Kad objekts nonāk melnajā caurumā, tas vairs nevar to pamest. Neatkarīgi no enerģijas daudzuma, jūs nekad nevarat pārvietoties ātrāk par gaismas ātrumu un šķērsot notikumu horizontu no iekšpuses. Bet ko tad, ja jūs mēģināt apmānīt šo mazo likumu un iemērkt sīku priekšmetu notikumu apvāršņā, piesaistot to masīvākam, kas var atstāt horizontu? Vai ir iespējams kaut kā iegūt kaut ko no melnā cauruma? Fizikas likumi ir stingri, taču tiem jāatbild uz jautājumu, vai tas ir iespējams, vai nē. Ītans Zīgels no Medium.com iesaka mums to uzzināt.
Melnā caurums nav tikai superblīvs un supermasīvs singularitāte, kurā telpa ir izliekta tik ļoti, ka viss, kas nonāk iekšā, vairs nevar izkļūt. Lai gan mēs parasti to uzskatām par melno caurumu - precīzāk sakot - telpas apgabalu ap šiem objektiem, no kura nevar izkļūt neviena matērijas vai enerģijas forma - pat ne pati gaisma. Tas nav tik eksotiski, kā varētu domāt. Ja paņemat Sauli tādu, kāda tā ir, un saspiežot to vairāku kilometru rādiusā, jūs saņemat gandrīz melnu caurumu. Un, lai gan mūsu Saule ar šādu pāreju nedraud, Visumā ir zvaigznes, kas aiz sevis atstāj šos noslēpumainos objektus.
Vismasīvākās zvaigznes Visumā - divdesmit, četrdesmit, simts vai pat 260 saules masas zvaigznes - ir zilākie, karstākie un spožākie objekti. Viņi arī dziļumā sadedzina kodoldegvielu ātrāk nekā citas zvaigznes: viena vai divu miljonu gadu laikā daudzu miljardu vietā, piemēram, Saule. Kad šajos iekšējos serdeņos beidzas kodoldegviela, tie kļūst par visspēcīgāko gravitācijas spēku ķīlniekiem: tik spēcīgi, ka, ja nav neticama kodolsintēzes spiediena pretoties, viņi vienkārši sabrūk. Labākajā gadījumā kodoli un elektroni iegūst tik daudz enerģijas, ka saplūst kopā savienotu neironu masā. Ja šis kodols ir masīvāks par dažām saulēm, šie neitroni būs pietiekami blīvi un masīvi, lai sabruktu melnajā caurumā.
Tātad, atcerieties, ka minimālā melnā cauruma masa ir vairākas Saules masas. Melnie caurumi var izaugt no daudz lielākām masām, saplūstot kopā, aprijot matēriju un enerģiju un iesūcoties galaktiku centros. Piena ceļa centrā tika atrasts objekts, kas četrus miljonus reižu pārsniedz Saules masu. Tās orbītā var noteikt atsevišķas zvaigznes, taču netiek izstarota jebkura viļņa garuma gaisma.
Citās galaktikās ir vēl masīvāki melnie caurumi, kuru masa ir tūkstošiem reižu lielāka nekā mūsu pašu, un to augstumam nav teorētiskas augšējās robežas. Bet ir divas interesantas melno caurumu īpašības, kas mūs var novest pie atbildes uz pašā sākumā uzdoto jautājumu: vai ir iespējams kaut ko pavilkt "pie pavadas"? Pirmais īpašums attiecas uz to, kas notiek ar kosmosu, augot melnajam caurumam. Melnās cauruma princips ir tāds, ka neviens objekts nevar izkļūt no tā gravitācijas pievilcības kosmosa reģionā, lai cik paātrināts tas būtu, pat pārvietojoties ar gaismas ātrumu. Robežu starp to, kur objekts var atstāt melno caurumu, un kur to nevar, sauc par notikumu horizontu. Katrā melnajā caurumā tas ir.
Pārsteidzoši, ka telpas izliekums ir daudz mazāks notikumu horizonta tuvumā masīvākajiem melnajiem caurumiem un palielinās mazāk masīvos. Padomājiet par to: ja jūs "stāvētu" notikuma horizonta malā ar labo kāju uz malas un galvu atpakaļ 1,6 metrus no singularitātes, ķermenis izstieptu spēku - procesu, ko sauc par "spagetizāciju". Ja šī melnā caurums būtu tāds pats kā mūsu galaktikas centrā, stiepes spēks būtu tikai 0,1% no gravitācijas spēka uz Zemes, turpretī, ja pati Zeme pārvērstos par melno caurumu un jūs stāvētu uz tā, stiepes spēks būtu 1020 reizes lielāka par zemes smagumu.
Reklāmas video:
Ja šie stiepes spēki notikuma horizonta malā ir mazi, tie nebūs daudz lielāki notikuma horizonta iekšienē, kas nozīmē - ņemot vērā elektromagnētiskos spēkus, kas satur cietus priekšmetus kopā - varbūt mēs varētu darīt savu: ienirt objektu notikuma horizonta zonā un gandrīz nekavējoties izņemt. Vai tu vari to izdarīt? Lai saprastu, apskatīsim, kas notiek pie pašas robežas starp neitronu zvaigzni un melno caurumu.
Iedomājieties, ka jums ir ārkārtīgi blīva neitronu bumba, bet fotons uz tā virsmas joprojām var izkļūt kosmosā un ne vienmēr atgriezties pie neitronu zvaigznes. Tagad novietosim uz virsmas vēl vienu neironu. Pēkšņi kodols vairs nespēj pretoties gravitācijas sabrukumam. Bet tā vietā, lai domātu par to, kas notiek uz virsmas, padomāsim par to, kas notiek iekšpusē, kur veidojas melnā caurums. Iedomājieties vienu neitronu, kas sastāv no kvarkiem un gluoniem, un iedomājieties, kā gluoniem ir jāpārvietojas no viena kvarka uz otru neitronā, lai notiktu spēku apmaiņa.
Tagad viens no šiem kvarkiem ir tuvāk singularitātei melnā cauruma centrā, bet otrs atrodas tālāk. Lai notiktu spēku apmaiņa - un lai neitrons būtu stabils -, gluonam noteiktā brīdī jāiet no tuvā kvarka uz tālo. Bet tas nav iespējams pat ar gaismas ātrumu (un gluoniem nav masas). Visas nulles ģeodēzijas vai objekta ceļš, kas pārvietojas ar gaismas ātrumu, radīs singularitāti melnā cauruma centrā. Turklāt viņi nekad nepārsniegs melnā cauruma īpatnības kā izgrūšanas brīdī. Tāpēc neitronam melnā cauruma notikumu horizonta iekšienē ir jāsabrūk un jākļūst par daļu no singularitātes centrā.
Tāpēc atgriezīsimies pie zirglietu piemēra: jūs paņēmāt nelielu masu, piesaistījāt to lielākam traukam; kuģis atrodas ārpus notikumu horizonta un masa ir iegremdēta. Kad kāda daļiņa šķērso notikumu horizontu, tā to vairs nevar atstāt - ne daļiņa, ne pat gaisma. Bet fotoni un gluoni paliek pašas daļiņas, kas mums ir nepieciešamas, lai apmainītu spēkus starp daļiņām, kas atrodas ārpus notikumu horizonta, un tie arī nekur nevar aiziet.
Tas nenozīmē, ka kabelis saplīsīs; drīzāk singularitāte vilks visu kuģi. Protams, plūdmaiņas spēki noteiktos apstākļos jūs neplīsīs, taču singularitātes sasniegšana būs neizbēgama. Neticamais smagums un fakts, ka visām visu masu, enerģiju un ātrumu daļiņām nebūs citas izvēles, kā vien ceļot uz singularitāti, ir tas, kas notiks.
Tāpēc diemžēl pēc notikumu horizonta šķērsošanas viņi vēl nav atraduši izeju no melnā cauruma. Jūs varat samazināt zaudējumus un pārtraukt to, kas jau ir nonācis iekšā, vai arī uzturēt sakarus un noslīcināt. Izvēle ir atkarīga no jums.
Iļja Khels