tila

Mitä tapahtuu, jos aurinkojärjestelmään ilmestyy musta aukko?

Ajattelukokeet ovat hieno asia. Voimme kuvitella, mitä tapahtuu, jos kuu katoaa, ja epäilemme, että esi-isämme näkivät Linnunradan supermassiivisen mustan aukon. Arvaamme, että kuu ei aina ollut kuollut ja kylmä ja että joet ja meri virtaivat kerran Marsille. Mutta olemme galaksin reunalla, ja mustia aukkoja meille melkein ei ole. Entä jos yksi heistä muodostuu aurinkokunnassa? Onko tämä periaatteessa mahdollista?

Yötaivaalla alkoi tapahtua outoja asioita. Seuraat, kuten monet muutkin, aktiivisesti uutisia. Presidentti puhuu, häntä tukevat astrofysiikit, geologit ja klimatologit. Hän on hermostunut, mutta kunnioittaen perinteitä hän jakaa uutiset ”huonoihin” ja “hyviin”. Hyvä uutinen: emme ole kuolleet, planeettaa ei ole tuhottu, sitä ei ole kuljetettu avaruuteen eikä sitä ole purettu painovoimapyörässä. Huono: odotamme "erittäin mielenkiintoista ilmastomuutosta". Yrittäminen selviytyä lähellä mustaa reikää on kuin paeta Titanicusta - kylmän kuoleman vuoksi merellä.

Ennen kuin tavoitat hälytyksentapaus tai aloita hullu: älä pelkää, tämä on vain henkinen kokeilu. Mustat aukot ovat yksi maailmankaikkeuden pahimmista ilmiöistä. Heidän valtava paino taivuttaa tilaa ja aikaa - ja ymmärrystämme luonteesta - rajaan, yhteen pisteeseen. Supermassiiviset mustat aukot (kuten tämä) piiloutuvat galaksien ytimissä ja imevät miljoonia, miljardeja tähtiä. Tähän mennessä tarkin kuva mustasta aukosta, havaitsimme elokuvassa "Tähtienvälinen". Itse asiassa tämä ilmiö on monta kertaa pahempi.

Mitä tapahtuu, jos musta aukko syntyy tai löydetään lähellä aurinkokuntamme?

Sisältö

  • 1 Tervehdys abyssista
  • 2 Kaareva tila ja aika
  • 3 aika on tullut
  • 4 hyviä ja huonoja uutisia
  • 5 Tapahtumahorisontin ulkopuolella

Hei kuiluun


Tähän asti tarkin musta aukon kuva

Sinun on selvitettävä se järjestyksessä. Kuinka lähellä se on? Mistä alkaen? Mikä on massa?

On heti huomattava, että aurinko ei koskaantulee musta aukko. Tätä varten tarvitsemme massaa, joka ylittää aurinkomassan kertoimella 10-15. Sitten tapahtuu painovoimainen romahtaminen, ja painovoiman vaikutuksessa aine romahtaa kirjaimellisesti yhdessä pisteessä. Samanlainen ilmiö on vetypommien ytimessä ja kylmäfuusion teoriassa, ellei painovoimalla ole erilaista roolia. Lisäksi muut naapurissa sijaitsevien galaksien tähdet eivät sovellu potentiaalisten mustien reikien rooliin. Suurin osa heistä on punaisia ​​kääpiöitä ja niiden massa on 8–60% aurinkoomme.

Kaksi vaihtoehtoa on jäljellä: joko musta aukko ilmaantuu spontaanisti ympäristöömme tai tulee mistään. Ensimmäinen olisi mahdollista, jos kaikki pelot suuren hadronin kolarittimen ympärillä saisivat merkityksen ja tekisivät keinotekoisesti mustan aukon. Mutta ei, se ei ole mahdollista.

Mitä tulee toiseen, tähtitieteilijät ja astrofysiikotvahvisti noin 2000 vaeltavan mustan aukon olemassaolon, mutta mahdollisuudet, että yksi niistä saavuttaa meidät, ovat lähellä nollaa. Ja kuten kirjailija Douglas Adams totesi:

”Kosmos on mahtava. Et yksinkertaisesti voi ymmärtää kuinka uskomatonta ja henkeäsalpaavan hienoa se on. Tarkoitan, se voi tuntua pitkältä tieltä apteekkiin, mutta avaruustason mukaan se on siemeniä. "

Musta aukon todennäköisyys on kuitenkin liian mielenkiintoinen tapahtuma ohittaakseen.

Tilan ja ajan vääristyminen

Jos katsot mustaa reikää kaukaa, seon kuin mikä tahansa muu massiivinen esine. Vaikka se on aivan edessäsi, se noudattaa klassisen mekaniikan lakeja ja Newtonin yleisen painovoiman lakia, jonka mukaan kahden esineen välinen vetovoima on verrannollinen niiden massaan ja vähenee etäisyyden kasvaessa. Toisin sanoen, R136a1: n, sinisen kääpiön, joka painaa 265 aurinkoa, ja saman painoisen mustan aukon välillä ei ole painovoimaeroa.

Mene lähemmäksi mustaa reikää päästäksesi sisäänsen painovoimakenttä, ja törmäät kahteen erilaiseen sääntöjoukkoon. Einsteinin yleisen suhteellisuusteorian avulla, joka sallii tilan ja ajan vääristävien mustien reikien olemassaolon, ja äärimmäisen painovoiman, joka vie tämän kaarevuuden äärimmäisyyksiin.

Jos haluat tutkia mustaa reikää indeksoimattaavaruusaluksen, huomaat, että mitä lähempänä olet valtavan massan keskipisteessä, sitä enemmän moottorit repivät pitämään sinut pyöreällä kiertoradalla. Ensinnäkin pienet rakettipulssit voivat vakauttaa sen; mutta mitä pidemmälle menet, sitä enemmän energiaa sinun täytyy kuluttaa, jotta et poistu kiertoradalta. Seurauksena on, että vain rakettimoottorien keskeytymätön toiminta erottaa sinut kaiken kuluttavasta. Interstellar-elokuvassa - ja tämä johtuu Christopher Nolanista ja Kip Thornesta - nämä vaikutukset osoitettiin kuitenkin yllättävän kunnollisina.

Heti kun polttoaine loppuu (tai sinullaäkkiä päättää sammuttaa moottorit), ylität mustan aukon tapahtumahorisontin, jonka rajan takana edes valo ei voi palata. Sen jälkeen joudut vastaamaan kaikista syntistäsi. Mikään ei estä loputtomia liikkeitä kohti singulaarisuutta - äärettömän tiivistyneen tilan ja ajan ydin, jossa fysiikka, kuten me sen tiedämme, muuttuu palloksi ja virisee.

Eteneessäsi aika tulee olemaanhidastaa. Erittäin vahva. Sinun mielestäsi mikään ei muutu, mutta temppusi seuranneet ystäväsi näkevät jotain epäselvää salamaa. Mutta vain tapahtumien horisonttiin - valo ei ylitä sitä, mikä tarkoittaa, että kukaan ei voi nähdä sinua. Täydellinen rikos, eikö niin?

Ajan gravitaatiokaarevuus - ilmiötarpeeksi tavallinen, mutta liian heikko huomaamaan. Esimerkiksi maapallolla, kun olet asunut miljardin vuoden ajan merenpinnalla, sinä olet sekunti nuorempi kuin ikäisensä, joka asui Everestin yläpuolella. He sanovat, että aika pelkää pyramideja, mutta sinun on vietettävä liian paljon aikaa nojaten hänen poskensa tunteaksesi ajan hidastumista Pariisissa.

Aika pyörii mustassa aukossa. Kun sanomme, että putoamista singulaarisuuteen ei voida välttää, se ei tarkoita pelkästään painovoiman vääjäämätöntä toimintaa tai tilan vääristymistä. Aika mustassa aukossa on puristettu niin pitkälle, että polusta singulaarisuuteen tulee kirjaimellisesti tulevaisuutesi. Yksittäisyydestä pakeneminen on kuin yrittäisi pysäyttää ajan.

Mitä tapahtuu aurinkokuntajärjestelmällemme, jos se kovaa mustan aukon vihaa ja putoaa sen porealtaaseen?

Aika on tullut

Oletetaan, että meillä on musta aukko, joka on lukittukaksoisjärjestelmässä syleilyssä tähteen kanssa, joka valmistautuu tulemaan supernovaksi. Yhtäkkiä tämä tapahtuu, painovoima jättiläinen ampuu suuntaan suuntaan kymmenien ja satojen kilometrien sekunnissa nopeudella. Kuinka me tiedämme tästä?

Vastaus on yksinkertainen: Emme tiedä, kunnes hän törmää jonkin kanssa, koska mustien reikien massiivinen painovoima ei edes vapauta valoa. Joten sen sijaan, että yrittäisimme löytää mustaa pippuria mustalta matolta, katsotaanpa muutamia tapoja, jotka auttavat meitä tunnistamaan suoraan mustan aukon.

Ensinnäkin mustan aukon revitty aine emittoi säteilyä, kun lisäyslevy pyörii. Ympärillä oleva tila hehkuu kuin joulukuusi yön pimeydessä.

Toiseksi mustan ympäröivän tilan vääristyminenreikiä voidaan havaita maallisilla menetelmillä. Esimerkiksi käyttämällä painovoimalinssiä, joka ennustettiin Einsteinin yleisen suhteellisuusteorian puitteissa. Vaikutus ilmenee lähellä massiivisia esineitä ja sen kirjaavat tähtitieteilijät. Samaa menetelmää käytetään tumman aineen etsimiseen.

Mutta jopa ihanteellisissa olosuhteissa, havaitse mustareikä on siten vaikeampi kuin kirppujen löytäminen täplikäs koira yöllä kiikarilla. Silmä silmällä. Painovoimaisen linssin onnistumiseksi mustan aukon on kuljettava meidän ja tähden välillä. Ja sen jälkeen meidän on vielä onniteltava.

Lisäksi musta reikä voi tuntea itsensä,jos se on vuorovaikutuksessa taivaankappaleiden, kuten planeettojen, tähtien, asteroidien ja komeetojen, kanssa, mikä vie meidät jälleen avainkysymykseen: kuinka lähellä naapurustossa sijaitseva oletettu musta aukko sijaitsee?

Tietysti, mitä lähempänä, sitä vaarallisempaa. Lähestyessään planeettojen ja kuukausien kiertoratoja, he tanssivat kuin verkossa kiinni oleva varpunen, vetäen kiertoratakaareja sen taakse ja häiritseen järjestystä, jota he ovat yrittäneet koota osiin Nikolai Kopernikuuksen ajoista lähtien.

Täällä, maan päällä, vuorovesien vuorovedet ja lohkottaivaan väri. Jos painovoima, kuten Zhirinovsky on määrännyt, siirtää planeetan kiertoradan kauempana Auringosta, tekee siitä lähemmäksi, tekee siitä elliptisemmän, kärsimme parhaimmillaan lämpötilan ja omituuden muutoksista vuodenaikojen myötä. Pahimmassa tapauksessa (sen lisäksi, että se tulee osaksi mustaa reikää), Maa voi pudota aurinkoon tai mennä pitkälle matkalle avaruuden syvyyksiin, johtaen meidät kaikki kylmään kuolemaan.

Kuuluisa astrofysiikka Neil de Grasse Tyson ilmaisi kerran ytimekkäästi ongelmat, joita voisi syntyä, jos lähellä löydettäisiin "musta vieras":

"Jos musta aukko vierailee meissä, aurinkojärjestelmällä on huono päivä."

No, koska olemme tuomittu, kerätään rohkeutesi ja sukellaan kohti ainutlaatuisuutta.

Hyviä ja huonoja uutisia

Venäjän kielellä on kuuden kirjaimen sanakuvaa parhaiten sitä, mikä meitä odottaa. Kutsumme sitä vain toivottomaksi. Tutkijat oppivat jakamaan nolla, ja päädyimme mustaan ​​reikään. Jopa Bruce Willis yhdessä rohkean öljytyöläisten miehistön kanssa, joka oli käynyt erityiskoulutuksessa Tšeljabinskassa, ei olisi pelastanut meitä.

Jos Neptunuksen läheisyyteen ilmestyisi musta aukko, niin meillä olisitunsi sen heti. Tutkijat tuntevat Neptunuksen kiertoradan niin hyvin, että pystyvät havaitsemaan jopa yhden kaarisekunnin poikkeaman (kulmamittayksikkö). Tavallinen musta aukko, jonka massa on kymmenen aurinkoa lentää nopeudella 300 km / s, pettäisi itsensä valovuoden kymmenesosan etäisyydellä.

Ja tässä on viimeinen pala hyviä uutisia: Tämän kokoinen musta reikä antaa meille vähintään 100 vuotta maallisten asioiden hoitamiseksi. Ehkä tämänkaltainen vaara pysäyttää kaikki maalliset sodat tai käynnistää yhden maailmanlaajuisen sodan. Ehkä ihmiskunnalla on aikaa tuhota itsensä yksin, heti kun he saavat selville, että sadan vuoden aikana - kaikki, kaput. Sillä ei ole toistaiseksi merkitystä. Jos reikä liikkuu hitaammin, kohtalokas odotusaika kasvaa kymmenkertaiseksi. Ja silloin pitäisi olla tarpeeksi aikaa arkin rakentamiseen tai planeettalaukun keräämiseen asioiden kanssa.

Kun lähestyt Neptunusta, musta kuolemavetää kaasujätteen kiertoradalta. Planeetta alkaa käyttäytyä omituisesti: Kun se siirtyy poispäin meistä, tapahtuu punasiirtymä - säteilyn aallonpituus, mukaan lukien valo, menee punaiseen spektriin. Heti kun Neptunus on mustan aukon takana, painovoimalinssi venyy mustan pallon yli ja virtaa sen ympärille. Kun planeetta ilmestyy jälleen, jo edessämme, sen värit käyvät läpi sinisen siirtymisen - aallonpituus menee spektrin tähän päähän.

Punainen ja sininen siirtymä on pääsääntöisesti seuraus tähtiesineen poistumisesta tai lähentämisestä suhteessa meihin. Samanlainen kuin Doppler-vaikutus.

Koska musta aukko "syö" planeetta,kaasu pyörii painovoimakierreessä, kuten sokeri puuvillasukkien luomisen aikana. Näkemyksemme mukaan spiraali menee ikuisesti tapahtumahorisonttiin. Mutta Neptunuksen kuoleman lähettämä valo heijastuu negatiivisen mustasta reiästä, kuten aurinkokorona pimennyksen aikana.

Mitä lähempänä musta aukko on maapallon kanssa, sitä enemmän ympäröivä vääristysvaikutus näkyy, kuten vinopeilissä. Kaikki kaukoputket näkevät vain tyhjän aukon mustan aukon keskellä.

Jos musta kuolema on supermassiivistamusta aukko, historia loppuu - sen tapahtumahorisontti on viisi kertaa suurempi kuin aurinkokunta. Mutta se on tylsää. Otetaanpa pienempi esimerkki ja yritetään silti tehdä tämän hirviön sisäpinta.

Tapahtumahorisontin ulkopuolella

Me liikumme kanin reikää pitkin tietäen, että sinunhänen tunteminen on hyvin lyhytaikaista. Toivomme, että meillä on ainakin aika arvioida mustan aukon sisustus. Onneksi meille, mutta valitettavasti aurinkokunnalle, tämä musta aukko on supermassiivinen. Muutimme sääntöjä, mutta jos emme olisi tehneet tätä, kaikki olisi jostain syystä päättynyt.

Pienessä mustassa aukossa - sanoen, jonka massa on 30auringot - painovoiman lisääntymisen aiheuttamat vuoroveden voimat repisivät meidät erilleen kauan ennen kuin olimme saavuttaneet tapahtumahorisontin. Mutta siellä painovoima on noin miljoona maallista. Jotta voimme nauttia voitosta - koska olemme saavuttaneet tapahtumahorisontin - meillä ei ole 0,0001 sekuntia.

Supermassiivisessa mustassa aukossa, jonka massa on 5Miljoonaa aurinkoa, kuten se, joka sijaitsee galaksiamme keskustassa, odottaa meitä täysin erilainen kokemus. Jokaisella mustalla aukolla, joka on absorboinut yli 30 tuhannen auringon massan, on vuorovesivoimia, joiden painovoima on vähemmän kuin yksi maa tapahtumahorisontissa. Meillä on 16 sekuntia katsoa ympärilleen (ja muuttaa pelisääntöjä) ennen kuin saavutamme singulaarisuuden pisteen. Mitä enemmän massaa, sitä enemmän aikaa.

Kaatuminen tapahtumahorisontin läpi on kuin prosessinukahtaminen tai rakastua: on vaikea määrittää lähtökohta, kun tämä tapahtuu, mutta sen jälkeen todellisuustunne on täysin erilainen. Näet tähdet mustassa aukossa (valo tulee, mutta ei päinvastoin), mutta sen ympärillä oleva tila muistuttaa saippuakuplia.

No, kun olet murskattu nollaan, sinätulet äärettömän kaarevuuden pisteeseen, jossa meille tiedossa oleva aika ja tila loppuu. Ja oppia miten fysiikka toimii tässä ajassa ja tilassa olevan äärettömän kaarevuuden, äärettömän massan ja tiheyden kohdalla, meillä ei yksinkertaisesti ole mahdollisuutta. Joskus näyttää siltä, ​​että mustan aukon sydän paljastaa meille kaikki maailmankaikkeuden salaisuudet tai herättää äärettömän määrän kysymyksiä. Mutta tämä on vain arvaus.