Kui ese siseneb musta auku, ei saa ta sellest enam lahkuda. Pole tähtis, kui palju energiat teil on, ei saa te kunagi liikuda kiiremini kui valguse kiirus ja ületada sündmuste horisondi seestpoolt. Aga mis siis, kui proovite seda väikest reeglit petta ja sukelduda pisike objekt sündmuse horisondi, sidudes selle massiivsema vastu, mis võib silmapiirilt lahkuda? Kas on võimalik kuidagi mustast august midagi välja saada? Füüsikaseadused on ranged, kuid need peavad vastama küsimusele, kas see on võimalik või mitte. Ethan Siegel ettevõttest Medium.com soovitab meil sellest teada saada.
Must auk ei ole lihtsalt ülitihe ja ülimassiivne singulaarsus, milles ruum on nii kõver, et kõik, mis sinna sisse pääseb, enam välja ei saa. Ehkki see, mida me tavaliselt mõtleme, on must auk - täpsemalt öeldes - nende objektide ümber paiknev ruumipiirkond, kust ei pääse ükski aine ega energia - ega isegi valgus ise. See pole nii eksootiline, kui võiks arvata. Kui võtate Päikese sellisena, nagu see on, ja pigistate selle mitme kilomeetri raadiusele, saate peaaegu musta augu. Ja kuigi meie Päikest selline üleminek ei ohusta, on Universumis tähti, mis jätavad need salapärased objektid maha.
Universumi kõige massilisemad tähed - kahekümne, neljakümne, saja või isegi 260 päikesemassiga tähed - on kõige sinisemad, kuumemad ja eredamad objektid. Samuti põletavad nad oma sügavuses tuumakütust kiiremini kui teised tähed: ühe või kahe miljoni aasta jooksul Päikese taoliste miljardite asemel. Kui nendel sisemistel tuumadel on tuumakütus otsa saanud, saavad neist võimsaimate gravitatsioonijõudude pantvangid: nii võimsad, et tuumasünteesi uskumatu surve puudumisel neile vastupanu tekivad nad lihtsalt kokku. Parimal juhul saavad tuumad ja elektronid nii palju energiat, et nad sulanduvad kokku ühendatud neuronite massiks. Kui see tuum on massiivsem kui mõni päike, on need neutronid piisavalt tihedad ja massiivsed, et kokku kukkuda mustaks auguks.
Nii et pidage meeles, et musta augu minimaalne mass on mitu päikesemassi. Mustad augud võivad kasvada palju suuremast massist, kokku sulades, neelates ainet ja energiat ning imbudes galaktikate keskustesse. Linnutee keskelt leiti objekt, mis on neli miljonit korda suurem kui Päikese mass. Selle orbiidil saab tuvastada üksikuid tähti, kuid lainepikkusega valgust ei eraldata.
Teistes galaktikates on veelgi massilisemad mustad augud, mille mass on tuhandeid kordi suurem kui meie oma ning nende kõrgusel pole teoreetilist ülemist piiri. Kuid mustadel aukudel on kaks huvitavat omadust, mis võivad meid viia vastuseni kohe alguses esitatud küsimusele: kas on võimalik midagi "rihma otsast tõmmata"? Esimene omadus on seotud sellega, mis juhtub kosmosega, kui must auk kasvab. Musta augu põhimõte on selline, et ükski objekt ei pääse oma gravitatsioonilisest atraktsioonist kosmose piirkonnas, ükskõik kui kiirendatud, isegi valguse kiirusel liikudes. Piiri, kus objekt võib mustast august lahkuda, ja kus mitte, nimetatakse sündmuste horisondiks. Igal mustal augul on see olemas.
Üllataval kombel on ruumi kõverus sündmuste horisondil kõige massiivsemate mustade aukude lähedal palju väiksem ja suureneb vähem massiivsetes aukudes. Mõelge sellele: kui peaksite sündmuse horisondil "seisma", parem jalg äärel ja pea tagasi singulaarsusest 1,6 meetri kaugusele, venitaks teie keha jõud - seda protsessi nimetatakse spagetiseerimiseks. Kui see must auk oleks sama mis meie galaktika keskel, oleks tõmbetugevus vaid 0,1% Maa gravitatsioonijõust, samas kui Maa ise muutuks mustaks auguks ja teie seisaksite sellel, oleks tõmbetugevus 1020 kordne maa raskusjõud.
Reklaamvideo:
Kui need tõmbejõud on sündmuse horisondi servas väikesed, ei ole need sündmuse horisondi sees palju suuremad, mis tähendab - arvestades tahkeid objekte koos hoidvaid elektromagnetilisi jõude - võiksime ehk oma plaani täita: sukeldada objekt sündmuse horisondi ja peaaegu kohe võta välja. Kas sa saad seda teha? Mõistmiseks vaatame, mis juhtub neutronitähe ja musta augu vahel.
Kujutage ette, et teil on äärmiselt tihe neutronite pall, kuid selle pinnal olev footon võib siiski kosmosesse pääseda ega pruugi neutronitähe juurde naasta. Nüüd asetame pinnale veel ühe neuroni. Järsku ei suuda tuum enam gravitatsioonilisele kokkuvarisemisele vastu panna. Kuid selle asemel, et mõelda pinnal toimuvale, mõelgem sellele, mis toimub sees, kus tekib must auk. Kujutage ette ühte neutronit, mis koosneb kvarkidest ja gluuonidest, ja kujutage ette, kuidas gluunid peavad jõudude vahetuse toimumiseks neutronis liikuma ühest kvarkist teise.
Nüüd on üks nendest kvargidest lähemal singulaarsusele musta augu keskel ja teine kaugemal. Jõudude vahetuse toimumiseks - ja neutroni stabiilsuse tagamiseks - peab gluuon mingil hetkel minema lähedal asuvast kvarkist kaugemale. Kuid see on võimatu isegi valguse kiirusel (ja gluunidel pole massi). Kogu nullgeodeetika või valguse kiirusel liikuva objekti rada põhjustab musta augu keskel ainsuse. Pealegi ei lähe nad kunagi musta augu singulaarsusest kaugemale kui väljaheitmise hetkel. Sellepärast peab musta augu sündmuste horisondi sees olev neutron kokku kukkuma ja saama keskmes oleva singulaarsuse osaks.
Nii et pöördume tagasi rakmete näite juurde: võtsite väikese massi, sidusite selle suurema anuma külge; laev on sündmuste silmapiirist väljas ja mass on vee all. Kui mõni osake ületab sündmuste horisondi, ei saa ta seda enam jätta - ei osake, isegi mitte valgus. Kuid footonid ja gluunid jäävad just nendeks osakesteks, mida peame jõudude vahetamiseks osakeste vahel, mis asuvad väljaspool sündmuste horisondi, ja nad ei saa ka kuhugi minna.
See ei tähenda tingimata, et kaabel puruneb; pigem lohiseb singulaarsus kogu laeva. Muidugi ei rebita loodetingimused teatud tingimustel teid lahku, kuid singulaarsuse saavutamine on paratamatu. See juhtub uskumatul gravitatsioonil ja asjaolul, et kõigi masside, energiate ja kiiruste kõigil osakestel ei jää muud üle kui rännata ainsuse juurde.
Seetõttu pole nad kahjuks pärast ürituse horisondi ületamist veel mustast august väljapääsu leidnud. Saate vähendada kaotusi ja katkestada selle, mis on juba sees, või hoida ühendust ja uppuda. Valik on teie otsustada.
Ilja Khel
