Čo sa stane, ak spadnete do čiernej diery

2024 Autor: Malcolm Clapton | [email protected]. Naposledy zmenené: 2023-12-17 04:09

Ak sa astronaut priblíži k čiernej diere, jeho vyhliadky nie sú príliš svetlé.

Skrátka zomrie. Podrobnejšie - nie je presne známe, čo sa stane. Veda môže len špekulovať. Ale nebude to nič mimoriadne príjemné, verte mi.

V úctivej vzdialenosti sa čierna diera správa ako hviezda podobnej hmotnosti – môžete okolo nej vstúpiť na stabilnú obežnú dráhu a tam rotovať roky. Podľa vedcov tam môžu existovať aj obývané planéty. Ale čím bližšie sa k diere dostanete, tým viac problémov bude.

Žiarenie zabije človeka

Ak si myslíte, že čierna diera ublíži človeku až vtedy, keď prekročí horizont udalostí (hranicu okolo diery, kvôli ktorej sa nemôže vrátiť ani svetlo), tak ste na omyle. Ťažkosti začnú oveľa skôr a doslova smrteľné.

Čierne diery sú zriedka osamelé. Spravidla ich obklopuje obrovská hromada hmoty – plynu, ktorá zostala po prehryznutí diery nejakou hviezdou. Plyn letí na obežnej dráhe obrovskou rýchlosťou, takže má obludnú kinetickú energiu a zahrieva sa na gigantické teploty.

Táto rýchlo sa otáčajúca a spaľovne horúca vec okolo čiernej diery sa nazýva akrečný disk.

Medzihviezdni diváci vedia, ako by mal akrečný disk vyzerať. Čierna diera samotná je neviditeľná, pretože pohlcuje akékoľvek svetlo, ktoré na ňu dopadá, ale vírenie hmoty okolo nej je vidieť. Práve akrečný disk je tá žiariaca oranžová vec, ktorú teleskopy Event Horizon Telescope zachytili v apríli 2019.

Akréčné disky čiernych dier vyžarujú silné elektromagnetické žiarenie. Energia röntgenového a gama žiarenia je milión miliónkrát vyššia ako energia viditeľného svetla.

Navyše teoreticky môže Hawkingovo žiarenie vyžarovať aj samotná čierna diera. Pravda, astrofyzici si tým ešte nie sú istí a sila žiarenia je zanedbateľná.

Všetky tieto prúdy nabitých častíc, ktoré čierna diera okolo seba rozptyľuje stovky svetelných rokov, pravdepodobne nepridajú na zdraví. Nebeské teleso ukončí človeka aj pri priblížení obyčajným žiarením bez toho, aby sa uchýlilo k narušeniu topológie priestorových a časových skreslení.

Spáli ho hmota akrečného disku

Predpokladajme, že astronaut sa vopred postaral o radiačnú bezpečnosť – napríklad si cez skafander obliekol jeden meter hrubý kabát s olovom. A odhodlaný zistiť, čo je v tajomných hlbinách čiernej diery, pokračuje vo voľnom páde smerom k nej.

Na výskumníka však čaká ďalšia prekážka, a to: nám už známy akrečný disk. Pozostáva z veľmi horúceho plynu.

Disk sa zahrieva, keď sa častice plynu navzájom zrazia, čím sa okolo čiernej diery vytvárajú kružnice závratnou rýchlosťou. Kinetická energia sa transformuje na tepelnú energiu a robí to dobre - hmota v blízkosti priemernej čiernej diery sa môže zahriať na milióny alebo dokonca bilióny Kelvinov. Tá je o niečo vyššia ako napríklad teplota nášho Slnka – 5 778 K na povrchu, 15 miliónov K v jadre.

Asi nemá cenu pripomínať, že nie je bezpečné lietať cez prúdy žeravej plazmy. Ak človeka nezabije žiarenie, tak vysoká teplota.

Vo všeobecnosti patria akrečné disky supermasívnych čiernych dier v centrách galaxií medzi najjasnejšie objekty vo vesmíre. Nazývajú sa „kvasary“. Najhorúcejší zo všetkých, J043947.08 + 163415.7, praží ako 600 biliónov normálnych žltých trpaslíkov ako Slnko, ak sa sprisahali a hovorili naraz.

Mimochodom, čierne diery pravidelne vysielajú do vesmíru relativistické výtrysky alebo výtrysky - prúdy plazmy rýchlosťou blízkou rýchlosti svetla, zvyčajne v pároch, nasmerované z pólov v opačných smeroch.

Astrofyzici stále diskutujú, prečo sa to deje, no vyzerá to tak, že magnetické polia okolo diery robia niečo zaujímavé s plynom v akréčnom disku. Výtrysk môže nepretržite vybuchovať 10 až 100 miliónov rokov.

Takže pri páde na čiernu dieru sa človek musí vyhnúť jej pólom, aby nespadol pod relativistické prúdy.

Špagetuje

Vzhľadom na vyššie uvedené je pravdepodobne najlepšie cestovať do čiernej diery bez akréčného disku. Aj tie sa stávajú – ak v susedstve nie sú hviezdy, z ktorých by ste mohli čerpať plyn. To znamená, že diera ich už všetkých bezpečne pohltila.

Napríklad čierna diera v strede galaxie Markarian 1018 nasala všetku hmotu okolo seba a zostala bez plynu nablízku. Astrofyzici nazývajú takéto diery hladom. Chudáci.

Alebo supermasívna diera Sagittarius A v strede našej Mliečnej dráhy – má extrémne malý, nepostrehnuteľný disk 1.

2.. Preto je také ťažké udržať ju na očiach.

Vo všeobecnosti je celkom možné priblížiť sa k horizontu udalostí čiernej diery bez toho, aby sa zrazila s prúdmi horúcej plazmy.

Problémy, ktoré bude mať astronaut najbližšie, budú závisieť od veľkosti čiernej diery.

Ak človek spadne na objekt, ktorý má hmotnosť povedzme približne jednu slnečnú hmotnosť (332 946-násobok hmotnosti Zeme), stane sa toto.

Keď sa k tomuto zaujímavému nebeskému telesu priblížime, zvýši sa aj sila gravitácie, ktorou na človeka pôsobí. V určitej vzdialenosti od otvoru sa ukazuje, že gravitácia na nohách bude mnohonásobne väčšia ako gravitácia na hlavu. Tento rozdiel sa nazýva „slapová sila“.

Výsledky vplyvu tejto sily popisuje fyzik Neil DeGrasse Tyson v knihe „Smrť v čiernej diere a iné malé kozmické ťažkosti“.

Najprv slapové sily čiernej diery roztrhnú astronauta na polovicu presne v strede tela (ak, samozrejme, spadne do diery ako vojak, a nie bokom). Potom si roztrhne nohy a trup na polovicu. Potom znova. A tak geometrickým radom, až kým sa aj atómy, z ktorých je obeť vyrobená, nerozpadnú na elementárne častice. Potom bude všetok tento prúd častíc za horizontom udalostí.

Zem tiež vytvára na vaše telo prílivovú silu, ale nie dostatočnú na to, aby vás roztrhla, takže sa nebojte.

To je všetko. Tento jav sa vtipne nazýva „špagetifikácia“. Slapové sily čiernych dier zvyčajne špagetujú hviezdy, ale poradia si aj s ľuďmi.

Je tu však jedno upozornenie.

Stane sa niečo strašné, ale čo presne sa už nedozvieme

Slapové sily, ako vysvetľuje Neil Tyson, sa zväčšujú, čím viac je veľkosť objektu vo vzťahu k vzdialenosti od stredu diery. To znamená, že stredne veľká čierna diera roztrhá astronauta na kusy a rozdelí sa na atómy aj pri priblížení.

Ak je však čierna diera dostatočne masívna a má obrovský polomer, jej slapové sily začnú naťahovať cestujúceho, keď prekročí horizont udalostí.

Zároveň pravdepodobne môže človek dokonca prežiť, hovorí fyzik Leo Rodriguez, pretože horizont udalostí nie je fyzickou bariérou, ale jednoducho hranicou gravitačného účinku čiernej diery, z ktorej nemôže uniknúť ani svetlo.

Tesne pred pádom za horizont môže mať cestovateľ čas vidieť, ako je všetko svetlo okolitých hviezd skreslené a potom sa scvrkne do bodu za, ktorý sa najskôr zmení na červenú, potom na bielu a potom na modrú. Je to spôsobené vplyvom gravitácie diery na vlnové dĺžky prechádzajúceho svetla (toto sa nazýva „modrý posun“).

Nikto však nevie presne povedať, čo sa stane za horizontom. Problém je, že tam nefungujú fyzikálne zákony, na ktoré sme zvyknutí. Vedci preto môžu len predpokladať, čo sa stane s hmotou v čiernej diere.

S najväčšou pravdepodobnosťou podľa Neila Tysona človek špagetuje bezpečne, len nie pred horizontom udalostí, ale za ním. Potom to, čo zostane z cestovateľa, spadne do singularity - oblasti priestoru s nekonečnou hustotou v strede diery. Tu.

Nebudú sa teda ich dcére posielať žiadne police s knihami a morzeovky z minulosti ako v Interstellar.