronų rutulį, tačiau jo paviršiuje esantis fotonas vis tiek gali patekti į kosmosą ir nebūtinai grįžti į neutronų žvaigždę. Dabar padėkime ant paviršiaus dar vieną neuroną. Staiga šerdis nebegali atsispirti gravitaciniam žlugimui. Tačiau užuot galvoję apie tai, kas vyksta paviršiuje, pagalvokime apie tai, kas vyksta viduje, kur formuojasi juoda skylė. Įsivaizduokite vieną neutroną, sudarytą iš kvarkų ir gluonų, ir įsivaizduokite, kaip gluonai turi judėti neutronu iš vieno kvarko į kitą, kad įvyktų jėgų mainai.
Dabar vienas iš šių kvarkų yra arčiau singuliarumo juodosios skylės centre, o kitas yra toliau. Kad įvyktų jėgų mainai - ir kad neutronas būtų stabilus - gluonas tam tikru momentu turi pereiti iš artimojo kvarko į tolimąjį. Bet tai neįmanoma net šviesos greičiu (o gluonai neturi masės). Dėl visos nulinės geodezijos arba šviesos greičiu judančio objekto kelio juodosios skylės centre atsiras singuliarumas. Be to, jie niekada nenueis toliau nuo juodosios skylės savitumo nei išmetimo momentu. Štai kodėl juodosios skylės įvykių horizonte esantis neutronas turi žlugti ir tapti centre esančio singuliarumo dalimi.
Taigi grįžkime prie pakinktų pavyzdžio: paėmei mažą masę, pririšai ją prie didesnio indo; laivas yra už įvykio horizonto ir masė panardinta. Kai bet kuri dalelė kerta įvykio horizontą, ji negali jos vėl palikti - nei dalelės, nei šviesos. Tačiau fotonai ir gluonai išlieka pačiomis dalelėmis, kuriomis mums reikia keistis jėgomis tarp dalelių, esančių už įvykio horizonto, ir jie taip pat negali niekur eiti.
Tai nebūtinai reiškia, kad kabelis nutrūks; veikiau singuliarumas apims visą laivą. Žinoma, potvynio jėgos esant tam tikroms sąlygoms, jūsų neišardys, tačiau singuliarumo pasiekimas bus neišvengiamas. Neįtikėtinas sunkumas ir tai, kad visos visų masių, energijų ir greičių dalelės neturės kito pasirinkimo, kaip keliauti į singuliarumą, tai ir įvyks.
Todėl, deja, jie dar nerado išeities iš juodosios skylės perėję įvykio horizontą. Galite sumažinti nuostolius ir nutraukti tai, kas jau pateko į vidų, arba palaikyti ryšį ir paskęsti. Pasirinkimas priklauso nuo jūsų.
Ilja Khelis