Kui olete sisenenud musta augu sündmuste horisonti, ei lahku te sellest kunagi. Väljapääsemiseks pole kiiret kiirust, isegi mitte valguse kiirust. Kuid üldises relatiivsusteaduses on ruum massi ja energia olemasolul kõver ja musta augu ühendamine on sellise kumeruse kõige äärmuslikum stsenaarium. Kas on kuidagi võimalik pääseda musta auku, ületada sündmuse horisont ja lahkuda siis, kui sündmuse horisont on massilise ühinemisega kõver?
Kui kaks musta auku ühinevad, kas ühel musta augu põgenemise sündmushorisondil võib olla tähtsust? Kas nad saavad teise kätte saada ja rännata (massiivsemasse musta auku)? Kuidas oleks mõlemast horisondist kaugemale minna?
See idee on kindlasti hull. Kuid kas ta on piisavalt hull, et töötada? Füüsik Ethan Siegel aitab meil sellele küsimusele vastata.
Kui piisavalt massiivne täht lakkab eksisteerimast või kui kaks piisavalt massiivset tähejääki ühinevad, võib tekkida must auk, mille sündmuse horisont on proportsionaalne selle massiga ja akretsioonkettaga, milles musta auku ümbritsev aine keerleb.
Must auk moodustub reeglina massiivse tähe tuuma kokkuvarisemise ajal, kas pärast supernoova plahvatust või neutrontähtede ühinemist või otsese kokkuvarisemise ajal. Niipalju kui me teame, moodustatakse iga must auk ainest, mis on kunagi olnud tähe osa, nii et paljuski on mustad augud tähtede lõplikud jäänused. Mõned mustad augud moodustuvad isoleeritult; teised saavad osaks kahesüsteemist. Aja jooksul ei saa mustad augud mitte ainult spiraalselt ja ühte koonduda, vaid neelavad ka muud ainet, mis langeb sündmuse horisonti.
Schwarzschildi mustas augus viib sissepoole kukkumine ainulaadsuse ja pimeduse. Pole tähtis, millises suunas te sõidate, kuidas te kiirendate jne, tähendab sündmuse horisondi ületamine vältimatut kokkupõrget singulaarsusega.
Reklaamvideo:
Kui miski ületab musta augu sündmuse silmapiiri väljastpoolt, on see hukule määratud. Mõne sekundi jooksul jõuab objekt musta augu keskele ainsuses: punktid pöörlematu musta augu jaoks ja rõngad pöörleva augu jaoks. Must auk ise ei mäleta, millised osakesed sinna kukkusid või milline on nende kvantseisund. Selle asemel jääb informatsioonina alles ainult musta augu kogumass, laeng ja nurkkiirus.
Viimases etapis, enne ühinemist, on musta auku ümbritsev ruumi aeg häiritud, kuna aine satub keskkonnast jätkuvalt mõlemasse musta auku. Mitte mingil juhul ei tohiks eeldada, et midagi pääseb sündmuse horisondi alt.
Seega võib ette kujutada stsenaariumi, kus asi langeb ühinemise lõppfaasis musta auku, kui üks must auk hakkab teisega ühinema. Kuna mustadel aukutel peavad alati olema akrüülkettad ja aine lendab tähtedevahelises keskkonnas pidevalt, läbivad osakesed sündmuse horisondi pidevalt. Kõik on siin lihtne, nii et mõelgem osakesele, mis langes sündmuste horisonti enne liitmise viimaseid hetki.
Kas ta saaks teoreetiliselt põgeneda? Kas saate "hüpata" ühest mustast august teise? Vaatame olukorda ruumi-aja mõttes.
Kahe ühendava musta augu ja nende põhjustatud ruumi-aja kumeruse arvutisimulatsioon. Ehkki gravitatsioonilaineid kiirgatakse pidevalt, ei saa mateeria ise põgeneda.
Kui kaks musta auku ühinevad, teevad nad seda pärast pikka spiraali, mille vältel eraldub energiat gravitatsioonilainete kujul. Kuni ühinemiseni eelnevate viimaste hetkedeni kiirgab energiat ja lendab minema. Kuid see ei saa põhjustada sündmuste horisondi või isegi musta augu kokkutõmbumist; selle asemel tuleb energiat massi keskpunktis olevast aegruumist, mis deformeerub üha enam. Sellise eduga oleks võimalik varastada energiat planeedilt Merkuur; see pöörleks Päikesele lähemal, kuid selle omadused (või Päikese omadused) ei muutuks kuidagi.
Kui aga ühinemise viimased hetked saabuvad, deformeeruvad kahe musta augu sündmuste horisondid üksteise gravitatsioonilise kohaloleku tõttu. Õnneks on relativistid juba arvuliselt välja arvutanud, kuidas liitmine sündmuste horisonti mõjutab, ja see on muljetavaldavalt informatiivne.
Hoolimata asjaolust, et enne ühinemist võib kuni 5% mustade aukude massist eralduda gravitatsioonilainetena, ei horisonteeru sündmushormoon kunagi. Oluline on see, et kui võtta kaks võrdse massiga musta auku, hõivavad nende sündmuste horisond teatud ruumi. Kahemassilise musta augu moodustamiseks kombineerituna oleks horisondi poolt hõivatud ruumi ruumala neli korda suurem kui kombineeritud mustade aukude algmaht. Mustade aukude mass on otseselt võrdeline nende raadiusega, kuid maht on võrdeline raadiuse kuubiga.
Kuigi oleme leidnud palju mustaid auke, on iga sündmuse horisondi raadius võrdeline augu massiga ja see on alati nii. Kahekordistage mass, kahekordistage raadiust, kuid pindala neljakordistub ja maht neljakordistub.
Selgub, et isegi kui hoida osake kõige liikumatumas olekus musta augu sees ja see langeb võimalikult aeglaselt singulaarsuse poole, pole sellel võimalust välja pääseda. Üheskoos paiknevate sündmuste horisontide kogumaht suureneb musta augu ühinemiste ajal ja ükskõik, mis sündmuse horisondi ületava osakese trajektooril on, on see hukule määratud neelama mõlema musta augu kombineeritud singulaarsusega.
Paljudes astrofüüsika stsenaariumides ilmnevad väljundid, kui mateeria kataklüsmi ajal objektist põgeneb. Kuid mustade aukude ühinemise korral jääb kõik sisemusse; suurem osa sellest, mis väljas oli, imetakse sisse ja ainult väike osa sellest, mis väljas oli, pääseb välja. Kukkudes musta auku, olete hukule määratud. Ja veel üks must auk ei muuda jõudude tasakaalu.
Ilja Khel
