Mitä tapahtuu, jos putoat mustaan aukkoon

2024 Kirjoittaja: Malcolm Clapton | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2023-12-17 03:55

Jos astronautti lähestyy mustaa aukkoa, hänen tulevaisuudennäkymänsä eivät ole kovin valoisat.

Lyhyesti sanottuna hän kuolee. Tarkemmin - ei tiedetä tarkalleen, mitä tapahtuu. Tiede voi vain spekuloida. Mutta mitään erityisen miellyttävää ei tule olemaan, usko minua.

Kunnioituksenmukaisella etäisyydellä musta aukko käyttäytyy kuin samankokoinen tähti - voit astua vakaalle kiertoradalle sen ympärille ja pyöriä siellä vuosia. Tiedemiesten mukaan siellä voi olla jopa asuttuja planeettoja. Mutta mitä lähemmäs reikää pääset, sitä enemmän ongelmia tulee.

Säteily tappaa ihmisen

Jos uskot, että musta aukko vahingoittaa ihmistä vain, kun hän ylittää tapahtumahorisontin (reiän ympärillä oleva raja, jonka vuoksi edes valo ei voi palata), olet väärässä. Vaikeudet alkavat paljon aikaisemmin ja kirjaimellisesti tappavia.

Mustat aukot ovat harvoin yksin. Yleensä niitä ympäröi valtava ainekasa - kaasu, joka jäi jäljelle sen jälkeen, kun joku tähti oli purenut reikää. Kaasu lentää kiertoradalla valtavalla nopeudella, joten sillä on hirvittävää kineettistä energiaa ja se lämpenee jättilämpötiloihin.

Tätä nopeasti pyörivää ja palavan kuumaa esinettä mustan aukon ympärillä kutsutaan accretion kiekkoksi.

Tähtienväliset katsojat tietävät, miltä akkretiolevyn pitäisi näyttää. Musta aukko itsessään on näkymätön, koska se imee kaiken siihen putoavan valon, mutta sen ympärillä oleva aineen pyörre on nähtävissä. Kasvulevy on se hehkuva oranssi asia, jonka Event Horizon Telescope -teleskoopit vangitsivat huhtikuussa 2019.

Mustien aukkojen akkretiolevyt lähettävät voimakasta sähkömagneettista säteilyä. Röntgen- ja gammasäteiden energia on miljoona miljoonaa kertaa suurempi kuin näkyvän valon energia.

Lisäksi teoriassa itse musta aukko voi lähettää Hawking-säteilyä. Totta, astrofyysikot eivät ole vielä varmoja tästä, ja säteilyteho on mitätön.

Kaikki nämä varautuneiden hiukkasten virrat, joita musta aukko hajottaa satojen valovuosien päähän ympärilleen, eivät todennäköisesti lisää terveyttä. Taivaankappale viimeistelee ihmisen jopa lähestyessään tavallisella säteilyllä turvautumatta tila- ja aikavääristymien topologian rikkomuksiin.

Se poltetaan akkretiolevyn asialla

Oletetaan, että astronautti huolehti säteilyturvallisuudesta etukäteen - esimerkiksi puki avaruuspuvun päälle metrin paksuisen lyijyvuoratun takin. Ja päättänyt selvittää, mitä mustan aukon salaperäisissä syvyyksissä on, jatkaa vapaata pudotusta kohti sitä.

Mutta toinen este odottaa tutkijaa, nimittäin: meille jo tuttu akkretion kiekko. Se koostuu erittäin kuumasta kaasusta.

Levy lämpenee, kun kaasuhiukkaset törmäävät toisiinsa ja muodostavat ympyröitä hurjalla nopeudella mustan aukon ympärillä. Kineettinen energia muuttuu lämpöenergiaksi, ja se toimii niin hyvin - keskimääräisen mustan aukon lähellä oleva aine voi kuumeta miljooniin tai jopa biljooniin Kelvineihin. Tämä on hieman korkeampi kuin esimerkiksi aurinkomme lämpötila - 5 778 K pinnalla, 15 miljoonaa K ytimessä.

Todennäköisesti ei kannata muistuttaa, ettei hehkuplasmavirtojen läpi ole turvallista lentää. Jos ihminen ei kuole säteilyyn, niin korkea lämpötila.

Yleisesti ottaen galaksien keskuksissa olevat supermassiivisten mustien aukkojen akkrektiolevyt ovat avaruuden kirkkaimpia kohteita. Niitä kutsutaan "kvasareiksi". Kuumin niistä kaikista, J043947.08 + 163415.7, paistaa kuin 600 biljoonaa tavallista keltaista kääpiötä, kuten Aurinko, jos he juonisivat ja puhuisivat kerralla.

Muuten, ajoittain mustat aukot lähettävät maailmankaikkeuteen relativistisia suihkuja tai suihkuja - plasmavirtoja lähes valon nopeudella, yleensä pareittain, suunnattuina navoista vastakkaisiin suuntiin.

Astrofyysikot kiistelevät edelleen, miksi näin tapahtuu, mutta näyttää siltä, että reiän ympärillä olevat magneettikentät tekevät jotain mielenkiintoista akkretiolevyssä olevan kaasun kanssa. Suihku voi purkaa yhtäjaksoisesti 10-100 miljoonaa vuotta.

Joten pudotessaan mustaan aukkoon ihmisen on vältettävä sen napoja, jotta hän ei joutuisi relativististen suihkujen alle.

Se spagettii

Yllä olevan valossa on luultavasti parasta matkustaa mustaan aukkoon ilman akkretiolevyä. Näitä myös tapahtuu - jos lähistöllä ei ole tähtiä, joista voit pumpata kaasua. Eli reikä on jo niellyt ne kaikki turvallisesti.

Esimerkiksi Markarian 1018 -galaksin keskellä oleva musta aukko imeytyi kaiken ympärillään olevan aineen ja jäi ilman kaasua lähistölle. Astrofyysikot kutsuvat tällaisia reikiä nälkään. Köyhiä asioita.

Tai supermassiivinen reikä Sagittarius A Linnunradamme keskellä - siinä on erittäin pieni, huomaamaton kiekko 1.

2.. Siksi häntä on niin vaikea pitää silmällä.

Yleisesti ottaen on täysin mahdollista lähestyä mustan aukon tapahtumahorisonttia törmäämättä kuuman plasman virtoihin.

Ongelmat, joita astronautilla on seuraavaksi, riippuvat mustan aukon koosta.

Jos ihminen putoaa esineen päälle, jonka massa on esimerkiksi noin yksi auringon massa (332 946 kertaa Maan massa), niin tapahtuu.

Kun lähestymme tätä mielenkiintoista taivaankappaletta, myös painovoima, jolla se vaikuttaa ihmiseen, kasvaa. Tietyllä etäisyydellä reiästä käy ilmi, että jalkojen painovoima on monta kertaa suurempi kuin pään painovoima. Tätä eroa kutsutaan "vuorovesivoimaksi".

Tämän voiman vaikutuksen tuloksia kuvailee fyysikko Neil DeGrasse Tyson kirjassa "Kuolema mustassa aukossa ja muut pienet kosmiset ongelmat".

Ensinnäkin mustan aukon vuorovesivoimat repivät astronautin kahtia tarkalleen kehon keskellä (jos hän tietysti putoaa reikään kuin sotilas, eikä sivuttain). Sitten hän repii jalkansa ja vartalonsa kahtia. Toisaalta. Ja niin geometrisesti, kunnes jopa atomit, joista uhri on tehty, hajoavat alkuainehiukkasiksi. Silloin kaikki tämä hiukkasvirta on tapahtumahorisontin ulkopuolella.

Maa luo myös vuorovesivoimaa kehollesi, mutta ei tarpeeksi repimään sinut erilleen, joten älä huoli.

Siinä kaikki. Ilmiötä kutsutaan leikillään "spagettiksi". Yleensä mustien aukkojen vuorovesivoimat spagettiavat tähdet, mutta ne selviävät myös ihmisten kanssa.

Yksi varoitus kuitenkin on.

Jotain kauheaa tapahtuu, mutta emme tiedä mitä tarkalleen

Vuorovesivoimat, kuten Neil Tyson selittää, lisäävät kohteen kokoa suhteessa etäisyyteen reiän keskipisteeseen. Tämä tarkoittaa, että keskikokoinen musta aukko repii astronautin palasiksi ja halkeaa atomeiksi jopa lähestyessään.

Mutta jos musta aukko on tarpeeksi massiivinen ja sen säde on valtava, sen vuorovesivoimat alkavat venyttää matkustajaa, kun hän ylittää tapahtumahorisontin.

Samalla luultavasti ihminen voi jopa selviytyä, sanoo fyysikko Leo Rodriguez, koska tapahtumahorisontti ei ole fyysinen este, vaan yksinkertaisesti mustan aukon gravitaatiovaikutuksen raja, josta edes valo ei pääse pakoon.

Juuri ennen horisontin yli putoamista matkustajalla saattaa olla aikaa nähdä kuinka kaikki ympäröivien tähtien valo vääristyy ja sitten kutistuu takana olevaan pisteeseen, joka ensin muuttuu punaiseksi, sitten valkoiseksi ja sitten siniseksi. Tämä johtuu reiän painovoiman vaikutuksesta ohi kulkevan valon aallonpituuksiin (tätä kutsutaan "sinisiirroksi").

Mutta kukaan ei voi sanoa tarkalleen, mitä horisontissa tapahtuu. Ongelmana on, että fysiikan lait, joihin olemme tottuneet, eivät toimi siellä. Siksi tiedemiehet voivat vain olettaa, mitä mustassa aukossa olevalle aineelle tapahtuu.

Todennäköisesti Neil Tysonin mukaan henkilö spagettia turvallisesti, ei vain tapahtumahorisontin edessä, vaan sen takana. Sitten se, mikä matkustajasta jää jäljelle, putoaa singulaarisuuteen - avaruuden alueeseen, jonka tiheys on ääretön reiän keskellä. Tässä.

Joten heidän tyttärelleen ei lähetetä kirjahyllyjä ja morsekoodiviestejä menneisyydestä kuten Interstellarissa.