Svarta hål bildar naturliga tidsmaskiner som tillåter resor till både det förflutna och framtiden. Men förvänta dig inte att åka tillbaka för att besöka dinosaurierna när som helst snart.
För närvarande har vi inga rymdfarkoster som kan ta oss någonstans i närheten av ett svart hål. Men även om man lämnar den lilla detaljen åt sidan, att försöka resa in i det förflutna med hjälp av ett svart hål kan vara det sista du någonsin gör.
Vad är svarta hål?
Ett svart hål är ett extremt massivt föremål som vanligtvis bildas när en döende stjärna kollapsar i sig själv.
Precis som planeter och stjärnor har svarta hål gravitationsfält runt sig. Ett gravitationsfält är det som håller oss fast vid jorden och det som får jorden att kretsa runt solen.
Som en tumregel gäller att ju mer massivt ett föremål är, desto starkare är dess gravitationsfält.
Jordens gravitationsfält gör det extremt svårt att ta sig till rymden. Det är därför vi bygger raketer: vi måste resa väldigt snabbt för att bryta oss ur jordens gravitation.
Gravitationsfältet i ett svart hål är så starkt att inte ens ljus kan undkomma det. Det är imponerande, eftersom ljus är det snabbaste som vetenskapen känner till!
För övrigt är det därför svarta hål är svarta: vi kan inte studsa ljus från ett svart hål på samma sätt som vi kan studsa en ficklampa från ett träd i mörkret.
Stretching Space
Albert Einsteins allmän relativitetsteori berättar för oss att materia och energi har en märklig effekt på universum. Materia och energi böjer och sträcker utrymme. Ju mer massivt ett föremål är, desto mer utrymme sträcks och böjs runt det.
Ett massivt föremål skapar en slags dalgång i rymden. När föremål kommer nära faller de ner i dalen. Det är därför, när du kommer tillräckligt nära ett massivt föremål, inklusive ett svart hål, du faller mot det. Det är också därför ljuset inte kan fly från ett svart hål: sidorna av dalen är så branta att ljuset inte går tillräckligt snabbt för att klättra ut.
Dalen som skapas av ett svart hål blir brantare och brantare när du närmar dig den på avstånd. Den punkt där det blir så brant att ljuset inte kan komma ut kallas händelsehorisonten. Händelsehorisonter är inte bara intressanta för blivande tidsresenärer: de är också intressanta för filosofer, eftersom de har konsekvenser för hur vi förstår tidens natur.
Stretching tid
När utrymmet är utsträckt, så är tiden också. En klocka som är nära ett massivt föremål kommer att ticka långsammare än en som är nära ett mycket mindre massivt föremål.
En klocka nära ett svart hål kommer att ticka mycket långsamt jämfört med en på jorden. Ett år nära ett svart hål kan betyda 80 år på jorden, som du kanske har sett illustreras i filmen interstellar.
På så sätt kan svarta hål användas för att resa till framtiden. Om du vill hoppa in i jordens framtid, flyg helt enkelt nära ett svart hål och återvänd sedan till jorden. Om du kommer tillräckligt nära mitten av det svarta hålet kommer din klocka att ticka långsammare, men du bör fortfarande kunna fly så länge du inte korsar händelsehorisonten.
Loops in Time
Hur är det med det förflutna? Det är här saker och ting blir riktigt intressanta. Ett svart hål böjer tiden så mycket att det kan lindas tillbaka på sig självt.
Föreställ dig att du tar ett pappersark och förenar de två ändarna till en ögla. Det är vad ett svart hål verkar göra med tiden. Detta skapar en naturlig tidsmaskin. Om du på något sätt kunde komma in på slingan, som fysiker kallar en sluten tidsliknande kurva, skulle du befinna dig på en bana genom rymden som börjar i framtiden och slutar i det förflutna.
Inne i slingan skulle du också upptäcka att orsak och verkan blir svåra att reda ut. Saker som ligger i det förflutna gör att saker händer i framtiden, vilket i sin tur gör att saker händer i det förflutna.
Catch
Så du har hittat ett svart hål och du vill använda ditt pålitliga rymdskepp för att gå tillbaka och besöka dinosaurierna. Lycka till.
Det finns tre problem. För det första kan du bara resa in i det svarta hålets förflutna. Det betyder att om det svarta hålet skapades efter att dinosaurierna dog ut, så kommer du inte att kunna gå tillbaka tillräckligt långt.
För det andra måste du förmodligen korsa händelsehorisonten för att komma in i loopen. Detta innebär att för att komma ur loopen vid en viss tidpunkt i det förflutna, måste du lämna händelsehorisonten. Det innebär att resa snabbare än ljuset, vilket vi är ganska säkra på är omöjligt.
För det tredje, och förmodligen värst av allt, skulle du och ditt skepp genomgå "spagettifiering.” Låter läckert, eller hur?
Tyvärr är det inte det. När du korsade händelsehorisonten skulle du sträckas platt, som en nudel. Faktum är att du förmodligen skulle bli så tunn att du bara skulle vara en sträng av atomer som spiralerar in i tomrummet.
Så även om det är roligt att tänka på de tidsförskjutande egenskaperna hos svarta hål, kommer det besöket hos dinosaurierna under överskådlig framtid att behöva stanna i fantasins rike.
Denna artikel publiceras från Avlyssningen under en Creative Commons licens. Läs ursprungliga artikeln.
Image Credit: NASA / Goddard Space Flight Center / Jeremy Schnittman
