Co się stanie, jeśli w pobliżu Ziemi pojawi się czarna dziura?

Jeśli szukasz fascynujący naukowo-popularny serial ": przestrzeń i czas", to wiesz, co to jest "statek wyobraźni" – statek kosmiczny, podróżując po Wszechświecie, z pomocą wyobraźni. Wiodący serialu, astrofizyk Neil degrasse Tyson, podkreślali jest za sterami tego okrętu i pokazuje niedoświadczony widzowi przestrzeń kosmiczną. Bardzo podobał mi się pomysł ze statkiem wyobraźni, więc mam nadzieję, że doktor Tyson nie będzie miał nic przeciwko, jeśli pożyczę ją do tego artykułu. Tak więc, wyobraźmy sobie, że znajdujemy się na pokładzie statku wyobraźni i patrzymy na naszą planetę z daleka. Ale nagle w pewnym momencie znikąd pojawia się czarna dziura. Co się stanie potem?

Co wiemy o czarnych dziurach?

Czarne dziury obchodzą i jednocześnie intrygują nie tylko naukowców. W przyszłości zainteresowanie tym tajemniczym obiektów będzie tylko rosnąć, szczególnie po odkryciu fal grawitacyjnych i pierwszego zdjęcia czarnej dziury. Przypomnę, że istnienie fal grawitacyjnych było przewidzieć w Ogólnej teorii względności Alberta Einsteina, jednak udowodnić ich istnienie udało się dopiero w lutym 2016 roku. Już w 2017 roku naukowcom коллаборации LIGO i VIRGO, którzy dokonali odkrycia, wręczyli .

Grawitacyjne fale stanowią krzywizny pola grawitacyjnego, który występuje z powodu kolizji masywnych obiektów, na przykład, dwóch bardzo masywnych czarnych dziur. Krzywizna pola grawitacyjnego rozprzestrzenia się jak fale, dlatego nazywamy to wydarzenie fal grawitacyjnych. Więcej o tej niesamowitej odkryciu naukowym czytaj w fascynujący .

na Niebiesko podświetlone fal grawitacyjnych, a w środku znajdują się wirujące czarne dziury

Prawie rok temu, 12 kwietnia 2019 roku, jako dzień kosmonautyki, świat ujrzał pierwszą w historii zdjęcie czarnej dziury, a raczej jej horyzontu zdarzeń. Oprócz samego wspaniałym faktu – naukowcy sfotografowali czarną dziurę – to odkrycie udowadniał istnienie tajemniczych potworów. Rzecz w tym, że przez te wszystkie lata czarne dziury były hipotetycznie istniejącymi obiektami. Następnie, kilka miesięcy później, NASA przedstawiła pierwszą , na której można zobaczyć jak ekstremalne siły grawitacyjne, generowane przez te masywnymi obiektami, zniekształcają światło wokół siebie, tworząc efekt krzywego zwierciadła. Jednak bez względu na to, że będziemy mogli zobaczyć czarne dziury, a nawet symulować ich zachowanie, nie wiemy co znajduje się za horyzontem zdarzeń. I jest mało prawdopodobne, dowiemy się w niedalekiej przyszłości. Ale dobre wieści są takie, że nauka, uzbrojona wyobraźnię, pomaga w poszukiwaniu odpowiedzi na te i inne, nie mniej ciekawe pytania.

Masa, moment pędu i ładunek elektryczny czarnej dziury

Tak Więc, wiemy, że czarne dziury pojawiają się w wyniku wybuchów supernowych – to zjawisko, w trakcie którego masywne gwiazdy gwałtownie zmieniają swoją jasność, a następnie znikają. Niektóre z tych gwiazd od razu коллапсируют w czarne dziury, inne przechodzą przez wszystkie etapy ewolucji gwiazd – z supernowej mogą stać się нейтронными gwiazdami – najbardziej gęstymi obiektami we Wszechświecie, które коллапсируют w czarne dziury. Ale jak naukowcy mierzą masę i właściwości tych kosmicznych potworów?

Tak wygląda wymodelowana wizualizacja czarnej dziury, przedstawione NASA

Istnieją trzy właściwości czarnej dziury, które (w zasadzie) jest wymierna: jej masa, moment pędu (spin) i całkowity ładunek elektryczny. Zewnętrzny obserwator, jak my się z wami, z pokładu statku wyobraźni może sądzić tylko o tych trzech parametrach, a tu wszystkie informacje o tym, co znajduje się za horyzontem zdarzeń i jaki czarnej dziury, skład nieznany. Naukowcy nazywają to "pitagorasa klucz o braku włosów», ponieważ wszystkie informacje o pierwotnej materii (nazywają włosami) ukryte za horyzontem zdarzeń. Na podstawie wszystkich trzech parametrów, masa chyba jest najbardziej istotne, a mianowicie: – i ogromne siły grawitacyjne, które ona rodzi – wyrządzają szkody w pobliskich obiektów.

Kosmiczne Spaghetti

Jeśli statek wyobraźni zbyt zbliży się do czarnej dziury, to sam statek i wszyscy jego pasażerowie rozciągają się jak spaghetti.

Wyobraź sobie, że dziób statku patrzy prosto na czarną dziurę. Ponieważ fizycznie bliżej czarnej dziury, będzie go przyciągać do niej silniejszy, niż ogon. Gorzej będzie tylko po prostu z racji tego, że mamy ręce, nogi i głowa: tak jak ręce nie znajdują się w centrum ciała, to będą przyciągać w nieco innym kierunku, niż głowa. To doprowadzi do tego, że części ciała bliżej czarnej dziury będą jak by wciągnąć do środka. Rezultatem będzie nie tylko wydłużenie ciała, ale i jego przerzedzenie (kompresja) w środku.

Jeśli czarna dziura nagle pojawi się obok naszej planety, nas nie сдобровать

W Ten sposób, nasze ciała lub sam statek wyobraźni zacznie przypominać spaghettina długo przed tym, jak dotrze do centrum czarnej dziury. Ale co w takim razie stanie się z planetą, jeśli czarna dziura hipotetycznie pojawi się znikąd obok z Ziemią?

Złe wieści dla Ziemi

Prawa grawitacji, jak wiadomo, tak samo obowiązują w całym Wszechświecie. Dlatego w przypadku naszej planecie będą obowiązywać te same efekty grawitacyjne, co przy спагеттификации: stronę planety, która znajduje się bliżej czarnej dziury, będzie przyciągać jest o wiele silniejszy. Faktycznie pojawienie się obok naszej planety czarnej dziury by oznaczało rychłą zagładę życia na Ziemi, tak i samej planety. Zgadzam się, że to nie jest przyjemna perspektywa. Ale, tak jak nie wiemy, co znajduje się za horyzontem zdarzeń czarnej dziury, statek wyobraźni uderzając w czarną dziurę, może przenieść nas w inną część Wszechświata lub do innego Wszechświata – w zależności od hipotezy . A jeszcze można obejrzeć film "Międzygwiezdne" w 2014 roku, bo tam jest przedstawiona dość ciekawa hipoteza o tym, że może spotkać zagubione kosmicznego wędrowca za horyzontem zdarzeń czarnej dziury.

w Ten statek wyobraźni wyobrażają sobie twórcy serialu