Miután egy tárgy belép egy fekete lyukba, már nem hagyhatja el. Nem számít, mennyi energiád van, soha nem tudsz haladni a fénysebességnél gyorsabban, és belülről átlépni az eseményhorizontot. De mi van, ha megpróbálja becsapni ezt a kis szabályt, és belemárt egy apró tárgyat az esemény horizontjába, egy masszívabbhoz kötve, amely elhagyhatja a láthatárt? Valahogy ki lehet hozni valamit a fekete lyukból? A fizika törvényei szigorúak, de meg kell válaszolniuk a kérdést, lehetséges-e vagy sem. Ethan Siegel, a Medium.com munkatársa javasolja, hogy derítsük ki.
A fekete lyuk nem csupán szupersűrűségű és szupermasszív szingularitás, amelyben a tér olyan erősen ívelt, hogy minden, ami belsejében van, már nem tud kilépni. Noha általában egy fekete lyukról gondolunk, pontosabban - egy olyan térrészről, amely körül ezek az objektumok vannak, ahonnan semmilyen anyag- vagy energiaforma - és még maga a fény sem menekülhet el. Ez nem annyira egzotikus, mint gondolnánk. Ha úgy veszi a Napot, ahogy van, és több kilométeres körzetre szorítja, szinte fekete lyukat kap. És bár Napunkat nem fenyegeti ilyen átmenet, vannak olyan csillagok az Univerzumban, amelyek maguk mögött hagyják ezeket a titokzatos tárgyakat.
A világegyetem legmasszívabb csillagai - húsz, negyven, száz vagy akár 260 naptömegű csillagok - a legkékesebb, legforróbb és legfényesebb tárgyak. Gyorsabban kiégetik a nukleáris üzemanyagot a mélyükben, mint más csillagok: egy-két millió év alatt a Nap sok milliárdja helyett. Amikor ezek a belső magok elfogynak a nukleáris üzemanyagból, a legerősebb gravitációs erők túszává válnak: olyan hatalmasak, hogy távollétében a magfúzió hihetetlen nyomása nélkül, amellyel szemben állnak, egyszerűen összeomlanak. Legjobb esetben a magok és az elektronok annyi energiát nyernek, hogy összeolvadnak egymással összekapcsolt idegsejtek tömegévé. Ha ez a mag tömegesebb, mint néhány nap, akkor ezek a neutronok elég sűrűek és masszívak lesznek ahhoz, hogy fekete lyukká omlanak össze.
Tehát ne feledje, hogy a fekete lyuk minimális tömege több naptömeg. A fekete lyukak jóval nagyobb tömegekből nőhetnek ki, összeolvadva, felemésztve az anyagot és az energiát, és beszivárogva a galaxisok középpontjába. A Tejút közepén találtak egy tárgyat, amely négy milliószorosa a Nap tömegének. Pályáján egyedi csillagok azonosíthatók, de egyetlen hullámhosszú fény sem bocsát ki.
Más galaxisokban még masszívabb fekete lyukak vannak, amelyek tömege ezerszer nagyobb, mint a miénk, és a magasságuknak nincs elméleti felső határa. De a fekete lyukaknak két érdekes tulajdonsága vezethet el minket a legelején feltett kérdés megválaszolásához: lehet-e valamit "pórázon" húzni? Az első tulajdonság arra vonatkozik, hogy mi történik az űrrel, amikor a fekete lyuk nő. A fekete lyuk elve olyan, hogy egyetlen tárgy sem kerülheti el gravitációs vonzerejét a tér térségében, bármilyen gyorsított is legyen, akár fénysebességgel is mozogjon. Azt a határt, amely között egy tárgy elhagyhatja a fekete lyukat, és hol nem, eseményhorizontnak nevezzük. Minden fekete lyuk megvan benne.
Meglepő módon a tér görbülete sokkal kisebb az eseményhorizonton a legnagyobb tömegű fekete lyukak közelében, és kevésbé masszívakban nő. Gondoljon erre: Ha "állna" az eseményhorizonton, jobb lábával a szélén, a fejét hátrahagyva a szingularitástól 1,6 méterre, erő feszítené meg a testét - ezt a folyamatot spagettizálásnak hívják. Ha ez a fekete lyuk ugyanaz lenne, mint galaxisunk közepén, akkor a húzóerő a Föld gravitációs erejének csak 0,1% -át teszi ki, míg ha maga a Föld fekete lyukká változik, és te rajta állsz, akkor a húzóerő 1020 a föld gravitációjának a szorosa.
Promóciós videó:
Ha ezek a húzóerők kicsiek az eseményhorizont szélén, akkor nem lesznek sokkal nagyobbak az eseményhorizonton belül, ami azt jelenti - tekintettel a szilárd tárgyakat összetartó elektromágneses erőkre - talán megtehetnénk a dolgunkat: belemeríthetjük az objektumot az eseményhorizontba, és szinte azonnal kivinni. Meg tudod ezt csinálni? Hogy megértsük, nézzük meg, mi történik a neutroncsillag és a fekete lyuk határán.
Képzelje el, hogy rendkívül sűrű neutrongömbje van, de a felszínén egy foton még mindig kijuthat az űrbe, és nem feltétlenül térhet vissza neutroncsillaghoz. Most tegyünk egy újabb idegsejtet a felszínre. Hirtelen a mag már nem tud ellenállni a gravitációs összeomlásnak. De ahelyett, hogy azon gondolkodnánk, mi történik a felszínen, gondolkodjunk el azon, ami belül történik, ahol fekete lyuk keletkezik. Képzeljen el egyetlen neutront, amely kvarkokból és gluonokból áll, és képzelje el, hogyan kell a gluonoknak az egyik kvarkból a másikba haladniuk egy neutronban az erők cseréje érdekében.
E kvarkok egyike közelebb áll a fekete lyuk közepén álló szingularitáshoz, a másik pedig távolabb van. Ahhoz, hogy az erők cseréje megtörténjen - és a neutron stabil legyen -, a gluonnak egy bizonyos pillanatban át kell haladnia a közeli kvarktól a távoli felé. De ez még a fény sebességénél is lehetetlen (és a gluonoknak nincs tömege). Minden null geodézia vagy a fénysebességgel mozgó tárgy útja szingularitást eredményez a fekete lyuk közepén. Sőt, soha nem lépnek tovább a fekete lyuk szingularitásától, mint a kilökés pillanatában. Ezért a fekete lyuk eseményhorizontján belüli neutronnak össze kell omolnia és a középpontban lévő szingularitás részévé kell válnia.
Térjünk vissza a hám példájához: vett egy kis masszát, egy nagyobb edényhez kötötte; a hajó az eseményhorizonton kívül van, és a tömeg elmerül. Amikor bármely részecske átlépi az eseményhorizontot, nem hagyhatja el újra - sem részecske, sem fény. De a fotonok és a gluonok továbbra is azok a részecskék maradnak, amelyekre erőnket kell cserélnünk az eseményhorizonton kívül eső részecskék között, és ők sem mehetnek sehova.
Ez nem feltétlenül jelenti azt, hogy a kábel megszakad; hanem a szingularitás az egész hajót el fogja vonni. Természetesen az árapályerők bizonyos körülmények között nem szakítanak szét, de a szingularitás elérése elkerülhetetlen lesz. A hihetetlen gravitációs erő és az a tény, hogy az összes tömegű, energiájú és sebességű részecskének nem lesz más választása, mint a szingularitásba utazni.
Ezért sajnos még nem találtak kiutat a fekete lyukból, miután átlépték az esemény horizontját. Csökkentheti a veszteségeket és levághatja azt, ami már bent volt, vagy kapcsolatban maradhat és megfullad. A választás rajtad múlik.
Ilya Khel