Beesik egy fekete lyukba. Mi történhet az emberrel, ha beleesik egy fekete lyukba? Hogy néz ki egy fekete lyukba esés?

A fekete lyukak talán a legtitokzatosabb objektumok az univerzumban. Olyan sűrűek, hogy a gravitációs erő nem engedi, hogy bármi, még a fény sem kerüljön ki a fekete lyukból. A fizikusok sok fekete lyukat fedeztek fel, a kicsitől a szupermasszívig, több millió vagy milliárd naptömegre. Az eseményhorizont egyik fontos tulajdonsága - hogy a fény nem tud átlépni rajta - határt hoz létre a térben: ha egyszer átlépi azt, arra van ítélve, hogy egy szingularitásban találja magát. De mit látsz, ha beleesel egy fekete lyukba? Kialszik vagy marad a lámpa? A fizikusok tudják a választ, és tetszeni fog.

Saját galaxisunk közepén csillagokat láttunk egy 4 millió naptömegű központi tömegpont körül mozogni, és nem bocsátanak ki fényt. Ez az objektum, a Sagittarius A* egy egyértelmű fekete lyuk jelölt, amelyet közvetlenül a pályáján lévő csillagok mérésével határozhatunk meg.

De vannak nagyon furcsa dolgok, amelyek akkor történnek, amikor közel kerülünk egy fekete lyuk horizontjához, és ezek még furcsábbá válnak, ahogy áthaladunk rajta. Megvan az oka annak, hogy ha egyszer átléped ezt a láthatatlan akadályt, soha nem tudod majd elhagyni. És nem mindegy, hogy a fekete lyuk melyik osztálya szívta be, melyik űrhajó megpróbálja kihozni onnan, vagy valami más. Az általános relativitáselmélet komoly dolog, különösen, ha fekete lyukakról van szó. Az ok Einstein legnagyobb vívmányához kapcsolódik: azzal kapcsolatos, hogy egy fekete lyuk HOGYAN vetemíti meg a téridőt.

Ha nagyon messze van a fekete lyuktól, a tér szövete kevésbé görbül. Valójában, ha nagyon távol van egy fekete lyuktól, annak gravitációja megkülönböztethetetlen bármely más tömegtől, legyen az neutroncsillag, közönséges csillag vagy csak diffúz gázfelhő. A téridőt lehet görbíteni, de messziről csak a tömeg jelenlétét lehet megállapítani, anélkül, hogy ismernénk a tömeg eloszlását. De ha a saját szemeddel nézed, akkor egy gázfelhő, egy csillag vagy egy neutroncsillag helyett egy teljesen fekete gömb lesz a közepén, amely nem bocsát ki semmilyen fényt.

Ez a gömb alakú régió, amelyet eseményhorizontnak neveznek, nem valami fizikai, hanem inkább a tér régiója. bizonyos méretű ahonnan fény nem szökhet ki. Feltételezhetjük, hogy messziről a fekete lyuk mérete olyannak tűnik, amilyen valójában. Más szóval, ha közel kerülünk egy fekete lyukhoz, az a tér hátterében teljesen fekete lyuknak fog kinézni, amelynek határai mentén a fény torzul.

Egy földtömegű fekete lyuk számára ez a gömb kicsi lenne: 1 centiméter sugarú; és a Nap tömegével rendelkező fekete lyuk esetében ez a gömb körülbelül 3 kilométer sugarú lesz. Ha a tömegét (és méretét) egy szupermasszív fekete lyukra méretezi – mint amilyen a galaxisunk közepén van –, akkora bolygópályát vagy egy óriási vörös csillagot kap, mint a Betelgeuse.

Mi történik, ha közel kerülsz egy fekete lyukba, és végül beleesel?

Távolról a látható geometria megfelelni fog elvárásainak és számításainak. De ahogy haladsz előre a tökéletesen megtervezett és elpusztíthatatlan űrhajódban, valami furcsa dolgot fogsz észrevenni, ahogy közeledsz a fekete lyukhoz. Ha kettéosztod a távolságot közted és a csillag között, akkor a csillag szögmérete kétszer akkorának fog megjelenni. Ha negyedére csökkenti a távolságot, négyszer akkora lesz. De a fekete lyukak különbözőek.

Ellentétben az összes többi tárggyal, amelyekhez hozzászokott, amelyek úgy tűnik, hogy minél közelebb érnek, egyre nagyobbak, a fekete lyuk mérete sokkal gyorsabban nő a tér hihetetlen görbületének köszönhetően.

Földi szemszögünkből a galaktikus középpontjában lévő fekete lyuk aprónak tűnik, sugara mikroív másodpercekben mérhető. De a GR-ben kiszámított naiv sugárhoz képest 150%-kal nagyobbnak tűnik a tér görbülete miatt. Ha a közelébe érsz, mire az eseményhorizont akkora lesz, mint egy telihold az égen, ennek négyszerese lesz. Ennek természetesen az az oka, hogy a téridő egyre jobban görbül, ahogy közeledünk a fekete lyukhoz.

Ezzel szemben a fekete lyuk megfigyelhető területe egyre nagyobb és nagyobb; mire néhány Schwarzschild sugarú körön belül van tőle, a fekete lyuk akkora méretű lesz, hogy eltakarja a hajó szinte teljes elölnézetét. A közönséges geometriai objektumok nem így viselkednek.

Ahogy közeledik a legbelső, stabil körpályához - amely az eseményhorizont sugarának 150%-a -, észre fogod venni, hogy a hajó előrenézete teljesen elfeketedik. Amint ezt pontosan átléped, még mögötted is minden sötétségbe süllyed. Ez megint azzal kapcsolatos, hogy a különböző pontokból érkező fény útjai hogyan haladnak át ezen az erősen ívelt téridőn.

Ezen a ponton, ha még nem lépte át az eseményhorizontot, még mindig kiléphet. Ha elegendő gyorsulást alkalmazunk az eseményhorizonttól, akkor elkerülhetjük a gravitációt, és visszatérhetünk egy biztonságos téridőbe, távol a fekete lyuktól. A gravitációs érzékelők megmondják, hogy a középpont felé lefelé irányuló gradiens hol változik olyan lapossá, ahol a csillagfény látható.

De ha folyamatosan az eseményhorizont felé zuhansz, a csillagfény egy apró ponttá zsugorodik mögötted, és a gravitációs kékeltolódás miatt kékre változik. Az utolsó pillanatban, amikor átlépi az eseményhorizontot, ez a pont pirosra, fehérre, majd kékre változik, ahogy a kozmikus mikrohullámú és rádióhullám-háttér átváltozik a látható spektrumba.

És akkor... sötétség lesz. Semmi. Az eseményhorizonton belülről a külső univerzum fénye nem érheti el a hajót. Most emlékezni fog a hajója nagy teljesítményű motorjaira, és elgondolkodik azon, hogyan tudná használni őket, hogy kiszabaduljon ebből a csapdából. Emlékezni fog, hogy a szingularitás melyik irányban feküdt, és megpróbálja meghatározni a gravitációs gradienst felé. Ez feltéve, hogy nincs más anyag vagy fény mögötted vagy előtted.

Ami meglepő, még ha sok fény kerül is veled az eseményhorizonton túlra - a látható Univerzum " felét" fogod látni -, gravitációs érzékelők is lesznek veled a fedélzeten. És ha egyszer átléped az eseményhorizontot, fénnyel vagy anélkül, valami furcsa történik.

Érzékelői megmondják, hogy a gravitációs gradiens, amely a szingularitás felé megy, mindenhol, minden irányban jelen lesz. Még a szingularitással ellentétes irányba is.

Hogyan lehetséges ez?

És így, mert túl vagy az eseményhorizonton, pont benne. Bármely fénysugár, amelyet most kibocsát, a szingularitás irányába fog menni; túl mélyen a fekete lyuk belsejében vagy ahhoz, hogy máshova eljusson.

Mennyi időbe telik, miután egy szupermasszív fekete lyukban átléptük a horizontot, hogy a középpontban legyen? Akár hiszik, akár nem, bár az eseményhorizont fényórás átmérőjű lehet a mi vonatkoztatási rendszerünkben, mindössze 20 másodpercre van szükség ahhoz, hogy elérjük a szingularitást. Az erősen ívelt tér szörnyű dolog.

A legrosszabb az egészben, hogy bármilyen gyorsítás még gyorsabban közelebb visz a szingularitáshoz. Ebben a szakaszban nem lehet növelni a túlélési időt. A szingularitás minden irányban létezik, bármerre is nézel. Az ellenállás hiábavaló.

2018. január 31 Gennagyij

Képzeljük el, hogyan esünk bele a Schwarzschildba fekete lyuk. A gravitációs erők hatására szabadon zuhanó test súlytalanság állapotában van. A zuhanó test olyan árapály-erők hatását tapasztalja, amelyek a testet sugárirányban nyújtják, és érintőleges irányban összenyomják. Ezeknek az erőknek a nagysága nő, és a végtelenbe hajlik. Valamikor a megfelelő időben a test átlépi az eseményhorizontot. A testtel együtt zuhanó megfigyelő szemszögéből ezt a pillanatot semmi sem különbözteti meg, de most nincs visszatérés. A test a nyakban köt ki (sugara a test elhelyezkedésének pontja), ami olyan gyorsan összehúzódik, hogy a végső összeomlás pillanatáig már nem lehet kirepülni belőle (ez a szingularitás), sőt fénysebességgel mozog.

Tekintsük most egy test fekete lyukba esésének folyamatát egy távoli szemlélő szemszögéből. Legyen például a test világító, és ezen felül egy bizonyos frekvencián küldjön vissza jeleket. A távoli szemlélő először azt fogja látni, hogy a test a szabadesés folyamatában fokozatosan felgyorsul a gravitáció hatására a középpont felé. A test színe nem változik, az észlelt jelek frekvenciája szinte állandó. Azonban ahogy a test kezd közeledni az eseményhorizonthoz, a testből érkező fotonok egyre nagyobb gravitációs vöröseltolódást fognak tapasztalni. Ráadásul a gravitációs tér miatt a távoli megfigyelő szemszögéből minden fizikai folyamat egyre lassabban megy végbe, mint a gravitációs idődilatáció: az r radiális koordinátára rögzített óra forgás nélkül lassabban megy, mint a végtelenül távoli idők.

Úgy tűnik, hogy a test - rendkívül lapított formában - az eseményhorizonthoz közeledve lelassul, és a végén gyakorlatilag leáll. A jel frekvenciája meredeken csökken. A test által kibocsátott fény hullámhossza gyorsan növekszik, így a fény gyorsan rádióhullámokká, majd alacsony frekvenciájú elektromágneses rezgésekké alakul, amelyeket már nem lehet rögzíteni. A megfigyelő soha nem fogja látni a testet átlépni az eseményhorizontot, és ebben az értelemben a fekete lyukba esés a végtelenségig tart. Van azonban egy pillanat, amelytől kezdve a távoli szemlélő már nem tudja befolyásolni a zuhanó testet. A test után küldött fénysugár vagy soha nem fogja utolérni, vagy már a horizonton túl is utoléri. Ráadásul a test és az eseményhorizont távolsága, valamint egy lapított (külső szemlélő szempontjából) test "vastagsága" gyorsan eléri a Planck-hosszt és (matematikai szempontból). ) továbbra is csökkenni fog. Egy valós fizikai megfigyelő számára (Planck-hibával vezető mérés) ez egyenértékű azzal, hogy a fekete lyuk tömege a zuhanó test tömegével nő, ami azt jelenti, hogy az eseményhorizont sugara megnő, a zuhanó test véges időn belül "belül" lesz az eseményhorizontban. A gravitációs összeomlás folyamata hasonlóan fog kinézni egy távoli szemlélő számára. Eleinte az anyag a középpont felé rohan, de az eseményhorizont közelében erősen lassulni kezd, sugárzása a rádió hatótávolságába kerül, és ennek következtében a távoli szemlélő azt látja, hogy a csillag kialudt.

A fekete lyuk fogalmát mindenki ismeri - az iskolásoktól az idősekig, a tudományos és szépirodalmi irodalomban, a sárga médiában és a tudományos konferenciákon használják. De nem mindenki tudja, hogy pontosan mik ezek a lyukak.

A fekete lyukak történetéből

1783 Az első hipotézist egy ilyen jelenség, mint a fekete lyuk létezésére, John Michell angol tudós terjesztette elő 1783-ban. Elméletében Newton két alkotását egyesítette – az optikát és a mechanikát. Michell ötlete a következő volt: ha a fény apró részecskék folyama, akkor, mint minden más test, a részecskéknek is meg kell tapasztalniuk a gravitációs mező vonzását. Kiderült, hogy minél nagyobb tömegű egy csillag, annál nehezebben tud ellenállni a fény vonzásának. 13 évvel Michell után a francia csillagász és matematikus, Laplace (valószínűleg brit kollégájától függetlenül) hasonló elméletet terjesztett elő.

1915 A 20. század elejéig azonban minden munkájuk keresetlen maradt. Albert Einstein 1915-ben publikálta az Általános relativitáselméletet, és kimutatta, hogy a gravitáció a téridőnek az anyag által okozott görbülete, majd néhány hónappal később Karl Schwarzschild német csillagász és elméleti fizikus egy konkrét csillagászati ​​probléma megoldására használta fel. Feltárta a Nap körüli görbe téridő szerkezetét, és újra felfedezte a fekete lyukak jelenségét.

(John Wheeler megalkotta a "fekete lyukak" kifejezést)

1967 John Wheeler amerikai fizikus felvázolt egy teret, amely egy darab papírhoz hasonlóan egy végtelenül kicsi ponttá gyűrhető, és a "fekete lyuk" kifejezést jelölte meg.

1974 Stephen Hawking brit fizikus bebizonyította, hogy a fekete lyukak, bár visszanyerés nélkül lenyelik az anyagot, sugárzást bocsáthatnak ki, és végül elpárologhatnak. Ezt a jelenséget "Hawking-sugárzásnak" nevezik.

2013 A pulzárokkal és kvazárokkal kapcsolatos legújabb kutatások, valamint a kozmikus mikrohullámú háttérsugárzás felfedezése végre lehetővé tette a fekete lyukak fogalmának leírását. 2013-ban a G2 gázfelhő nagyon közel került a fekete lyukhoz, és valószínűleg elnyeli, az egyedülálló folyamat megfigyelése nagyszerű lehetőségeket kínál a fekete lyukak jellemzőinek új felfedezésére.

(A Nyilas A* hatalmas objektum, tömege 4 milliószor nagyobb, mint a Napé, ami csillaghalmazt és egy fekete lyuk kialakulását feltételezi)

2017. A Föld kontinenseinek nyolc távcsövét összekötő, több országot tömörítő Event Horizon Telescope nevű kutatócsoport egy szupermasszív objektum, az M87 galaxisban, a Szűz csillagképben található fekete lyuk megfigyelését végezte. Az objektum tömege 6,5 milliárd (!) naptömeg, gigantikusan több masszív tárgy Sagittarius A*, összehasonlításképpen, átmérője valamivel kisebb, mint a Nap és a Plútó távolsága.

A megfigyelések több szakaszban történtek, 2017 tavaszától és 2018 időszakaiban. Az információ mennyiségét petabájtban számolták ki, majd meg kellett fejteni, és valódi képet kellett készíteni egy rendkívül távoli objektumról. Ezért további két teljes évbe telt az összes adat előzetes szkennelése és egy egésszé egyesítése.

2019 Az adatokat sikeresen dekódolták és láthatóvá tették, így létrejött az első fekete lyuk kép.

(Az első kép egy fekete lyukról az M87 galaxisban a Szűz csillagképben)

A képfelbontás lehetővé teszi, hogy az objektum közepén lássa a vissza nem térő pont árnyékát. A kép extra hosszú alapvonalú interferometrikus megfigyelések eredményeként készült. Ezek egy objektum úgynevezett szinkron megfigyelései több, hálózattal összekapcsolt rádióteleszkópról. Különböző részek ugyanabba az irányba mutató földgömb.

Mik is valójában a fekete lyukak?

A jelenség lakonikus magyarázata így hangzik.

A fekete lyuk egy tér-idő tartomány, amelynek gravitációs vonzása olyan erős, hogy egyetlen tárgy, beleértve a fénykvantumokat sem, nem tudja elhagyni.

A fekete lyuk egykor hatalmas csillag volt. Miközben a termonukleáris reakciók a beleiben tartanak fenn magas nyomású minden normális marad. De idővel az energiakészlet kimerül, és az égitest saját gravitációja hatására zsugorodni kezd. Ennek a folyamatnak az utolsó szakasza a csillagmag összeomlása és egy fekete lyuk kialakulása.

• 1. Fekete lyuk sugár kilökése nagy sebességgel


• 2. Egy anyagkorong fekete lyukká nő


• 3. Fekete lyuk


• 4. A fekete lyuk régiójának részletes vázlata


• 5. Talált új megfigyelések mérete

A leggyakoribb elmélet szerint minden galaxisban vannak hasonló jelenségek, beleértve a Tejútrendszerünk közepét is. A lyuk hatalmas gravitációja több galaxist is képes maga körül tartani, megakadályozva azok távolodását egymástól. A „lefedési terület” eltérő lehet, minden a fekete lyukká változott csillag tömegétől függ, és több ezer fényév is lehet.

Schwarzschild sugár

A fekete lyuk fő tulajdonsága, hogy a beléjük kerülő anyag soha nem térhet vissza. Ugyanez vonatkozik a fényre is. Magukban a lyukak olyan testek, amelyek teljesen elnyelik a rájuk eső fényt, és nem bocsátják ki a sajátjukat. Az ilyen tárgyak vizuálisan abszolút sötét rögöknek tűnhetnek.

• 1. Anyag mozgatása fele fénysebességgel


• 2. Fotongyűrű


• 3. Belső fotongyűrű


• 4. Az eseményhorizont egy fekete lyukban

Einstein általános relativitáselmélete alapján, ha egy test megközelíti a kritikus távolságot a lyuk középpontjától, már nem tud visszatérni. Ezt a távolságot Schwarzschild-sugárnak nevezik. Hogy pontosan mi történik ezen a sugáron belül, azt nem tudni biztosan, de létezik a leggyakoribb elmélet. Úgy gondolják, hogy a fekete lyuk minden anyaga egy végtelenül kicsi pontban összpontosul, és a közepén egy végtelen sűrűségű objektum található, amelyet a tudósok szinguláris perturbációnak neveznek.

Hogyan esik egy fekete lyukba

(A képen a Nyilas A * fekete lyuk rendkívül erős fénycsoportnak tűnik)

Nem is olyan régen, 2011-ben a tudósok felfedeztek egy gázfelhőt, aminek az egyszerű G2 nevet adták, ami szokatlan fényt bocsát ki. Az ilyen izzás súrlódást okozhat a gázban és a porban, amelyet a Sagittarius A * fekete lyuk működése okoz, és amelyek akkréciós korong formájában forognak körülötte. Így megfigyelőivé válunk annak a csodálatos jelenségnek, amikor egy szupermasszív fekete lyuk elnyeli a gázfelhőt.

A legújabb tanulmányok szerint a fekete lyuk legközelebbi megközelítése 2014 márciusában fog bekövetkezni. Újra alkothatunk egy képet arról, hogyan is fog ez az izgalmas látvány.

• 1. Amikor először jelenik meg az adatokban, egy gázfelhő egy hatalmas gáz- és porgömbhöz hasonlít.


• 2. Most, 2013 júniusában a felhő több tízmilliárd kilométerre van a fekete lyuktól. 2500 km/s sebességgel esik bele.


• 3. A felhő várhatóan áthalad a fekete lyukon, de a felhő bevezető és hátulsó szélére ható vonzáskülönbség okozta árapály-erők hatására a felhő egyre jobban megnyúlik.


• 4. Miután a felhő felszakadt, nagy valószínűséggel csatlakozik a Sagittarius A* körüli akkréciós koronghoz, lökéshullámokat generálva benne. Több millió fokra emelkedik a hőmérséklet.


• 5. A felhő egy része közvetlenül a fekete lyukba esik. Senki sem tudja pontosan, mi fog történni ezzel az anyaggal, de várható, hogy a lezuhanás során erőteljes röntgensugárzást bocsát ki, és senki más nem fogja látni.

Videó: a fekete lyuk elnyel egy gázfelhőt

(Számítógépes szimuláció arról, hogy a Sagittarius A* fekete lyuk mekkora részét pusztítja el és fogyasztja el a G2 gázfelhőből)

Mi van a fekete lyuk belsejében

Létezik egy elmélet, amely azt állítja, hogy a benne lévő fekete lyuk gyakorlatilag üres, és teljes tömege egy hihetetlenül kicsi pontban összpontosul, amely a közepén található - ez szingularitás.

Egy másik, fél évszázada létező elmélet szerint minden, ami egy fekete lyukba esik, egy másik univerzumba kerül, amely magában a fekete lyukban található. Most nem ez az elmélet a fő.

És van egy harmadik, legmodernebb és legkitartóbb elmélet, amely szerint minden, ami egy fekete lyukba esik, feloldódik a húrok rezgéseiben az eseményhorizontnak nevezett felületén.

Tehát mi az eseményhorizont? A fekete lyuk belsejébe még egy szupererős távcsővel sem lehet belenézni, hiszen még egy óriási kozmikus tölcsérbe jutó fénynek sincs esélye visszatérni. Minden, ami valahogy megfontolható, a közvetlen közelében van.

Az eseményhorizont a felszín feltételes vonala, amely alól semmi (sem gáz, sem por, sem csillagok, sem fény) nem tud kiszabadulni. És ez az a rejtélyes pont, ahonnan nincs visszatérés az Univerzum fekete lyukaiban.

A fekete lyukak információs paradoxona évtizedek óta zavarba ejti a tudósokat. Ez a rejtély számtalan vitát váltott ki arról, hogy mi történik valójában, ha egy fekete lyukba esik. Hogy ez a paradoxon könnyebben érthető legyen, nézzük meg egy hipotetikus Lucy példáját. Berepülsz Lucyval egy fekete lyukba, és az utolsó pillanatban úgy dönt, hogy nem ér oda. Úgy döntöttek, hogy a pálya szélén maradnak, és figyelik, mi történik veled ezután. Lucy látja, hogy ahogy közeledsz a fekete lyukhoz, a tested lassan nyúlni kezd, és végül atomokra bomlik. Azt hiszi, meghaltál, és köszöni a sorsnak, hogy nem hallgatott rád és nem követett.

De várj. Végül is nem így ér véget a történet. Valójában életben maradsz, és egyre mélyebbre süllyedsz a fekete lyuk végtelenségébe. Hogy mi történik veled ezután, az nem kérdésünk lényege. A legérdekesebb dolog az, hogy túl fogod élni, bár Lucy látta, hogy meghaltál.

Hogyan lehetséges ez? Ez egy példa a fekete lyuk információs paradoxonra. Ez nem illúzió, és Lucy nem vesztette el az eszét. Ez az, ami valóban lehetséges. Legalábbis elméletben. A fekete lyuk olyan hely, ahol a fizika általunk ismert törvényei nem érvényesek. Az egyik feltételezés szerint, amikor belépsz a fekete lyukba, a valóság számodra és Lucy számára két részre oszlik.

spagettizálás

Egy másik hipotézis szerint, amint átlépi egy fekete lyuk eseményhorizontjának határát, a gravitáció hatására erőteljes szakaszt fog tapasztalni. Amikor egy fekete lyuk közepébe esel, erők hatnak a testedre, amelyek végül apró darabokra (inkább részecskékre) tépnek.

Sőt, ha először a fejeddel esel bele egy fekete lyukba, akkor az olyan távol lesz a testedtől, hogy úgy kezdesz kinézni, mint a spagetti. A lényeg a gravitáció miatti esés közbeni gyorsulás különbsége, ami hatással lesz a fejére és a lábaira. Ez a különbség akkora, hogy kinyújtod, mint a spagettit vagy a tésztát. Emiatt még a spagettizálás kifejezés is megjelent.

Fény, tér és idő torzulása

Az első dolog, amit bárki észrevesz, mielőtt egy fekete lyuk eseményhorizontjába kerül, az az, hogy a fény, a tér és az idő mennyire más. Amint bejutsz, a fizika ismert törvényei megszűnnek számodra, és egészen más erők lépnek életbe.

A fekete lyuk közepén lévő szingularitás által keltett végtelen gravitációs szint elvetemíti a teret, megfordíthatja az időt, és a felismerhetetlenségig megváltoztathatja a fényt. Emiatt a most zajló eseményekről alkotott felfogása teljesen más lesz, mint ami azelőtt történt, hogy az eseményhorizontba került volna. Természetesen ez egészen addig a pillanatig fog tartani, amikor teljesen elnyel a végtelen sötétség, és már egyáltalán nem fogsz tudni felfogni semmit.

Időutazás

A legnagyobb fizikusok, mint például Einstein és Hawking, egy időben azt hitték, hogy a jövőbe utazás a fekete lyukak belső törvényeinek kihasználásával lehetséges. Amint azt korábban említettük, a fekete lyukban lévő fizika szokásos törvényei már nem érvényesek, és vezető szerep teljesen máshogy jön ki. Az egyik dolog, amitől a fekete lyukak különböznek a mi világunktól, az az, ahogyan telik bennük az idő.

A fekete lyuk belsejében lévő gravitáció olyan erős, hogy nemcsak a teret, hanem az időt is képes meghajlítani. Ennek ismeretében feltételezhető, hogy az idő vetemedése megnyitja benne az utazás lehetőségét. Ha megtanuljuk kihasználni az eseményhorizonton belüli és kívüli tér közötti ilyen szembetűnő különbséget, akkor nagy valószínűséggel a gravitációs idődilatáció miatt a jövőbe utazhatunk, ahol te még fiatal maradsz, míg a barátaid már öregszik.

Természetesen nem szabad elfelejtenünk, hogy nem csak a fekete lyukakon való utazás módját még nem találtuk ki, de azt sem tudjuk, hogyan juthatunk el hozzájuk, és ami még fontosabb, hogy mindezt túléljük.

Semmi sem fog történni veled

Ha egy napon választhatunk, hogy melyik fekete lyukon keresztül haladunk át, akkor nagy valószínűséggel valamilyen szupermasszív fekete lyukat vagy egy Kerr fekete lyukat kell választanunk.

Ha valaha is eljutunk a galaxisunk középpontjában lévő fekete lyukig, amely körülbelül 25 000 fényévre van, és körülbelül 4,3 milliószor nagyobb tömegű, mint a mi Napunk, akkor ezt teljesen biztonságos módon megtehetjük. egészség.menjen át rajta. Ennek az elképzelésnek az a koncepciója, hogy a lyuk gravitációs erői, amelyek arra hatnak, aki bele akar esni, meglehetősen jelentéktelen lesz, mivel az eseményhorizont jóval távolabb helyezkedik el a fekete lyuk középpontjától. Ily módon életben maradhatsz az eseményhorizonton belül, és csak az éhezéstől és a kiszáradástól halhatsz meg, esetleg attól, hogy végül a szingularitásba kerülsz. Itt lehet fogadni, hogy mi lesz előbb, mert pontosabb válasz még nincs.

Sőt, elméletileg lehetséges életben maradni és leélni hátralévő életét egy Kerr fekete lyukban, amely egy teljesen egyedi típusú fekete lyuk, amelynek elméletét először 1963-ban Roy Kerr új-zélandi matematikus és asztrofizikus javasolta. . Majd azt javasolta, hogy ha haldokló kettős neutroncsillagokból fekete lyukak keletkeznek, akkor egy ilyen fekete lyukba teljesen sértetlenül be lehet jutni, mivel a centrifugális erő megakadályozza a szingularitás kialakulását a középpontjában. A szingularitás hiánya a fekete lyuk középpontjában viszont azt jelentené, hogy nem kell félnie a végtelen gravitációs erőktől, és túlélheti.

Einstein szerint a végsőkig nem fogod megérteni, mi történik

Einstein azt javasolta, hogy ha elérsz egy bizonyos szintet a szabadesésben, akkor törölheted a gravitációs erők hatását (vagy inkább érzékelését). Ez azt jelenti, hogy ha egy szabadesésben lévő személy nem érzi többé a saját súlyát, akkor minden, amit vele együtt egy fekete lyukba dobnak, nem fog leesni. Inkább úgy tűnik, hogy szárnyalni fog.

Einstein dolgozta ki ezt az elképzelést, és ebből vezette le a világhírű általános relativitáselméletet, talán legsikeresebb ötletét. És talán ez lesz a legboldogabb gondolat számodra, ha beleesel egy fekete lyukba. Még ha beleesel is, Isten tudja, mibe, akkor sem fogod tudni megérteni, hogy zuhansz, amíg egy szingularitásba nem kerülsz. Ha azonban ebben a pillanatban valaki oldalról tud téged figyelni, akkor biztosan látni fogja, hogy zuhansz. Mindennek köze van az észleléshez. Bármi is vesz körül, hozzád képest elesik (és ennek következtében nem fogod tudni megérteni, hogy zuhansz), míg mindenki számára, aki követni fog, ez nem így lesz.

fehér lyuk

Köztudott, hogy a fekete lyukak végül mindent elnyelnek, ami az eseményhorizontjukba esik. Még a fény sem kerülheti el a tragikus sorsot. Ami kevésbé ismert, az az, hogy mi történik ezekkel a pusztulásra ítélt részecskékkel. Az egyik elmélet szerint minden, ami az egyik végéről belép a fekete lyukba, a másik végéből kikerül. És ez a második vége az úgynevezett fehér lyuk.

Természetesen még senki sem látott fehér lyukat (és őszintén szólva feketét sem. A létezésükről csak az erős gravitációs befolyásuknak köszönhetjük), így senki sem tudja biztosan megmondani, hogy valóban fehérek-e. Azonban azért nevezik őket így, mert a fehér lyukak pontosan az ellentétei a fekete lyukaknak. Ahelyett, hogy mindent felszívnának maguk körül, éppen ellenkezőleg, mindent kiköpnek, ami bennük van. És mint egy fekete lyuk esetében, amelyből nem tudsz kiszabadulni, ha az eseményhorizontjába kerülsz, így van ez a fehér lyukkal is. Éppen fordítva: nem fogsz tudni belemenni.

Röviden: egy fehér lyuk mindent, amit egy fekete lyuk felemésztett, egy alternatív univerzumba köp ki. Ez az elmélet bizonyos mértékig arra késztette a fizikusokat, hogy fontolóra vegyék azt a lehetőséget, hogy a fehér lyukak képezik az általunk ismert univerzumunk létrejöttének alapját. És ha valaha is beleesel egy fekete lyukba, és valahogy túléled, és ki tudsz lépni a másik oldalról egy fehér lyukon keresztül egy alternatív univerzumban, akkor soha nem fogsz tudni visszatérni a mi univerzumunkba.

Követni fogja az univerzum fejlődésének történetét

Amint azt korábban említettük, lehetséges, hogy fekete lyukak szingularitás nélkül helyezkednek el a középpontjukban. Helyette egy úgynevezett féreglyuk lesz a központban. Ha megtaláljuk a módját, hogy átkeljünk a féreglyukon, nagy valószínűséggel tanúi leszünk az univerzum evolúciójának történetének, amely egészen a féreglyuk másik végénekig megfigyelhető. Úgy fog kinézni, mintha valaki lejátszana egy videót az univerzum történetéről, végtelen gyors előretekeréssel.

Sajnos ennek a történetnek még mindig rossz vége lesz. Minél gyorsabban mozog a kép, annál gyorsabban kerülsz közelebb a halálodhoz. A fény egyre jobban kékeltolódik és feltöltődik, amíg teljesen életre nem sül a sugárzása.

Utazás egy párhuzamos univerzumba

Ha egy nap egy fekete lyukba esel, akár tudatosan, akár véletlenül, az első dolga, hogy megpróbáljon körülnézni. Talán így is talál kiutat, ki tudja. Még ha kiderül is, hogy nem fog sikerülni visszatérni abba az Univerzumba, ahonnan jöttél, akkor lehet, hogy egy párhuzamos Univerzumba kerülsz nem lesz olyan rossz vége az utazásodnak.

A fizikusok elmélete szerint, ha egyszer eléri a fekete lyuk egyediségét, az egyfajta hídként szolgálhat számodra e és egy alternatív valóság, vagy az úgynevezett "párhuzamos univerzum" között. Mi történik ebben új univerzum- rejtély marad és képzeletünk terepe. Egyes elméletek még azt is sugallják, hogy végtelen számú alternatív univerzum létezik, amelyek mindegyike azonos számú, teljesen különböző "titeket" tartalmaz.

Gondolkodtál már azon, hogy milyen döntéseket hoztál az életedben? Mi történne, ha nem ezt a munkát kapná meg, hanem azt a munkát, és találkozna azzal a lánnyal vagy sráccal, ahelyett, hogy minden nap a számítógép előtt ülne? Gazdagabb vagy szegényebb lettél volna, ha nem tetted volna meg, vagy nem tetted volna meg azt, amire egykor kértek? Tehát egy alternatív univerzumban lehetőséged lesz rájönni.

Az univerzum részévé válsz

Hawking egyszer azt javasolta, hogy a fekete lyukakba belépő bizonyos részecskék egyfajta szűrési folyamaton mennek keresztül pozitív és negatív töltésűekké. Ezeket a részecskéket nagyon lassan szívja fel a fekete lyuk. A belemerítéssel a negatív töltésű részecskék elveszítik tömegüket. A pozitív töltésű részecskék elegendő energiával rendelkeznek ahhoz, hogy sugárzásként a fekete lyukon kívül maradjanak.

Hawking szerint a fekete lyukak lassan, de biztosan veszítenek tömegükből és felforrósodnak. Végül felrobbannak, és a Hawking-sugárzásnak nevezett tartalmukat visszaszórják az univerzumba. Ez, legalábbis elméletben, azt jelenti, hogy az univerzum részévé válhatsz, mint egy atomhamuból újjászületett Főnix.

Bónusz: Csak… meghalsz

Néha nagyon szeretjük figyelmen kívül hagyni egy-egy esemény legnyilvánvalóbb és legszörnyűbb következményeit, és elvakít bennünket az örömtelibb véletlenek valószínűsége.

Bármilyen szadisztán is hangzik, a fekete lyukba való esés legvalószínűbb következménye az, hogy még azelőtt, hogy megértenéd a jelenlétedet benne, még por sem marad belőled. Még arra sem lesz ideje, hogy észrevegye, hogy tanúja volt annak, amiről a fizikusok beszélnek, mint a világegyetem titkainak megértésének kulcsáról.

A tudósok számára továbbra is rejtély marad, megkérdőjelezve a modern fizika posztulátumait. Alig értjük létezésük elvét, és gyakorlatilag nem is értjük, mik ők valójában és mit csinálnak. És nem lehet tudni. Legalábbis az emberiség jelenlegi technológiai szintjével. Nem marad más hátra, mint megfigyelni őket, és feltételezéseket tenni arról, hogy mire képesek. Az egyik legnépszerűbb kérdés a fekete lyukakkal kapcsolatban: mit vársz, ha beleesel egy fekete lyukba? Elemezzük a 10 legszörnyűbb elméletet, amelyek választ adnak erre a kérdésre.

Klónozás

A fekete lyukak információs paradoxona évtizedek óta zavarba ejti a tudósokat. Ez a rejtély számtalan vitát váltott ki arról, hogy mi történik valójában, ha egy fekete lyukba esik. Hogy ez a paradoxon könnyebben érthető legyen, nézzük meg egy hipotetikus Lucy példáját. Berepülsz Lucyval egy fekete lyukba, és az utolsó pillanatban úgy dönt, hogy nem ér oda, és most azt figyeli, hogyan kerülsz bele. Lucy látja, hogy ahogy közeledsz a fekete lyukhoz, a tested lassan nyúlni kezd, és végül atomokra bomlik. Lucy azt hiszi, hogy meghaltál, és hálás a sorsnak, hogy nem hallgatott rád, és nem ment utánad.

Azonban várj. Végül is nem így ér véget a történet. Valójában életben maradsz, és tovább mélyülsz a fekete lyuk végtelenségébe. Hogy mi fog veled ezután történni, az nem kérdésünk lényege. A legérdekesebb az, hogy túlélted, bár Lucy látta, hogy meghaltál.

Ez a fekete lyuk információs paradoxona. Ez nem illúzió, és Lucy nem vesztette el az eszét. Ez az, ami valójában. A fizika törvényei azt mondják nekünk, hogy egyszerre lehetsz halott a fekete lyukon kívül és élsz egyben. Egyes tudósok elmélete szerint ez egyáltalán nem paradoxon, mivel egyszerűen nem lehet egyszerre két valóságot megfigyelni. Mások a klónozást (a másik valóságban való létezés lehetőségét) mutatják meg ennek a paradoxonnak a lehetséges megoldásaként, még akkor is, ha az ellenkezik a kvantummechanika információtárolási folyamatra vonatkozó törvényeivel.

Ennek a paradoxonnak a megoldására (még) nincs határozott válasz. Talán több ezer év múlva az emberiség képes lesz rájönni, mi is történik valójában. Azt azonban már biztosan tudni, hogy Lucyt már nem érdemes kirándulásokra vinni.

spagettizálás

Van egy olyan javaslat, hogy amint egy fekete lyuk eseményhorizontjába kerül, egy erős, nem egyenletes gravitációs térben hatalmas dagályerő okozta erőteljes húzódást kezdi tapasztalni. Amint elkezd zuhanni egy fekete lyukba, erők kezdenek hatni a testedre, amelyek végül apró darabokra (inkább részecskékre) tépnek.

Sőt, ha először a fejeddel esel bele egy fekete lyukba, akkor az olyan távol lesz a testedtől, hogy úgy kezdesz kinézni, mint a spagetti. A lényeg a gravitáció miatti gyorsulás különbsége, amely hatással lesz a fejére és a lábaira. Annyira kolosszális lesz, hogy kinyújtod, mint a spagettit vagy a tésztát, ha akarod. Innen ered a spagettizálás elnevezés.

Fény, tér és idő torzulása

Az első dolog, amit bárki észrevesz, mielőtt egy fekete lyuk eseményhorizontjába kerül, az az, hogy a fény, a tér és az idő mennyire más. Amint bejutsz, a fizika törvényei (azok, amiket ismerünk) megszűnnek számodra, és teljesen más erők lépnek életbe.

A fekete lyuk közepén lévő szingularitás által keltett végtelen gravitációs szint elvetemíti a teret, megfordíthatja az időt, és a felismerhetetlenségig megváltoztathatja a fényt. Emiatt a most zajló eseményekről alkotott felfogása teljesen más lesz, mint ami azelőtt történt, hogy az eseményhorizontba került volna. Természetesen ez egészen addig a pillanatig fog tartani, amikor teljesen elnyel a végtelen sötétség, és már egyáltalán nem fogsz tudni felfogni semmit.

Időutazás

A bolygónkon élt legnagyobb fizikusok, mint például Einstein és Hawking, egy időben azt a elméletet fogalmazták meg, hogy a fekete lyukak belső törvényei alapján lehetséges a jövőbe tartó időutazás. Amint azt korábban említettük, a fekete lyuk belsejében a szokásos fizikatörvények megszűnnek működni, és teljesen másak veszik át a főszerepet. Az egyik dolog, amitől a fekete lyukak különböznek a mi világunktól, az az, ahogyan az idő telik bennük.

A fekete lyuk belsejében lévő gravitáció olyan erős, hogy meghajtja az időt. Ennek ismeretében feltételezhető, hogy az idő vetemedése megnyitja benne az utazás lehetőségét. Ezért, ha megtanuljuk használni az eseményhorizonton belüli és kívüli tér ilyen feltűnő különbségeit, akkor nagy valószínűséggel a gravitációs idődilatáció miatt a jövőbe kerülhetünk, ahol még mindig fiatal maradsz, míg a barátaid már öregszik.

Természetesen nem szabad elfelejtenünk, hogy nem csak a fekete lyukakon való utazás módját még nem találtuk ki, de azt sem tudjuk, hogyan juthatunk el hozzájuk, és ami még fontosabb, hogy mindezt túléljük.

Semmi sem fog történni veled

Ha egy napon választhatunk, hogy melyik fekete lyukon keresztül haladunk át, akkor nagy valószínűséggel valamilyen szupermasszív fekete lyukat vagy egy Kerr fekete lyukat kell választanunk.

Ha valaha is eljutunk a galaxisunk középpontjában lévő fekete lyukig, amely körülbelül 25 000 fényévre van, és körülbelül 4,3 milliószor nagyobb tömegű, mint a mi Napunk, akkor ezt teljesen biztonságos módon megtehetjük. egészség.menjen át rajta. Ennek az elképzelésnek az a koncepciója, hogy a lyuk gravitációs erői, amelyek arra hatnak, aki bele akar esni, meglehetősen jelentéktelen lesz, mivel az eseményhorizont jóval távolabb helyezkedik el a fekete lyuk középpontjától. Ily módon életben maradhatsz az eseményhorizonton belül, és csak az éhezéstől és a kiszáradástól halhatsz meg, esetleg attól, hogy végül a szingularitásba kerülsz. Itt lehet fogadni, hogy mi lesz előbb, mert pontosabb válasz még nincs.

Sőt, elméletileg lehetséges életben maradni és leélni hátralévő életét egy Kerr fekete lyukban, amely egy teljesen egyedi típusú fekete lyuk, amelynek elméletét először 1963-ban Roy Kerr új-zélandi matematikus és asztrofizikus javasolta. . Majd azt javasolta, hogy ha haldokló kettős neutroncsillagokból fekete lyukak keletkeznek, akkor egy ilyen fekete lyukba teljesen sértetlenül be lehet jutni, mivel a centrifugális erő megakadályozza a szingularitás kialakulását a középpontjában. A szingularitás hiánya a fekete lyuk középpontjában viszont azt jelentené, hogy nem kell félnie a végtelen gravitációs erőktől, és túlélheti.

Einstein szerint a végsőkig nem fogod megérteni, mi történik

Einstein azt javasolta, hogy ha elérsz egy bizonyos szintet a szabadesésben, akkor törölheted a gravitációs erők hatását (vagy inkább érzékelését). Ez azt jelenti, hogy ha egy szabadesésben lévő személy nem érzi többé a saját súlyát, akkor minden, amit vele együtt egy fekete lyukba dobnak, nem fog leesni. Inkább úgy tűnik, hogy szárnyalni fog.

Einstein dolgozta ki ezt az elképzelést, és ebből vezette le a világhírű általános relativitáselméletet, talán legsikeresebb ötletét. És talán ez lesz a legboldogabb gondolat számodra, ha beleesel egy fekete lyukba. Még ha beleesel is, Isten tudja, mibe, akkor sem fogod tudni megérteni, hogy zuhansz, amíg egy szingularitásba nem kerülsz. Ha azonban ebben a pillanatban valaki oldalról tud téged figyelni, akkor biztosan látni fogja, hogy zuhansz. Mindennek köze van az észleléshez. Bármi is vesz körül, hozzád képest elesik (és ennek következtében nem fogod tudni megérteni, hogy zuhansz), míg mindenki számára, aki követni fog, ez nem így lesz.

fehér lyuk

Köztudott, hogy a fekete lyukak végül mindent elnyelnek, ami az eseményhorizontjukba esik. Még a fény sem kerülheti el a tragikus sorsot. Ami kevésbé ismert, az az, hogy mi történik ezekkel a pusztulásra ítélt részecskékkel. Az egyik elmélet szerint minden, ami az egyik végéről belép a fekete lyukba, a másik végéből kikerül. És ez a második vége az úgynevezett fehér lyuk.

Természetesen még senki sem látott fehér lyukat (és őszintén szólva feketét sem. A létezésükről csak az erős gravitációs befolyásuknak köszönhetjük), így senki sem tudja biztosan megmondani, hogy valóban fehérek-e. Azonban azért nevezik őket így, mert a fehér lyukak pontosan az ellentétei a fekete lyukaknak. Ahelyett, hogy mindent felszívnának maguk körül, éppen ellenkezőleg, mindent kiköpnek, ami bennük van. És mint egy fekete lyuk esetében, amelyből nem tudsz kiszabadulni, ha az eseményhorizontjába kerülsz, így van ez a fehér lyukkal is. Éppen fordítva: nem fogsz tudni belemenni.

Röviden: egy fehér lyuk mindent, amit egy fekete lyuk felemésztett, egy alternatív univerzumba köp ki. Ez az elmélet bizonyos mértékig arra késztette a fizikusokat, hogy fontolóra vegyék azt a lehetőséget, hogy a fehér lyukak képezik az általunk ismert univerzumunk létrejöttének alapját. És ha valaha is beleesel egy fekete lyukba, és valahogy túléled, és ki tudsz lépni a másik oldalról egy fehér lyukon keresztül egy alternatív univerzumban, akkor soha nem fogsz tudni visszatérni a mi univerzumunkba.

Követni fogja az univerzum fejlődésének történetét

Amint azt korábban említettük, lehetséges, hogy fekete lyukak szingularitás nélkül helyezkednek el a középpontjukban. Helyette egy úgynevezett féreglyuk lesz a központban. Ha megtaláljuk a módját, hogy átkeljünk a féreglyukon, nagy valószínűséggel tanúi leszünk az univerzum evolúciójának történetének, amely egészen a féreglyuk másik végénekig megfigyelhető. Úgy fog kinézni, mintha valaki lejátszana egy videót az univerzum történetéről, végtelen gyors előretekeréssel.

Sajnos ennek a történetnek még mindig rossz vége lesz. Minél gyorsabban mozog a kép, annál gyorsabban kerülsz közelebb a halálodhoz. A fény egyre jobban kékeltolódik és feltöltődik, amíg teljesen életre nem sül a sugárzása.

Utazás egy párhuzamos univerzumba

Ha egy nap egy fekete lyukba esel, akár tudatosan, akár véletlenül, az első dolga, hogy megpróbáljon körülnézni. Talán így is talál kiutat, ki tudja. Még ha kiderül is, hogy nem fog sikerülni visszatérni abba az Univerzumba, ahonnan jöttél, akkor lehet, hogy egy párhuzamos Univerzumba kerülsz nem lesz olyan rossz vége az utazásodnak.

A fizikusok elmélete szerint, ha egyszer eléri a fekete lyuk egyediségét, az egyfajta hídként szolgálhat számodra e és egy alternatív valóság, vagy az úgynevezett "párhuzamos univerzum" között. Hogy mi történik ebben az új univerzumban, az továbbra is rejtély és képzeletünk területe. Egyes elméletek még azt is sugallják, hogy végtelen számú alternatív univerzum létezik, amelyek mindegyike azonos számú, teljesen különböző "titeket" tartalmaz.

Gondolkodtál már azon, hogy milyen döntéseket hoztál az életedben? Mi történne, ha nem ezt a munkát kapná meg, hanem azt a munkát, és találkozna azzal a lánnyal vagy sráccal, ahelyett, hogy minden nap a számítógép előtt ülne? Gazdagabb vagy szegényebb lettél volna, ha nem tetted volna meg, vagy nem tetted volna meg azt, amire egykor kértek? Tehát egy alternatív univerzumban lehetőséged lesz rájönni.

Az univerzum részévé válsz

Hawking egyszer azt javasolta, hogy a fekete lyukakba belépő bizonyos részecskék egyfajta szűrési folyamaton mennek keresztül pozitív és negatív töltésűekké. Ezeket a részecskéket nagyon lassan szívja fel a fekete lyuk. A belemerítéssel a negatív töltésű részecskék elveszítik tömegüket. A pozitív töltésű részecskék elegendő energiával rendelkeznek ahhoz, hogy sugárzásként a fekete lyukon kívül maradjanak.

Hawking szerint a fekete lyukak lassan, de biztosan veszítenek tömegükből és felforrósodnak. Végül felrobbannak, és a Hawking-sugárzásnak nevezett tartalmukat visszaszórják az univerzumba. Ez, legalábbis elméletben, azt jelenti, hogy az univerzum részévé válhatsz, mint egy atomhamuból újjászületett Főnix.

Bónusz: Csak… meghalsz

Néha nagyon szeretjük figyelmen kívül hagyni egy-egy esemény legnyilvánvalóbb és legszörnyűbb következményeit, és elvakít bennünket az örömtelibb véletlenek valószínűsége.

Bármilyen szadisztán is hangzik, a fekete lyukba való esés legvalószínűbb következménye az, hogy még azelőtt, hogy megértenéd a jelenlétedet benne, még por sem marad belőled. Még arra sem lesz ideje, hogy megértse, minek volt tanúja, miről beszélnek a fizikusok a megértés kulcsaként.