Mi történik, ha beleesel egy fekete lyukba

2024 Szerző: Malcolm Clapton | [email protected]. Utoljára módosítva: 2023-12-17 03:59

Ha egy űrhajós közelít egy fekete lyukhoz, kilátásai nem túl fényesek.

Röviden: meg fog halni. Részletesebben - nem tudni, hogy pontosan mi fog történni. A tudomány csak találgatni tud. De nem lesz semmi különösebben kellemes, hidd el.

Tiszteletteljes távolságban a fekete lyuk hasonló tömegű csillagként viselkedik - stabil pályára állhat körülötte, és évekig foroghat ott. A tudósok szerint még lakott bolygók is létezhetnek ott. De minél közelebb érsz a lyukhoz, annál több probléma lesz.

A sugárzás megöli az embert

Ha úgy gondolja, hogy egy fekete lyuk csak akkor árt az embernek, ha átlépi az eseményhorizontot (a lyuk körüli határt, ami miatt még a fény sem tud visszatérni), akkor téved. A nehézségek sokkal korábban kezdődnek, és szó szerint halálosak.

A fekete lyukak ritkán vannak egyedül. Általában egy hatalmas anyaghalom veszi körül őket - gáz, amely azután maradt, hogy a lyukat valami csillag megharapta. A gáz óriási sebességgel repül a pályán, ezért szörnyű kinetikus energiája van, és gigantikus hőmérsékletre melegszik fel.

Ezt a gyorsan forgó és égetően forró dolgot a fekete lyuk körül akkréciós korongnak nevezik.

A csillagközi nézők tudják, hogyan kell kinéznie egy akkréciós korongnak. Maga a fekete lyuk láthatatlan, mivel elnyeli a ráeső fényt, de a körülötte lévő anyag örvénye látható. Az akkréciós korong az az izzó narancssárga dolog, amelyet az Event Horizon Telescope teleszkópjai rögzítettek 2019 áprilisában.

A fekete lyukak akkréciós korongjai erős elektromágneses sugárzást bocsátanak ki. A röntgen- és gamma-sugárzás energiája millió milliószor nagyobb, mint a látható fényé.

Emellett elméletileg maga a fekete lyuk is képes Hawking-sugárzást kibocsátani. Igaz, az asztrofizikusok még nem biztosak ebben, a sugárzási teljesítmény pedig elhanyagolható.

A töltött részecskék ezen folyamai, amelyeket a fekete lyuk több száz fényéven keresztül szór maga körül, nem valószínű, hogy növeli az egészséget. Az égitest közönséges sugárzással még közeledéskor is kivégzi az embert anélkül, hogy megsértené a tér- és időtorzulás topológiáját.

Égetni fogja az akkréciós korong ügye

Tegyük fel, hogy az űrhajós előre gondoskodott a sugárbiztonságról – például egy űrruha fölé egy méter vastag, ólombetétes kabátot vett fel. És eltökélt szándéka, hogy kiderítse, mi van a fekete lyuk rejtélyes mélységében, és folytatja a szabadesést felé.

De még egy akadály vár a kutatóra, mégpedig a számunkra már ismerős akkréciós korong. Nagyon forró gázból áll.

A korong felmelegszik, amikor a gázrészecskék egymásnak ütköznek, és nyaktörő sebességgel köröznek a fekete lyuk körül. A kinetikus energia hőenergiává alakul, és ez így van jól – egy átlagos fekete lyuk közelében lévő anyag akár több millió vagy akár billió Kelvint is felmelegíthet. Ez valamivel magasabb, mint például Napunk hőmérséklete – 5778 K a felszínen, 15 millió K a magban.

Valószínűleg nem érdemes emlékeztetni arra, hogy nem biztonságos izzó plazmafolyamokon keresztül repülni. Ha egy embert nem öl meg a sugárzás, akkor magas hőmérséklet.

Általánosságban elmondható, hogy a szupermasszív fekete lyukak akkréciós korongjai a galaxisok középpontjában a világűr legfényesebb objektumai közé tartoznak. Ezeket "kvazároknak" hívják. A legforróbb közülük, a J043947.08 + 163415.7, úgy sül meg, mint 600 billió normál sárga törpe, mint a Nap, ha összeesküdtek és egyszerre beszélnek.

A fekete lyukak egyébként időről időre relativisztikus jeteket, vagy jeteket küldenek az Univerzumba, fényhez közeli sebességgel, általában párban, a pólusokról ellentétes irányba irányítva.

Az asztrofizikusok még mindig vitatkoznak, hogy miért történik ez, de úgy tűnik, hogy a lyuk körüli mágneses mezők valami érdekeset csinálnak az akkréciós korongban lévő gázzal. A sugár 10-100 millió évig folyamatosan kitörhet.

Tehát ha egy fekete lyukra esik, az embernek el kell kerülnie annak pólusait, hogy ne essen a relativisztikus sugarak alá.

Spagettisít

A fentiek fényében valószínűleg a legjobb akkréciós korong nélkül utazni egy fekete lyukba. Ilyenek is előfordulnak – ha a környéken nincsenek csillagok, ahonnan lehet gázt pumpálni. Vagyis a lyuk már biztonságosan elnyelte őket.

Például a Markarian 1018 galaxis közepén lévő fekete lyuk minden körülötte lévő anyagot beszívott, és gáz nélkül maradt a közelben. Az asztrofizikusok az ilyen lyukakat éhezésnek nevezik. Szegény dolgok.

Vagy a szupermasszív Nyilas A lyuk a Tejútrendszerünk közepén – rendkívül kicsi, észrevehetetlen 1-es korongja van.

2.. Ezért olyan nehéz szemmel tartani őt.

Általánosságban elmondható, hogy egy fekete lyuk eseményhorizontját nagyon meg lehet közelíteni anélkül, hogy forró plazmafolyamokkal ütköznénk.

Az űrhajós következő problémái a fekete lyuk méretétől függenek.

Ha egy ember olyan tárgyra esik, amelynek tömege mondjuk körülbelül egy naptömeg (a Föld tömegének 332 946-szorosa), akkor ez fog történni.

Ahogy közeledünk ehhez az érdekes égitesthez, úgy nő a gravitációs erő is, amellyel az emberre hat. A lyuktól bizonyos távolságban kiderül, hogy a lábakra ható gravitáció többszöröse lesz, mint a fej gravitációja. Ezt a különbséget "dagályerőnek" nevezik.

Ennek az erőnek az eredményeit Neil DeGrasse Tyson fizikus írja le a "Halál a fekete lyukban és más apró kozmikus bajok" című könyvében.

Először is, a fekete lyuk árapályereje pontosan a test közepén szakítja ketté az űrhajóst (ha persze katona módjára esik a lyukba, és nem oldalra). Aztán kettészakítja a lábát és a törzsét. Aztán megint. És így egy geometriai folyamatban, amíg még az atomok is, amelyekből az áldozat keletkezik, elemi részecskékké bomlanak. Akkor ez a részecskeáram túl lesz az eseményhorizonton.

A föld is árapály-erőt hoz létre a testeden, de nem eléggé ahhoz, hogy szétszakítson, úgyhogy ne aggódj.

Ez minden. A jelenséget tréfásan "spagettivá" nevezik. Általában a fekete lyukak árapály-ereje spagettivá teszi a csillagokat, de megbirkóznak az emberrel is.

Van azonban egy figyelmeztetés.

Valami szörnyű fog történni, de nem tudjuk pontosan, hogy mi

Az árapály-erők, ahogy Neil Tyson elmagyarázza, minél jobban megnövekszik az objektum mérete a lyuk középpontjától való távolsághoz képest. Ez azt jelenti, hogy egy közepes méretű fekete lyuk darabokra tépi az űrhajóst, és még a közeledtben is atomokra hasad.

De ha a fekete lyuk elég masszív és hatalmas sugarú, akkor az árapály ereje elkezdi megfeszíteni az utazót, miután átlépte az eseményhorizontot.

Leo Rodriguez fizikus szerint ugyanakkor az ember valószínűleg még életben is maradhat, mivel az eseményhorizont nem fizikai gát, hanem egyszerűen egy fekete lyuk gravitációs hatásának határa, amelyen még a fény sem tud kiszabadulni belőle.

Közvetlenül a horizont fölé zuhanás előtt az utazónak lehet ideje megnézni, hogyan torzul el a környező csillagok összes fénye, majd egy pontra zsugorodik le, ami előbb pirosra, majd fehérre, majd kékre változik. Ez a lyuk gravitációjának az elhaladó fény hullámhosszaira gyakorolt hatásának köszönhető (ezt hívják "kék eltolódásnak").

De senki sem tudja pontosan megmondani, mi fog történni a láthatáron. A probléma az, hogy a fizika törvényei, amelyeket megszoktunk, ott nem működnek. Ezért a tudósok csak feltételezhetik, mi történik a fekete lyuk anyagával.

Neil Tyson szerint valószínűleg az ember biztonságosan spagettizik, csak nem az eseményhorizont előtt, hanem mögötte. Aztán ami az utazóból megmarad, az egy szingularitásba esik – egy végtelen sűrűségű térrégióba a lyuk közepén. Itt.

Így nem lesznek olyan könyvespolcok és morze-üzenetek a múltból, amelyeket a lányuknak küldenek, mint az Interstellarban.