Щоб розгадати таємниці чорних дір, потрібно зайти в одну діру. Однак існує досить складна проблема: людина може це зробити лише в тому випадку, якщо чорна діра, про яку йде мова, є надмасивною та ізольованою, і якщо людина, яка потрапляє в чорну діру, не очікує повідомляти результати нікому у цілому Всесвіті.
ми І те, і інше Фізики Ті, хто вивчає чорні діри, нехай і з дуже безпечної відстані. чорні діри Це один з найпоширеніших астрофізичних об’єктів у нашому Всесвіті. Ці цікаві речі, здається, є основним для мене Еволюція Всесвіту, Від Великого Вибуху до наших днів. Вони могли б мати Вплив на формування людського життя в нашій галактиці.
Два типи чорних дір
У Всесвіті повно б Величезний зоопарк різних типів чорних дір.
Вони можуть змінюватися за розміром і бути електрично зарядженими так само, як в атомах присутні електрони або протони. Деякі чорні діри вже крутяться. Для нашого обговорення є два типи чорних дір. Перший не обертається, електрично нейтральний – тобто ні позитивний, ні негативний – і має масу нашого Сонця. Другий тип – надмасивна чорна діра, мільйони в мільярди разів масивніша за наше Сонце.
Окрім різниці в масі між двома типами чорних дір, їх також відрізняє відстань від їх центрів до “горизонту подій” – міра, що називається радіальною відстанню. Горизонт подій чорної діри – це точка неповернення. Все, що пройде через цю точку, буде поглинуто чорною дірою і назавжди зникне з відомого нам Всесвіту.
Відстань від центру маси чорної діри до місця, де гравітаційне тяжіння занадто сильне для подолання, називається горизонтом подій. Лю і ШаньшаньІ CC BY-ND
На горизонті подій гравітаційне тяжіння чорної діри настільки сильне, що жодна механічна сила не може її подолати або протидіяти. Навіть світлоЩо найшвидше рухається у нашому Всесвіті, вам не вдасться врятуватися – звідси і термін “чорна діра”.
Радіальний розмір горизонту подій залежить від маси розглянутої чорної діри і є запорукою виживання людини в одній. Для чорної діри маси нашого Сонця (одна сонячна маса) радіус горизонту подій становив би трохи менше двох миль.
Навпаки, надмасивна чорна діра в центрі нашої галактики Чумацький Шлях становить близько 4 мільйонів мас Сонця і має горизонт подій 7,3 мільйона миль або 17 сонячних радіусів.
Таким чином, кожен, хто потрапляє в чорну діру розміром із зірку, наближається до центру чорної діри, перш ніж перевищити горизонт подій, а не потрапляє у надмасивну чорну діру.
Це означає, що, враховуючи близькість центру чорної діри, напруга чорної діри на людині буде змінюватися в 1000 мільярдів разів між головою та пальцями ніг, залежно від того, хто з них рухається вільним падінням. Іншими словами, якби людина спершу опустила ноги, коли вона підійшла до горизонту подій чорної діри зоряної маси, сила тяжіння на її ногах була б значно більшою порівняно з потягом чорної діри на голову.
Людина зустріне спагетті, і, швидше за все, не виживе, розширившись у довгу, тонку капілярну форму.
Коли людина наближається до горизонту подій чорної діри розміром із сонце, величезна різниця в гравітації між гравітаційною головою і пальцями ніг змушує людину витягуватися у вигляді дуже довгих спагетті, звідси і термін “спагетті”. Лю та Шаншан РодрігесІ CC BY-ND
Тепер людина, яка потрапляє у надмасивну чорну діру, досягне горизонту подій подалі від центрального джерела гравітаційного тяги, а це означає, що різниця в гравітації між головою та пальцями ніг приблизно дорівнює нулю. Таким чином, людина пройшла б через горизонт подій незачепленою, не витягнувшись у довгу і тонку фігуру, залишившись живою і безболісно пливучи через горизонт чорної діри.
Людина, яка потрапляє у надмасивну чорну діру, швидше за все, виживе. Лю та Шаншан РодрігесІ CC BY-ND
Інші міркування
Більшість чорних дір, які ми спостерігаємо у Всесвіті, оточені надзвичайно гарячими дисками речовини, в основному складаються з газу, пилу або інших речей, таких як зірки та планети, які наблизились дуже близько до горизонту і потрапили в чорну діру. Ці таблетки називаються накопичувальними дисками, вони дуже гарячі та турбулентні. Це, звичайно, не гостинно і зробило б подорож до чорної діри надзвичайно небезпечною.
Щоб безпечно увійти, вам потрібно буде знайти надмасивну чорну діру, яка повністю ізольована і не харчується навколишнім матеріалом, газом або навіть зірками.
Тепер, якщо хтось знайде ізольовану надмасивну чорну діру, придатну для наукових досліджень, і вирішить відважитися, все, що спостерігається чи вимірюється зсередини чорної діри, потрапить у горизонт подій чорної діри.
Пам’ятаючи, що нічого не може уникнути гравітаційного тяжіння за межею горизонту подій, впала людина не зможе надіслати жодної інформації про свої знахідки поза цим горизонтом. Їх подорож та їх наслідки назавжди будуть втрачені для решти всього Всесвіту. Але вони будуть насолоджуватися пригодою, поки вони виживуть … можливо ….
Лео РодрігесАсистент кафедри фізики, Коледж Гренелл І Шаншан РодрігесАсистент кафедри фізики, Коледж Гренелл
Ця стаття була перевидана з Розмова За ліцензією Creative Commons. Читати Оригінальна стаття.
“Професійний вирішувач проблем. Тонко чарівний любитель бекону. Геймер. Завзятий алкогольний ботанік. Музичний трейлер”
