Kaasaegse ulme üks huvitavamaid teemasid on kontseptsioon mustade aukude kasutamisest teise universumi, aja või mõõtme portaalidena. Paljud astrofüüsikud väidavad, et praegustes tingimustes on see lihtsalt võimatu. Dortmundi (USA) Massachusettsi ülikooli teadlaste rühm usub siiski, et see fantaasia pole tegelikult reaalsusest nii kaugel.
Mustad augud on vaieldamatult kõige müstilisemad objektid universumis. Need on supermassiivsete tähtede gravitatsioonilise kokkuvarisemise tagajärg, mille tulemuseks on tõeline singulaarsus - lõpmatu tihedusega objekt, mis on loodud terve tähe kokkusurumisel pisikesse punkti. Nendel lõpmatu tihedusega levialadel on nii võimas gravitatsioon, et nad saavad sõna otseses mõttes kosmoseajast lahti rebida. Eelduste kohaselt avab see asjaolu võimaluse kasutada neid objekte hüperruumis reisimiseks.
Muidugi ütlesid varasemad selleteemalised teadusuuringud, et iga objekt, näiteks kosmoselaev või elusolend, kes otsustab kasutada portaalina musta auku, kahetseb seda väga kiiresti. Lõpmatu gravitatsiooniline ainsus ja kõrge temperatuur põhjustavad objekti venimist ja kokkutõmbumist, kuni see täielikult aurustub.
Reisimine läbi musta augu
Dortmundi (USA) Massachusettsi ülikoolist pärit füüsikaprofessori Gaurav Hanna uurimisrühm ja nende kolleegid Gruusia Gwinnetti kolledžist suutsid näidata, et mitte kõik mustad augud pole ühesugused. Teadlased usuvad, et suurtest ja pöörlevatest mustadest aukudest, näiteks Ambur A * meie galaktika keskel asuvatel objektidel on palju suurem tõenäosus ellujäämiseks.
Seda seletatakse asjaoluga, et suurtes ja pöörlevates mustades aukudes toimib singulaarsus mõnevõrra erinevalt, "pehmemalt" või "nõrgemini" ning seetõttu on võimalus, et see ei kahjusta neid objekte, mis sellega suhelda saavad. Esmapilgul võib see tunduda jama, kuid teadlased nimetavad selgitava analoogiana lihtsat katset käe kiire liikumisega põleva küünla kohal. Proovige ise järele ja näete, et tuli ei põle teid.
Gaurav Hann ja tema kolleeg Lior Burko on mustade aukude füüsikat õppinud juba üle kahekümne aasta. Aastal 2016 otsustas Carolina Mallary, üks Hannahi kraadiõppuritest, inspireerituna režissöör Christopher Nolani menufilmist Interstellar, teaduslikult testida, kas filmi peategelane suudab tõesti ellu jääda, kukkudes hiiglaslikku pöörlevasse musta auku Gargantua, mille mass on 100 miljonit korda suurem kui päikese mass.
Reklaamvideo:
Meenutame, et film ise põhineb Nobeli astrofüüsika laureaadi Kip Thorne raamatul. Hollywoodi filmikunstis kirjeldatud Gargantua musta augu välimus, suurus ja füüsikalised omadused, mis on selle filmi üks keskseid "tegelasi", on tema teos.
Tuginedes kaasfüüsiku Amos Ori uurimistööle, mille tulemusi tutvustati mitu aastakümmet varem, ning kasutades arvutitehnoloogia tuge, lõi Caroline Mallari arvutimudeli, mis kajastab enamikku füüsilistest mõjudest, mis ilmneksid kosmoseaparaadil või mõnel muul keskusesse kukkunud objektil. pöörlev must auk, näiteks Ambur A *.
Gargantua väljamõeldud must auk filmist “Interstellar”.
Ei mäleta isegi tema juukseid?
Arvutimudel näitas, et pöörlevasse musta auku kukkuv objekt ei tohi mingil juhul kogeda niinimetatud sisemise singulaarsuse horisondi - musta augu piirkonna - läbimisel lõpmata suuri deformatsiooniefekte, mida igal juhul ei saa vältida. Veelgi enam, teatud tingimustel on nende mõjude mõju nii väike, et objekt suudab selle ainsuse ilma probleemideta läbi viia ja mõnel juhul isegi ei märka mingit mõju väljastpoolt.
Mallari avastas ka funktsiooni, mis ei olnud varem täielikult tähelepanu pälvinud: singulaarsuse mõjud keerleva musta augu kontekstis suurendavad kiiresti selle keskele langeva objekti venitus- ja kontraktsioonitsüklit. Kuid teadlane märgib oma töös, et väga suurte mustade aukude korral, sama Gargantua suurusel, on nende mõjude tugevus väga ebaoluline. Nii tähtsusetu, et ei kosmoselaev ise ega pardal olevad elusolendid tõenäoliselt neid isegi ei märka.
See graafik näitab kosmoselaeva terasraami füüsilist koormust, kui see läheneb pöörleva musta augu keskpunkti. Väike sisend näitab koorma üksikasjalikku pilti, mis märgitakse seadme maksimaalse lähenemise korral. Oluline on märkida, et koorem suureneb tugevalt mustale augule lähemal, kuid ei kasva lõpmatuseni. Teisisõnu, sõiduk ja selle meeskond saavad sellise teekonna üle elada.
Oluline on siinkohal see, et füüsilised mõjud laevale ei kasvaks lõputult. Need on piiratud teatud piirini, isegi kui tundub, et mustale augule lähenedes kasvab laeva koormus lõputult.
Muidugi on Mallary uurimuses mitu olulist väljajätmist ja oletust, mis võivad muidu viia väga erineva lõpptulemuseni. Näiteks eeldatakse esitatud mudelis, et must auk on täielikult isoleeritud välistest teguritest, näiteks pidevast gravitatsioonist ja muudest häiretest, mida põhjustab näiteks läheduses olev täht või musta auku langev väline kiirgus. Tuleb mõista, et tavaliselt koguneb tõeliste mustade aukude ümber palju erinevat materjali: tolm, gaas, kiirgus jne. Kõige selle põhjal oleks Mallary töö loogiline jätk selle konteksti uuesti uurimine, kuid võttes arvesse realistlikumate astrofüüsiliste mustade aukude tingimusi.
Arvuti modelleerimise meetodite kasutamine mõjude ennustamiseks mustade aukude läheduses asuvatele objektidele on tavaline tava. Kaasaegsel teadusel pole veel reaalset võimalust oma teooriaid proovile panna, seetõttu peavad teadlased aktiivselt tuginema hüpoteesidele ja simulatsioonidele, mis aitavad mõista põhilisi asju, teha ennustusi ja uusi avastusi.
Nikolai Khizhnyak
