När ett objekt, faller in i ett svart hål, att lämna henne, han kan inte. Oavsett hur mycket energi du har, du kommer aldrig att kunna röra sig snabbare än ljusets hastighet och övervinna event horizon från insidan. Men vad händer om du försöker att lura denna lilla artikel och doppa en liten objekt i event horizon, att knyta det till mer omfattande, vilket kan lämna horisonten? Är det möjligt att få ut något av det svarta hålet på något sätt? Fysikens lagar är strikta, men de är skyldiga att svara på frågan om huruvida det är möjligt eller inte. Ethan Siegel från Medium.com finns att hitta ut.
Ett svart hål är inte bara en superdense och supermassiva singularitet, i vilket utrymme är böjda så mycket att alla fångade inuti för att få reda på. Även om vi vanligtvis tror att det svarta hålet, som faktiskt är ett område i rymden runt dessa föremål, som någon form av materia eller energi — ens ljus kan fly. Det är inte så exotiskt som man skulle kunna tro. Om du tar Solen som det är, och komprimera den till en radie på flera kilometer, det blir nästan som ett svart hål. Även om Solen inte står inför en sådan övergång, Universum har stjärnor att lämna bakom dessa mystiska föremål.
De mest massiva stjärnorna i Universum — stjärnor i tjugo, fyrtio, hundra, eller ens 260 solmassor — blå, varma och ljusa objekt. De bränner också kärnbränsle i deras inre, snabbare än andra stjärnor: för en eller två miljoner år många miljarder som Solen. När dessa inre kärnor, slutar kärnbränsle, de blir gisslan av den kraftfulla gravitationella krafter som var så kraftfulla att det, i avsaknad utan den otroliga trycket av kärnfusion som de är emot, de är bara kvanta kollaps i mörkret. I bästa fall, atomkärnor och elektroner att få så mycket energi som går ihop i en massa av de nervceller som är sammankopplade. Om denna kärna är mer omfattande än ett par solar, dessa neutroner kommer att vara tillräckligt tät och massiv som kvanta kollaps in i det mörka svarta hålet.
Nu, kom ihåg, den minsta massa för att ett svart hål är ett par solmassor. Svarta hål kan växa från en mycket stor massorna, sammanslagningen, slukar materia och energi och sipprar i centrum av galaxer. I mitten av vintergatan var en hittade objekt, vilket är fyra miljoner gånger Solens massa. I sin bana är det möjligt att identifiera enskilda stjärnor, men något ljus av alla våglängder är inte släpps ut.
Andra galaxer har mer massiva svarta hål, den massa som är tusentals gånger mer av våra egna, och det finns ingen teoretisk övre gräns för storleken av deras tillväxt. Men det finns två intressanta egenskaper hos svarta hål, som kan leda oss till svaret på den fråga som ställdes i början: är det möjligt att ta något “i koppel”? Den första egenskapen handlar om vad som händer med utrymme, medan det svarta hålet växer. Principen om svarta hål är att inget objekt kan fly från sin gravitation i rymden, oavsett hur accelererade, även rör sig med ljusets hastighet. Gränsen mellan där objektet kan fly från ett svart hål och där det inte kan kallas event horizon. Det är alla svarta hål.
Du kommer att bli förvånad, men krökning av utrymmet är mycket mindre i händelse horisont av de mest massiva svarta hål ökar från mindre massiv. Tänk på det: om du “stand” på event horizon, sätta din högra fot på kanten och trycka på huvudet 1,6 meter från singulariteten, din kropp skulle sträckas kraft — den här processen kallas “spaghettification”. Om det svarta hålet var den samma som i mitten av vår galax, draghållfasthet var endast 0,1% av den gravitationella kraften på Jorden, om Jorden själv skulle bli ett svart hål, och du var där, den dragkraft i 1020 gånger skulle överstiga jordens gravitation.
Om dessa dragkrafter är små vid kanten av event horizon, de är inte mycket mer inne i event horizon, som innebär att elektromagnetiska krafter som håller fast objekt i integritet — vi kanske skulle kunna genomföra sin plan: att doppa ett objekt i event horizon och nästan omedelbart bort. Är det möjligt att göra så? Att förstå, låt oss fundera på vad som händer i gränslandet mellan neutronstjärna och ett svart hål.
Tänk dig att du har en extremt tät boll av neutroner men en foton som finns på dess yta kan fortfarande komma ut i rymden och inte behöver återvända till neutronstjärna. Nu ska vi sätta på ytan av en annan nervcell. Plötsligt kärnan kan inte längre motstå gravitationell kollaps. Men istället för att tänka på vad det är som händer på ytan, låt oss fundera på vad det är som händer inuti, där ett svart hål. Tänk dig en individuell neutron består av kvarkar och gluoner, och föreställa sig hur den gluoner behöver för att gå från en till en annan kvarg i neutron till det pågående utbytet krafter.
Nu är en av dessa kvarkar är närmare singularitet i centrum av ett svart hål, och den andra på. Att utbyta krafter och neutronen var stabila — gluon vid en viss punkt måste flytta från mitten långt till quark. Men det är omöjligt även vid ljusets hastighet (och gluoner har ingen massa). Alla de null geodetiska, eller väg av objektet rör sig med ljusets hastighet, kommer att leda till singulariteten i det svarta hålet. Dessutom, de kommer aldrig att gå längre bort från det unika i ett svart hål än vid tiden för utsläpp. Det är därför en neutron inne i händelse horisont av ett svart hål måste kollapsa och bli en del av singularitet i centrum.
Så tillbaka till exemplet med koppel: du tog en liten vikt, bundna till större fartyg, skeppet är utanför event horizon, och den vikt som levereras. När en partikel kommer att korsa event horizon, det kommer inte att kunna lämna — ingen partikel eller ens ljus. Men fotoner och gluoner kvar samma partiklar som vi behöver utbyta krafter mellan partiklarna, som är utanför event horizon, och de är också oförmögna att gå någonstans.
Detta betyder inte nödvändigtvis att repet kommer att bryta; snarare att singulariteten kommer att försena hela fartyget. Naturligtvis, tidvatten krafter, under vissa förutsättningar, inte kommer att slita dig i stycken, men når singulariteten kommer att vara oundviklig. Den otroliga kraften i attraktion och det faktum att alla partiklar av alla massorna, energi och hastigheter har inget annat val än att gå till singulariteten, det här är vad som kommer att ske.
Så tyvärr, ur det svarta hålet tills han hittade avsluta efter att ha korsat event horizon. För att minska förluster och klipp ut det du redan har, eller stanna och drunkna. Valet beror på dig.
Är det möjligt att få ut något av det svarta hålet?
Ilya Hel