Mustad augud moodustavad loomulikke ajamasinaid, mis võimaldavad reisida nii minevikku kui ka tulevikku. Kuid ärge lootke, et lähete niipea tagasi dinosauruseid külastama.
Praegu pole meil kosmoseaparaate, mis võiksid meid kuhugi musta augu lähedale viia. Kuid isegi kui see väike detail kõrvale jätta, võib katse musta augu abil minevikku rännata olla viimane asi, mida te kunagi teete.
Mis on mustad augud?
Must auk on äärmiselt massiivne objekt, mis tekib tavaliselt siis, kui surev täht variseb kokku.
Nagu planeetidel ja tähtedel, on ka mustade aukude ümber gravitatsiooniväljad. Gravitatsiooniväli on see, mis hoiab meid Maa külge kinni ja hoiab Maad ümber päikese tiirlemas.
Rusikareegel on, et mida massiivsem on objekt, seda tugevam on selle gravitatsiooniväli.
Maa gravitatsiooniväli muudab kosmosesse pääsemise äärmiselt keeruliseks. Seetõttu ehitame rakette: peame Maa gravitatsioonist välja murdmiseks väga kiiresti liikuma.
Musta augu gravitatsiooniväli on nii tugev, et isegi valgus ei pääse sellest välja. See on muljetavaldav, sest valgus on teadusele teadaolevalt kiireim asi!
Muide, sellepärast on mustad augud mustad: me ei saa valgust mustalt augult tagasi põrgatada nii, nagu võiksime pimedas tõrviku valgust puult tagasi põrgatada.
Ruumi venitamine
Albert Einsteini oma üldrelatiivsusteooria ütleb meile, et ainel ja energial on universumile uudishimulik mõju. Aine ja energia painutavad ja venitavad ruumi. Mida massiivsem on objekt, seda rohkem ruumi selle ümber venitatakse ja painutatakse.
Massiivne objekt loob ruumis omamoodi oru. Kui objektid lähenevad, kukuvad nad orgu. Sellepärast, kui jõuate mis tahes massiivsele objektile, sealhulgas mustale augule, piisavalt lähedale, kukute selle poole. See on ka põhjus, miks valgus ei pääse mustast august välja: oru küljed on nii järsud, et valgus ei liigu piisavalt kiiresti, et sealt välja ronida.
Musta augu tekitatud org muutub eemalt lähenedes aina järsemaks. Punkti, kus see muutub nii järsuks, et valgus ei pääse välja, nimetatakse sündmuste horisondiks. Sündmuste horisondid pole huvitavad ainult tulevastele ajaränduritele: need on huvitavad ka filosoofidele, sest neil on mõju kuidas me mõistame aja olemust.
Venitamise aeg
Kui ruum on venitatud, on ka aeg. Massiivse objekti lähedal asuv kell tiksub aeglasemalt kui kell, mis on palju vähemmassiivse objekti lähedal.
Musta augu lähedal olev kell tiksub Maa kellaga võrreldes väga aeglaselt. Üks aasta musta augu läheduses võib tähendada 80 aastat Maal, nagu võisite filmis illustreerida Tähtedevahelise.
Nii saab musti auke kasutada tulevikku reisimiseks. Kui soovite hüpata Maa tulevikku, lennake lihtsalt musta augu lähedale ja naaske siis Maale. Kui jõuate musta augu keskpunktile piisavalt lähedale, tiksub teie kell aeglasemalt, kuid teil peaks siiski olema võimalik põgeneda seni, kuni te sündmuste horisonti ei ületa.
Silmused ajas
Aga minevik? Siin lähevad asjad tõeliselt huvitavaks. Must auk painutab aega nii palju, et võib end tagasi mässida.
Kujutage ette, et võtate paberilehe ja ühendate selle kaks otsa, et moodustada silmus. Nii näib must auk ajas tegevat. See loob loomuliku ajamasina. Kui saaksite kuidagi sattuda ahelasse, mida füüsikud nimetavad suletud ajataoliseks kõveraks, leiaksite end trajektoorilt läbi ruumi, mis algab tulevikus ja lõpeb minevikus.
Silmuse sees avastate ka, et põhjust ja tagajärge on raske lahti harutada. Asjad, mis on minevikus, põhjustavad asju tulevikus, mis omakorda põhjustavad asju minevikus.
Saak
Niisiis, olete leidnud musta augu ja soovite kasutada oma usaldusväärset kosmoselaeva, et minna tagasi ja külastada dinosauruseid. Edu.
Probleeme on kolm. Esiteks saate reisida ainult musta augu minevikku. See tähendab, et kui must auk tekkis pärast dinosauruste väljasuremist, ei saa te piisavalt kaugele tagasi minna.
Teiseks peate ilmselt ületama sündmuste horisondi, et ahelasse pääseda. See tähendab, et teatud minevikuhetkel ahelast väljumiseks peate sündmuste horisondist väljuma. See tähendab valgusest kiiremini reisimist, mis on üsna kindel, et see on võimatu.
Kolmandaks ja ilmselt kõige hullem, teie ja teie laev läbite "spagetistumine.” Kõlab maitsvalt, eks?
Kahjuks ei ole. Sündmuste horisondi ületades venitaksite end lamedaks nagu nuudel. Tegelikult oleksite tõenäoliselt nii õhukeseks venitatud, et oleksite vaid aatomite jada, mis keerleb tühjusesse.
Ehkki mustade aukude aega moonutavatele omadustele on lõbus mõelda, peab see dinosauruste külastus lähitulevikus jääma fantaasia valdkonda.
See artikkel avaldatakse uuesti Vestlus Creative Commonsi litsentsi all. Loe algse artikli.
Image Credit: NASA / Goddardi kosmoselennukeskus / Jeremy Schnittman
