Naukowcy: Użyć czarne dziury do podróży kosmicznych można, ale tylko delikatnie

Jeden z najbardziej interesujących tematów we współczesnej science fiction jest koncepcja wykorzystania czarnych dziur jako portale do innego wszechświata, czas lub pomiar. Wiele astrofizycy twierdzą, że w obecnych warunkach jest to po prostu niemożliwe. Jednak grupa naukowców z Uniwersytetu stanu Massachusetts w Dortmundzie (USA) uważa, że ta fantazja w rzeczywistości nie jest tak oderwana od rzeczywistości.

są, być może, najbardziej tajemniczymi obiektami we Wszechświecie. Oni — wynik grawitacyjnego kolapsu bardzo masywnych gwiazd, prowadzi do powstania niniejszej osobliwości obiektu nieskończonej gęstości, którzy pojawili się w wyniku kompresji całej gwiazdy do małego punktu. Te gorące punktu o nieskończonej gęstości mają tak potężną grawitacją, że są w stanie dosłownie pękać przestrzeń-czas. Zgodnie z założeniami, fakt ten otwiera możliwość korzystania z tych obiektów dla гиперпространственных podróży.

Oczywiście, wcześniejsze badania naukowe na ten temat mówili o tym, że każdy obiekt, na przykład, statek kosmiczny, czy żywa istota, którzy zdecydują się korzystać z czarną dziurę jako portalu, bardzo szybko o tym pożałują. Nieskończona grawitacyjna osobliwość i wysokie temperatury doprowadzi do tego, że obiekt będzie do momentu, aż całkowicie wyparuje.

Podróż przez czarną dziurę

Naukowa zespół profesora fizyki Гаурава Hanna z Uniwersytetu stanu Massachusetts w Dortmundzie (USA) i ich koledzy z Uczelni Gwinnett w stanie Georgia mogli pokazać, że nie wszystko jest czarne dziury są takie same. Badacze uważają, że u obiektów przechodzących przez duże i wirujące czarne dziury, takie jak na przykład Sagittarius A* w centrum naszej galaktyki, to szanse na przeżycie będą znacznie wyższe.

Wynika to z tego, że u dużych i wirujących czarnych dziur osobliwość działa nieco inaczej, "delikatnie" lub "słabsze" i dlatego istnieje prawdopodobieństwo, że nie będzie uszkadzać te obiekty, które będą z nią współpracować. Na pierwszy rzut oka ten może wydawać się dość dziwnie, jednak naukowcy prowadzą jako wyjaśniającej analogię prosty eksperyment z szybkim ruchem ręki nad palenie świec. Spróbuj i zobaczysz, że ogień nie będzie parzyć.

- Ja Hahn i jego kolega Lior Burko zajmują się zagadnieniami fizyki czarnych dziur ponad dwudziestu lat. W 2016 roku Caroline Маллари, jedna z аспиранток Hanna, inspirowana блокбастером reżysera Christophera Nolana "Międzygwiezdne" postanowiła metody naukowej sprawdzić, czy główny bohater filmu mógł przetrwać po upadku w ogromną wirującą czarną dziurę Gargantua, o masie 100 milionów razy wyższą niż słoneczną.

Sam film, przypomnijmy, został umieszczony w książce noblisty w astrofizyce Kipa Thorne ' a. Opisane w hollywood blockbuster wygląd, wymiary i właściwości fizyczne czarnej dziury Gargantua, będącej jednym z głównych "bohaterów" to film — jego praca.

Opierając się na badanie innego fizyka Amosa Ori, którego wyniki zostały przedstawione kilka lat wcześniej, a także dzięki wsparciu technologii komputerowych, Caroline Маллари stworzyła model komputerowy, w którym odbijają większość efektów fizycznych, które okazywały się na statek kosmiczny, lub dowolny inny obiekt, postawiony w centrum obracającej się czarnej dziury, taka jak Sagittarius A*.

Fałszywa czarna dziura Gargantua z filmu "Międzygwiezdne"

Nawet fryzurę nie помнет?

Model Komputerowy wykazał, że w każdych warunkach obiekt padający w wirującą czarną dziurę nie będzie miał nieskończenie dużych efektów deformacji podczas przejścia przez tak zwany wewnętrzny horyzont osobliwości – obszar czarnej dziury, uniknąć której nie da się w każdym razie. Ponadto, w pewnych okolicznościach wpływ tych efektów będzie tak mało, że obiekt będzie mógł bez problemu przejść przez tę osobliwość, a w niektórych przypadkach w ogóle nie zauważyć wpływu ze strony.

Маллари odkrył również cecha, która w pełni nie przyciąga uwagi wcześniej: efekty osobliwości w kontekście obracającej się czarnej dziury doprowadzi do szybkiego wzrostu cykli rozciągania i kurczenia obiektu, padającego w jej centrum. Jednak badaczka w swojej pracy podkreśla, że w przypadku bardzo dużych czarnych dziur, rozmiar z tego samego Gargantua, siła tych efektów będzie bardzo niewielkie. Jest tak niewielkie, że ani sam statek kosmiczny, nie żywe istoty, znajdujące się na jego pokładzie, prawdopodobnie nawet ich nie zauważy.

Na tym wykresie przedstawiono aktywność fizyczna na stalową ramę statku kosmicznego z jego podejściem do centrum obracającej się czarnej dziury. W małym wkładzie przedstawia szczegółowy obraz obciążenia, która odbędzie się przy maksymalnym zbliżeniu urządzenia. Ważne jest, aby pamiętać, że obciążenie mocno wzrośnie w punkcie maksymalnego zbliżenia z czarną dziurą, ale nie będzie rosnąć w nieskończoność. Innymi słowy, urządzenie i jego załoga mogą przeżyć taką podróż

Ważne jest to, że efekty fizyczne, świadczone na statek, nie będą rosnąć w nieskończoność. Są one ograniczone określonym limitem, nawet pomimo faktu, że będzie się wydawać, że obciążenie na statek będzie rosnąć w nieskończoność zbliża się do czarnej dziury.

Oczywiście, w (omówić ) jest kilka istotnych zaniedbań i założeń, z uwzględnieniem których w innym przypadkuefekt końcowy może być zupełnie inny. Na przykład, w modelu zakłada się, że czarna dziura jest całkowicie odizolowany od wpływu czynników zewnętrznych, takich jak stałe grawitacyjne i inne zakłócenia, spowodowane, na przykład, znajdującego się w pobliżu gwiazdą lub spada w czarną dziurę zewnętrznym promieniowaniem. Należy rozumieć, że zwykle wokół prawdziwych czarnych dziur gromadzi się bardzo dużo różnego materiału: pył, gaz, promieniowanie i tak dalej. Na podstawie tego wszystkiego, logiczną kontynuacją pracy Маллари będzie ponowne badanie tego kontekstu, ale już z uwzględnieniem warunków bardziej realistycznych astrofizycznych czarnych dziur.

Wykorzystanie metod symulacji komputerowych do przewidywania efektów oddziaływania na obiekty znajdujące się w pobliżu czarnych dziur – dość powszechna praktyka. Realnej możliwości sprawdzenia swoich teorii we współczesnej nauki jeszcze nie, dlatego naukowcy muszą aktywnie opierać się na domysłach i symulacji, które pomagają zrozumieć podstawowe rzeczy, prognoz i nowe odkrycia.