Какво се случва, ако попаднете в черна дупка

2024 Автор: Malcolm Clapton | [email protected]. Последно модифициран: 2023-12-17 03:47

Ако астронавт се приближи до черна дупка, перспективите му не са много светли.

Накратко, той ще умре. По-подробно - не се знае точно какво ще се случи. Науката може само да спекулира. Но няма да има нищо особено приятно, повярвайте ми.

На уважително разстояние черната дупка се държи като звезда с подобна маса - можете да влезете в стабилна орбита около нея и да се въртите там с години. Според учените там могат да съществуват дори обитавани планети. Но колкото повече се приближите до дупката, толкова повече проблеми ще има.

Радиацията ще убие човек

Ако вярвате, че черна дупка ще навреди на човек само когато той пресече хоризонта на събитията (границата около дупката, поради която дори светлината не може да се върне), тогава грешите. Трудностите ще започнат много по-рано и буквално смъртоносни.

Черните дупки рядко са сами. По правило те са заобиколени от огромна купчина материя - газ, която е останала след ухапването на дупката от някаква звезда. Газът лети в орбита с огромна скорост, така че има чудовищна кинетична енергия и се нагрява до гигантски температури.

Това бързо въртящо се и изгарящо горещо нещо около черна дупка се нарича акреционен диск.

Зрителите на Interstellar знаят как трябва да изглежда акреционният диск. Самата черна дупка е невидима, тъй като поглъща всяка светлина, която падне върху нея, но завихрянето на материята около нея може да се види. Именно акреционният диск е светещото оранжево нещо, което телескопите Event Horizon Telescope заснеха през април 2019 г.

Акреционните дискове на черните дупки излъчват мощно електромагнитно излъчване. Енергията на рентгеновите и гама лъчите е милиони милиона пъти по-висока от тази на видимата светлина.

Освен това, теоретично, самата черна дупка също може да излъчва радиация на Хокинг. Вярно е, че астрофизиците все още не са сигурни в това, а мощността на излъчване е незначителна.

Всички тези потоци от заредени частици, които черната дупка разпръсква за стотици светлинни години около себе си, едва ли ще добавят здраве. Небесното тяло ще довърши човек дори при приближаване с обикновена радиация, без да прибягва до нарушения на топологията на пространството и времеви изкривявания.

Ще бъде изгорен от материята на акреционния диск

Да предположим, че астронавтът се е погрижил предварително за радиационната безопасност – например да облече едно метър дебело палто с оловна подплата върху скафандър. И, решен да разбере какво има в мистериозните дълбини на черната дупка, продължава свободно да пада към нея.

Но друго препятствие очаква изследователя, а именно: вече познатият ни акреционен диск. Състои се от много горещ газ.

Дискът се нагрява, когато газовите частици се сблъскват една с друга, правейки кръгове с главоломна скорост около черната дупка. Кинетичната енергия се трансформира в топлинна енергия и се справя толкова добре - материята близо до средна черна дупка може да се нагрее до милиони или дори трилиони Келвин. Това е малко по-високо от температурата на нашето Слънце например - 5778 K на повърхността, 15 милиона K в ядрото.

Вероятно не си струва да напомняме, че не е безопасно да летите през потоци от нажежаема плазма. Ако човек не е убит от радиация, тогава висока температура.

Като цяло, акреционните дискове на свръхмасивни черни дупки в центровете на галактиките са сред най-ярките обекти в космоса. Наричат се "квазари". Най-горещото от всички тях, J043947.08 + 163415.7, се пече като 600 трилиона нормални жълти джуджета като Слънцето, ако те заговорничат и говорят наведнъж.

Периодично, между другото, черните дупки изпращат във Вселената релативистични струи или струи - плазмени потоци със скорост, близка до светлината, обикновено по двойки, насочени от полюсите в противоположни посоки.

Астрофизиците все още спорят защо това се случва, но изглежда, че магнитните полета около дупката правят нещо интересно с газа в акреционния диск. Струята може да изригва непрекъснато в продължение на 10 до 100 милиона години.

И така, падайки върху черна дупка, човек трябва да избягва полюсите й, за да не попадне под релативистичните струи.

Спагетизира се

С оглед на горното вероятно е най-добре да пътувате до черна дупка без акреционен диск. Случват се и такива - ако в квартала няма звезди, от които да помпаш газ. Тоест дупката вече ги е погълнала безопасно всички.

Например, черната дупка в центъра на галактиката Markarian 1018 е засмукала цялата материя около себе си и е останала без газ наблизо. Астрофизиците наричат такива дупки гладуващи. Горки неща.

Или свръхмасивната дупка Стрелец А в центъра на нашия Млечен път - тя има изключително малък, незабележим диск 1.

2.. Ето защо е толкова трудно да я държим под око.

Като цяло е напълно възможно да се приближи до хоризонта на събитията на черна дупка, без да се сблъсква с потоци гореща плазма.

Проблемите, които астронавтът ще има по-нататък, ще зависят от размера на черната дупка.

Ако човек падне върху обект, който има маса, да речем, около една слънчева маса (332 946 пъти масата на Земята), тогава това ще се случи.

С приближаването на това интересно небесно тяло силата на гравитацията, с която то въздейства на човек, също ще се увеличава. На определено разстояние от дупката се оказва, че гравитацията върху краката ще бъде многократно по-голяма от гравитацията на главата. Тази разлика се нарича "приливна сила".

Резултатите от влиянието на тази сила са описани от физика Нийл ДеГрас Тайсън в книгата „Смърт в черна дупка и други малки космически неприятности“.

Първо, приливните сили на черната дупка ще разкъсат астронавта наполовина точно в средата на тялото (ако, разбира се, той падне в дупката като войник, а не настрани). Тогава той ще разкъса краката и торса си наполовина. После пак. И така в геометрична прогресия, докато дори атомите, от които е направена жертвата, се разпадат на елементарни частици. Тогава целият този поток от частици ще бъде отвъд хоризонта на събитията.

Земята също създава приливна сила върху тялото ви, но не достатъчно, за да ви разкъса, така че не се притеснявайте.

Това е всичко. Феноменът шеговито се нарича „спагетификация“. Обикновено приливните сили на черните дупки ще спестят звездите, но те ще се справят и с хората.

Има обаче едно предупреждение.

Ще се случи нещо ужасно, но няма да знаем какво точно

Приливните сили, както обяснява Нийл Тайсън, увеличават колкото повече размерът на обекта спрямо разстоянието до центъра на дупката. Това означава, че черна дупка със среден размер ще разкъса астронавта на парчета и ще се раздели на атоми дори при приближаване.

Но ако черната дупка е достатъчно масивна и с огромен радиус, нейните приливни сили ще започнат да разтягат пътника, след като той пресече хоризонта на събитията.

В същото време вероятно човек дори може да оцелее, казва физикът Лео Родригес, защото хоризонтът на събитията не е физическа бариера, а просто границата на гравитационния ефект на черна дупка, върху която дори светлината не може да избяга от нея.

Точно преди да падне над хоризонта, пътникът може да има време да види как цялата светлина на околните звезди се изкривява и след това се свива до точка отзад, която първо ще стане червена, след това бяла, след това синя. Това се дължи на ефекта на гравитацията на дупката върху дължините на светлината, преминаваща покрай нея (това се нарича "синьо изместване").

Но никой не може да каже какво точно ще се случи на хоризонта. Проблемът е, че законите на физиката, с които сме свикнали, не работят там. Следователно учените могат само да предполагат какво се случва с материята в черната дупка.

Най-вероятно, според Нийл Тайсън, човек спагетизира безопасно, просто не преди хоризонта на събитията, а зад него. Тогава това, което остава от пътника, ще попадне в сингулярност - област на пространството с безкрайна плътност в центъра на дупката. Тук.

Така че няма да има рафтове с книги и съобщения с морзова азбука от миналото, изпращани до дъщеря им като в Interstellar.