See võib olla ohtlik - see võib olla väga lõbus! See on ühe USA juhtiva astrofüüsiku arvamus ja mõtiskleb mõistusega võimaluste üle, mida inimesed võiksid saada, kui nad toimetataks supermassiivse musta augu lähedusse. Ta pakkus, et kosmosemootorite arendamisel tehtavad edusammud võimaldavad meil korraldada lähima sellise augu "väliuuringud".
Alates 1990ndatest oleme teadnud, et planeedid võivad orbiidil pulseerida - uskumatult tihedaid objekte, mis on loodud tähtede võimsate plahvatuste tagajärjel. Mõistlik oleks eeldada, et need võivad keerduda mustade aukude ümber, mis üllatavalt paljudele võib tunduda, aga mõjutavad nende keskkonda vähem kui pulsaatorid. Mõnel neist planeetidest võib elu isegi eksisteerida, kuna paljud Maa peal elavad olendid, nagu me teame, on kohanenud ekstreemsete tingimustega, sealhulgas väga kõrge ja madala temperatuuriga, happelise, soolase ja isegi radioaktiivse keskkonnaga.
Asustatud planeete võib leida supermassiivsete mustade aukude läheduses, mis asuvad enamiku galaktikate keskpunktis. Meie enda galaktikas, Linnutee, on must auk, mille mass on võrdne nelja miljoni tähe massiga. Selle objekti sisemine stabiilne ümmargune orbiit (SVUKO), tuntud kui Sgr A * (Ambur A *), on umbes võrdne orbiidiga, milles Merkuur meie päikese ümber liigub.
Mis tunne oleks sellisel planeedil elada?
Enne kui rääkida musta augu lähedal elavatest paljudest ohtudest, vaatame selle eeliseid. Kui tekivad või rändavad mustade aukude lähedusse tsivilisatsioonid, mida huvitavat ja kasulikku seal teha saab? 10 parimat varianti tuleb meelde:
- Kasutage musta auku puhta energia allikana ja visake jäätmed akrüülketta lehtrisse, mille ümber keerleb mateeria keeris. Kuni 42% jäätmete oma massist saab muuta kiirguseks maksimaalse kiirusega pöörleva SVUKO musta augu korral.
- Ühendage musta augu pöördeteljega mingi insenermehhanism nagu hiiglaslik hooratas, kust energiat saab koguda.
- Sõitke footonpurjedel mööda relativistlikke joad kiirusel, mis on lähedane valguse kiirusele.
- Pikendage nooruslikkust, külastades musta augu silmapiiri lähedal asuvaid ilusalonge, kus gravitatsioonilise punanihke tagajärjel voolab aeg aeglasemalt.
- Nautige vaadet kogu universumile, mida veidralt peegeldavad musta augu ümbritsevad gravitatsiooniläätsed.
- Avage lõbustuspark niinimetatud "footonisfääril", kus saate mängida erinevate relativistlike efektidega, näiteks näha ennast tagantpoolt vaadates otse ette, kuna valgus paindub ümber musta augu.
- Võtke kõike kosmose uutest liikumisvõimalustest. Niisiis, kui miljardite aastate jooksul Linnutee sulandub naabruses asuva Andromeda udukoguga, liituvad nende keskel asuvad kaks musta auku tahkeks binaarsüsteemiks - omamoodi gravitatsiooniliseks katapultiks, mis võib valguse kiirusel käivitada tähti ja planeete, nagu selle materjali autor selgitab kahes kirjutatud artiklis kaasautor James Guillochoniga. Reisibürood saavad müüa pileteid uskumatutele reisidele katapulteeritud planeetidele, mis läbivad kogu universumi.
- Saatke kurjategijad musta auku kui kõige kindlamat surmanuhtlusega vanglat ainulaadsuse kaudu. Vangide eluiga sõltub musta augu massist. Mida vähem raske kuriteo nad panid toime, seda massiivsemaks nende must auk saab ja seda kauem saavad nad elada väljaspool "vanglamüüre", mida peetakse musta augu silmapiiriks.
- Kasutage suhtlusvahendina gravitatsioonilisi laineid, mida kiirgavad ümber musta augu tiirlevad väikesed objektid. Selliseid signaale ei saa blokeerida ükski teadaolev mateeria vorm.
- Katsetage kvantgravitatsiooni põhiaspekte, saates organiseeritud ekskursioonidele eksperimentaalfüüsikute ja keelte teooria eksperte.
Peamine oht astronautidele, kes proovivad neid tegevusi omandada, tulenevad loodejõududest. Nagu Albert Einstein oma kuulsas mõttekatses märkis, tunneb gravitatsiooni puudumist see, kes viibib vabalangemisel langevas liftis või kosmoselaevas. Kuid kõik pea ja jalgade vahelise gravitatsioonikiirenduse erinevused võivad tema keha kergesti lahti rebida. Loodete jõud oleks surmaotsus musta augu tähemassi lähedal, kuid ei kujuta ohtu inimese kehale sellises supermassiivse musta augu nagu Ambur A * ümber laiendatud ruumis.
Sellest lähtuvalt on musta augu ilmumiseks vajalik aine tihedus lineaarses seoses selle ruumi-aja kumerusega. Madala massiga mustad augud tekivad, kui massiivse tähe tuum variseb tiheduseni, mis on tublisti suurem kui aatomituuma tuum. Kuid supermassiivse, palju haruldasema augu jaoks piisab, kui täita Jupiteri orbiit vedela veega. Kõlab lihtsalt, kuid see inseneriprojekt pole teostatav, kuna see vajaks koguni 100 miljonit päikest vett. Noh, vesi valamise käigus eralduv kuumus põletaks kõik külgnevad taristurajatised.
Tõepoolest, supermassiivse musta augu tihendamisel eralduv kuumus kujutab endast märkimisväärset ohtu tsivilisatsioonidele, mis võivad asuda galaktikate keskel. Oma ühises artiklis John Forbesiga näitasime, et märkimisväärne osa universumi planeetidest võib kaotada atmosfääri ja ookeanid, mis võivad aurustuda tänu sellele, et mingil nende olemasolu hetkel olid nad galaktilise tuuma lähedal.
Reklaamvideo:
Esmakordselt inimkonna ajaloos on meil tehnoloogia, mille abil jäädvustada Linnutee ja hiiglasliku elliptilise galaktika M87 supermassiivsete mustade aukude pilte nende taga oleva helendava gaasi kogunemise taustal. Esimene selline pilt avaldatakse aasta jooksul.
2018. aastal peetud loengus Black Hole Initiatives konverentsil, mis oli interdistsiplinaarne musta augu uurimise keskus Harvardis, pakkusin välja, et kosmose jõuseadme edasine areng võiks võimaldada meil teha läheduses asuva musta augu uuringuid. See annab suurepärase võimaluse proovida ühte ülaltoodud tegevustest - ja võib-olla vahetada kvantgravitatsiooni kohta märkmeid mõne juba seal telkinud teiste tsivilisatsioonide turistidega.
Abraham Loeb on Harvardi ülikooli astronoomiaosakonna juhataja, algatuse Harvard Black Hole algatuse direktor ja Harvard-Smithsoniani astrofüüsika keskuse teooria ja arvutuse instituudi direktor. Ta on ka kuuma projekti Breakthrough Stars nõuandekogu esimees.
