Găurile negre formează mașini naturale ale timpului care permit călătoriile atât în trecut, cât și în viitor. Dar nu vă așteptați să vă întoarceți pentru a vizita dinozaurii în curând.
În prezent, nu avem nave spațiale care să ne apropie de o gaură neagră. Dar chiar și lăsând acel mic detaliu deoparte, încercarea de a călători în trecut folosind o gaură neagră ar putea fi ultimul lucru pe care îl faci vreodată.
Ce sunt găurile negre?
O gaură neagră este un obiect extrem de masiv care se formează de obicei atunci când o stea pe moarte se prăbușește pe ea însăși.
La fel ca planetele și stelele, găurile negre au câmpuri gravitaționale în jurul lor. Un câmp gravitațional este ceea ce ne ține lipiți de Pământ și ceea ce face ca Pământul să se rotească în jurul Soarelui.
De regulă, cu cât un obiect este mai masiv, cu atât câmpul gravitațional este mai puternic.
Câmpul gravitațional al Pământului face extrem de dificilă ajungerea în spațiu. De aceea construim rachete: trebuie să călătorim foarte repede pentru a ieși din gravitația Pământului.
Câmpul gravitațional al unei găuri negre este atât de puternic încât nici măcar lumina nu poate scăpa de el. Este impresionant, deoarece lumina este cel mai rapid lucru cunoscut de știință!
De altfel, de aceea găurile negre sunt negre: nu putem arunca lumina dintr-o gaură neagră așa cum am putea să aruncăm o torță de pe un copac în întuneric.
Întinderea spațiului
a lui Albert Einstein teoria generală a relativității ne spune că materia și energia au un efect curios asupra universului. Materia și energia îndoaie și întind spațiul. Cu cât un obiect este mai masiv, cu atât spațiul este întins și îndoit în jurul lui.
Un obiect masiv creează un fel de vale în spațiu. Când obiectele se apropie, ele cad în vale. De aceea, atunci când te apropii suficient de orice obiect masiv, inclusiv de o gaură neagră, cazi spre el. Acesta este, de asemenea, motivul pentru care lumina nu poate scăpa de o gaură neagră: părțile laterale ale văii sunt atât de abrupte încât lumina nu merge suficient de repede pentru a ieși.
Valea creată de o gaură neagră devine din ce în ce mai abruptă pe măsură ce te apropii de ea de la distanță. Punctul în care devine atât de abrupt încât lumina nu poate scăpa se numește orizont de evenimente. Orizonturile evenimentelor nu sunt interesante doar pentru viitorii călători în timp: sunt interesante și pentru filozofi, deoarece au implicații pentru cum înțelegem natura timpului.
Timpul de întindere
Când spațiul este întins, la fel este și timpul. Un ceas care se află lângă un obiect masiv va bifa mai lent decât unul care se află lângă un obiect mult mai puțin masiv.
Un ceas lângă o gaură neagră va bifa foarte lent în comparație cu unul de pe Pământ. Un an lângă o gaură neagră ar putea însemna 80 de ani pe Pământ, așa cum poate ați văzut ilustrat în film Interstellar.
În acest fel, găurile negre pot fi folosite pentru a călători în viitor. Dacă vrei să sari în viitorul Pământului, pur și simplu zboară lângă o gaură neagră și apoi revino pe Pământ. Dacă te apropii suficient de centrul găurii negre, ceasul tău va bifa mai încet, dar ar trebui să poți scăpa în continuare atâta timp cât nu traversezi orizontul evenimentelor.
Bucle în timp
Dar trecutul? Aici lucrurile devin cu adevărat interesante. O gaură neagră îndoaie timpul atât de mult încât se poate înfășura înapoi pe ea însăși.
Imaginați-vă că luați o foaie de hârtie și uniți cele două capete pentru a forma o buclă. Asta pare să facă o gaură neagră în timp. Acest lucru creează o mașină a timpului naturală. Dacă ai putea intra cumva pe bucla, pe care fizicienii o numesc o curbă închisă asemănătoare timpului, te-ai găsi pe o traiectorie prin spațiu care începe în viitor și se termină în trecut.
În interiorul buclei, veți descoperi că cauza și efectul devin greu de descurcat. Lucrurile care sunt în trecut fac ca lucrurile să se întâmple în viitor, care, la rândul lor, fac ca lucrurile să se întâmple în trecut.
Captura
Deci, ați găsit o gaură neagră și doriți să vă folosiți nava spațială de încredere pentru a vă întoarce și a vizita dinozaurii. Noroc.
Sunt trei probleme. În primul rând, poți călători doar în trecutul găurii negre. Asta înseamnă că dacă gaura neagră a fost creată după ce dinozaurii s-au stins, atunci nu te vei putea întoarce suficient de departe.
În al doilea rând, probabil că va trebui să traversezi orizontul evenimentelor pentru a intra în buclă. Aceasta înseamnă că pentru a ieși din buclă la un anumit moment din trecut, ar trebui să părăsiți orizontul evenimentului. Asta înseamnă că călătoriți mai repede decât lumina, ceea ce suntem destul de siguri că este imposibil.
În al treilea rând, și probabil cel mai rău dintre toate, tu și nava ta ai suferi „spaghetificare.” Sună delicios, nu?
Din păcate, nu este. Pe măsură ce ai traversat orizontul evenimentelor, ai fi întins plat, ca un tăiței. De fapt, probabil ai fi întins atât de subțire încât ai fi doar un șir de atomi care se învârte în gol.
Așadar, deși este distractiv să ne gândim la proprietățile de deformare a timpului ale găurilor negre, pentru viitorul previzibil, această vizită la dinozauri va trebui să rămână în tărâmul fanteziei.
Acest articol este republicat de la Conversaţie sub licență Creative Commons. Citeste Articol original.
Credit imagine: NASA / Goddard Space Flight Center / Jeremy Schnittman
