Når en genstand falder ind i et sort hul, til at forlade hende, han ikke kan. Uanset hvor meget energi du har, vil du aldrig være i stand til at bevæge sig hurtigere end lysets hastighed, og overvinde event horizon indefra. Men hvad nu hvis du prøver at narre denne lille regel og dyppe et lille objekt i the event horizon, binde det til mere massiv, hvilket kan efterlade horisonten? Er det muligt at få noget ud af det sorte hul, der på nogen måde? Fysikkens love er strenge, men de er forpligtet til at besvare spørgsmålet om, hvorvidt det er muligt eller ej. Ethan Siegel fra Medium.com tilbyder at finde ud af.
Et sort hul er ikke bare et superdense og supertunge singularitet, i hvilken plads, bøjet så meget, at alle, der er fanget inde til at komme ud. Selv om vi normalt mener, at det sorte hul — faktisk en region af rummet omkring disse objekter, som ingen form for stof eller energi, der — selv lys i sig selv — kan undslippe. Det er ikke så eksotiske som man skulle tro. Hvis du tager Solen, som det er, og komprimere den til en radius af flere kilometer, bliver det næsten et sort hul. Selv om Solen ikke står over for en sådan overgang, Universet har stjernerne for at forlade bag disse mystiske objekter.
De mest massive stjerner i Universet — stjerner i tyve, fyrre, en hundrede, eller endog 260 gange solens masse — den blå, varme og lyse objekter. De har også brænde nukleart brændsel i deres indre, hurtigere end de andre stjerner: for en eller to millioner år er mange milliarder som Solen. Når disse indre kerner, der sluttede den nukleare brændstof, er de blevet taget som gidsel af den magtfulde tyngdekraften så stærk, at, i mangel uden at det er et utroligt pres af nuklear fusion, som de er imod, de er bare kvanter sammenbrud i mørke. I bedste fald, kerner og elektroner vinde så meget energi at smelte sammen i en masse af neuroner forbundet med hinanden. Hvis denne kerne er mere massiv end et par sole, disse neutroner vil være tilstrækkeligt tætte og massive, at kvanter sammenbrud i den mørke sort hul.
Husk nu, at den mindste vægt for et sort hul er et par gange solens masse. Sorte huller kan vokse fra en meget store masser, samle sammen, fortærende stof og energi, og siver i centrum af galakser. I centrum af mælkevejen er et fundet objekt, der er fire millioner gange tungere end Solen. I sin bane, at det er muligt at identificere de enkelte stjerner, men noget lys af alle bølgelængder er ikke udsendes.
Andre galakser har mere massive sorte huller, den masse, der er tusinder af gange mere af vores egen, og der er ingen teoretiske øvre grænse for størrelsen af deres vækst. Men der er to interessante egenskaber ved sorte huller, som kan lede os til besvarelsen af det spørgsmål, der blev stillet i begyndelsen: er det muligt at tage noget “på en snor”? Det første drejer sig om, hvad der sker med mellemrum, som det sorte hul vokser. Princippet om sort hul er, at intet objekt kan flygte fra sin tyngdepåvirkning på plads, uanset hvor accelereret, selv bevæger sig med lysets hastighed. Grænsen mellem, hvor objektet kan undslippe et sort hul, og hvor det ikke hedder event horizon. Det er enhver sort hul.
Du vil blive overrasket over, men den krumning af rummet er meget mindre i event horizon af de mest massive sorte huller øger fra mindre massiv. Tænk over det: hvis du “stod” på event horizon, at sætte din højre fod på kanten, og skubber på hovedet af 1,6 meter fra singulariteten, din krop vil være strakt kraft — denne proces kaldes “spaghettification”. Hvis dette sorte hul var den samme som i midten af vores galakse, trækstyrke var kun 0,1% af den gravitationelle kraft på Jorden, hvis Jorden i sig selv ville blive et sort hul, og du var der, trækkraft i 1020 gange ville overstige jordens tyngdekraft.
Hvis disse trækstyrke styrker er små på kanten af event horizon, de er ikke meget mere inde event horizon, og det betyder, at i betragtning af elektromagnetiske kræfter, der holder faste genstande integritet — måske vi kunne gennemføre sin plan: at dyppe et objekt i the event horizon og næsten straks fjernes. Er det muligt at gøre det? For at forstå, så lad os overveje, hvad der sker på grænsen mellem neutronstjerne og et sort hul.
Forestil dig, at du har en ekstremt tæt kugle af neutroner, men en foton på overfladen kan stadig slippe ud i rummet, og ikke er nødt til at vende tilbage til neutron-stjerne. Lad os nu sætte sig på overfladen af en anden neuron. Pludselig kernen kan ikke længere modstå gravitationel kollaps. Men i stedet for at tænke over, hvad der sker på overfladen, lad os tænke over, hvad der sker inde, hvor et sort hul. Forestil dig en person neutron består af kvarker og gluoner, og forestille sig, hvordan gluoner er nødt til at flytte fra den ene til den anden quark i neutron til den igangværende proces af udveksling af kræfter.
Nu er en af disse kvarker er tættere på at singulariteten i centrum af et sort hul, og andre på. At udveksle styrker og neutronen var stabil — gluon på et tidspunkt skal flytte fra midten til langt quark. Men det er umuligt, selv med lysets hastighed (og gluoner har ingen masse). Alle null geodætiske, eller stien til det objekt, der bevæger sig med lysets hastighed, vil føre til, at singulariteten i det sorte hul. Desuden, de vil aldrig gå længere væk fra den enestående karakter af et sort hul, end på tidspunktet for emissionen. Det er derfor en neutron inde event horizon af et sort hul, som skal falde sammen og blive en del af singulariteten i centrum.
Så tilbage til eksemplet med snor: du fandt en lille vægt, og bandt det til de større skib; skibet er uden for event horizon, og den vægt, der er afsendt. Når en partikel vil krydse event horizon, at det ikke vil være i stand til at forlade — ingen partikel eller endda lys. Men fotoner og gluoner forbliver de samme partikler, som vi har brug for at udveksle kræfter mellem de partikler, der er uden for event horizon, og de også er i stand til at gå nogen steder.
Dette betyder ikke nødvendigvis, at rebet vil bryde, men snarere, at singulariteten vil forsinke hele skibet. Selvfølgelig, tidevandskræfterne, under visse betingelser, vil ikke rive dig fra hinanden, men nåede singulariteten vil være uundgåelig. Den utrolige magt attraktion, og det faktum, at alle partikler af alle masserne, energi og hastigheder vil have noget andet valg end at gå til singulariteten, her er hvad der vil ske.
Så desværre, ud af det sorte hul, indtil han fandt exit efter passage af event horizon. For at reducere tab og skære i det, du allerede har fået i, eller ophold og drukne. Valget afhænger af dig.
Er det muligt at få noget ud af det sorte hul?
Ilya Hel