Vad händer om du faller i ett svart hål

2024 Författare: Malcolm Clapton | [email protected]. Senast ändrad: 2023-12-17 04:11

Om en astronaut närmar sig ett svart hål är hans utsikter inte särskilt ljusa.

Kort sagt, han kommer att dö. Mer detaljerat - det är inte känt exakt vad som kommer att hända. Vetenskapen kan bara spekulera. Men det blir inget särskilt trevligt, tro mig.

På ett respektfullt avstånd beter sig det svarta hålet som en stjärna med liknande massa - du kan gå in i en stabil bana runt den och rotera där i flera år. Enligt forskare kan även bebodda planeter existera där. Men ju närmare hålet man kommer, desto fler problem blir det.

Strålning kommer att döda en person

Om du tror att ett svart hål kommer att skada en person först när han korsar händelsehorisonten (gränsen runt hålet, på grund av vilken inte ens ljus kan återvända), så har du fel. Svårigheter kommer att börja mycket tidigare, och bokstavligen dödliga.

Svarta hål är sällan ensamma. Som regel är de omgivna av en enorm hög med materia - gas, som lämnades efter att hålet bitits av någon stjärna. Gas flyger i omloppsbana med en enorm hastighet, så den har monstruös kinetisk energi och värms upp till gigantiska temperaturer.

Denna snabbt snurrande och förbrännande heta sak runt ett svart hål kallas en ackretionsskiva.

Interstellära tittare vet hur en accretion disk ska se ut. Det svarta hålet i sig är osynligt, eftersom det absorberar allt ljus som faller på det, men materiens virvling runt det kan ses. Det är ackretionsskivan som är den glödande orange saken som Event Horizon Telescope-teleskopen fångade i april 2019.

Accretionskivorna av svarta hål avger kraftfull elektromagnetisk strålning. Energin hos röntgenstrålar och gammastrålar är en miljon miljoner gånger högre än för synligt ljus.

Dessutom, teoretiskt sett, kan det svarta hålet i sig också sända ut Hawking-strålning. Det är sant att astrofysiker ännu inte är säkra på detta, och strålningseffekten är försumbar.

Alla dessa strömmar av laddade partiklar, som det svarta hålet sprider i hundratals ljusår runt sig, är osannolikt att tillföra hälsa. Himlakroppen kommer att avsluta en person även när den närmar sig med vanlig strålning, utan att tillgripa kränkningar av topologin för rums- och tidsförvrängningar.

Det kommer att brännas av ackretionsskivan

Anta att astronauten tog hand om strålsäkerheten i förväg - ta till exempel på en en meter tjock blyfodrad kappa över en rymddräkt. Och fast besluten att ta reda på vad som finns i det svarta hålets mystiska djup, fortsätter han att falla fritt mot det.

Men ett annat hinder väntar forskaren, nämligen: den ackretionsskiva som vi redan känner till. Den består av en mycket het gas.

Skivan värms upp när gaspartiklar kolliderar med varandra och bildar cirklar i rasande hastighet runt det svarta hålet. Kinetisk energi omvandlas till termisk energi, och det gör det så bra - materia nära ett genomsnittligt svart hål kan värma upp till miljoner eller till och med biljoner Kelvin. Detta är något högre än till exempel vår sols temperatur - 5 778 K vid ytan, 15 miljoner K vid kärnan.

Förmodligen är det inte värt att påminna om att det inte är säkert att flyga genom strömmar av glödande plasma. Om en person inte dödas av strålning, då en hög temperatur.

I allmänhet är ansamlingsskivorna av supermassiva svarta hål i galaxernas centrum bland de ljusaste objekten i rymden. De kallas "kvasarer". Den hetaste av dem alla, J043947.08 + 163415.7, steker som 600 biljoner normala gula dvärgar som solen, om de konspirerade och talade på en gång.

Periodvis skickar förresten svarta hål in i universum relativistiska jetstrålar, eller jetstrålar, - plasmaströmmar med nästan ljushastighet, vanligtvis i par, riktade från polerna i motsatta riktningar.

Astrofysiker diskuterar fortfarande varför detta händer, men det ser ut som att magnetfälten runt hålet gör något intressant med gasen i ansamlingsskivan. Strålen kan bryta ut kontinuerligt i 10 till 100 miljoner år.

Så, när en person faller på ett svart hål, måste en person undvika sina poler för att inte falla under de relativistiska strålarna.

Det spaghettiserar

Med tanke på ovanstående är det förmodligen bäst att resa till ett svart hål utan en accretion disk. Dessa händer också - om det inte finns några stjärnor i grannskapet som du kan pumpa gas från. Det vill säga, hålet har redan svalt dem alla säkert.

Till exempel sög det svarta hålet i centrum av galaxen Markarian 1018 in all materia runt det och lämnades utan gas i närheten. Astrofysiker kallar sådana hål svältande. Stackars saker.

Eller det supermassiva hålet Sagittarius A i mitten av vår Vintergatan - det har en extremt liten, omärklig skiva 1.

2.. Det är därför det är så svårt att hålla ett öga på henne.

I allmänhet är det fullt möjligt att närma sig händelsehorisonten för ett svart hål utan att kollidera med strömmar av het plasma.

De problem som astronauten kommer att få härnäst beror på storleken på det svarta hålet.

Om en person faller på ett föremål som har en massa på, säg, ungefär en solmassa (332 946 gånger jordens massa), då är detta vad som kommer att hända.

När vi närmar oss denna intressanta himlakropp kommer tyngdkraften med vilken den påverkar en person också att öka. På ett visst avstånd från hålet visar det sig att gravitationen på benen kommer att vara många gånger större än gravitationen på huvudet. Denna skillnad kallas "tidvattenkraft".

Resultaten av påverkan av denna kraft beskrivs av fysikern Neil DeGrasse Tyson i boken "Döden i ett svart hål och andra små kosmiska problem".

För det första kommer tidvattenkrafterna från det svarta hålet att slita astronauten på mitten exakt i mitten av kroppen (om han naturligtvis faller ner i hålet som en soldat, och inte i sidled). Då kommer han att slita benen och bålen på mitten. Sedan igen. Och så i en geometrisk progression, tills även de atomer som offret görs från förfaller till elementarpartiklar. Då kommer all denna ström av partiklar att vara bortom händelsehorisonten.

Jorden skapar också en tidvattenkraft på din kropp, men inte tillräckligt för att slita isär dig, så oroa dig inte.

Det är allt. Fenomenet kallas skämtsamt "spaghettifiering". Vanligtvis kommer tidvattenkrafterna från svarta hål att spaghettisera stjärnor, men de kommer att klara av människor också.

Det finns dock en varning.

Något hemskt kommer att hända, men vi vet inte exakt vad

Tidvattenkrafter, som Neil Tyson förklarar, ökar ju mer storleken på föremålet är i förhållande till avståndet till mitten av hålet. Det betyder att ett medelstort svart hål kommer att slita astronauten i stycken och delas i atomer även vid inflygning.

Men om det svarta hålet är tillräckligt massivt och med en enorm radie, kommer dess tidvattenkrafter att börja sträcka resenären efter att han korsat händelsehorisonten.

Samtidigt kan förmodligen en person till och med överleva, säger fysikern Leo Rodriguez, eftersom händelsehorisonten inte är en fysisk barriär, utan helt enkelt gränsen för gravitationseffekten av ett svart hål, på vilket inte ens ljus kan fly från det.

Strax innan han faller över horisonten kan resenären hinna se hur allt ljus från de omgivande stjärnorna förvrängs och sedan krymper till en punkt bakom, som först blir röd, sedan vit och sedan blå. Detta beror på effekten av hålets gravitation på våglängderna hos ljus som passerar (detta kallas "blåskifte").

Men ingen kan säga exakt vad som kommer att hända över horisonten. Problemet är att fysikens lagar vi är vana vid inte fungerar där. Därför kan forskare bara anta vad som händer med saken i det svarta hålet.

Troligtvis, enligt Neil Tyson, spaghettiserar en person säkert, bara inte före händelsehorisonten, utan bakom den. Sedan kommer det som återstår av resenären att falla in i en singularitet - ett område av rymden med oändlig täthet i mitten av hålet. Här.

Så det kommer inte att skickas några bokhyllor och morsekodmeddelanden från det förflutna till deras dotter som i Interstellar.