Môže to byť nebezpečné - môže to byť zábava. Toto je názor jedného z popredných astrofyzikov v Spojených štátoch as vtipom premýšľa o možnostiach, ktoré by ľudia mohli získať, keby boli prepravení do blízkosti supermasívnej čiernej diery. Navrhoval, že pokrok vo vývoji vesmírnych motorov by nám mohol umožniť zorganizovať „terénny výskum“najbližšej takejto diery.
Od 90. rokov sme vedeli, že planéty dokážu obísť pulzary, neuveriteľne husté objekty vytvorené silnými explóziami hviezd. Bolo by rozumné predpokladať, že sa môžu točiť okolo čiernych dier, ktoré, ako sa zdá, mnohým prekvapujúco, majú menší vplyv na ich prostredie ako pulzary. Na niektorých z týchto planét môže dokonca existovať život, pretože veľa živých vecí na Zemi sa, ako vieme, prispôsobilo extrémnym podmienkam vrátane veľmi vysokých a nízkych teplôt, kyslého, slaného a dokonca aj rádioaktívneho prostredia.
Obývané planéty sa nachádzajú v blízkosti supermasívnych čiernych dier, ktoré sa nachádzajú v strede väčšiny galaxií. Naša vlastná galaxia, Mliečna dráha, má čiernu dieru s hmotnosťou rovnajúcou sa hmotnosti štyroch miliónov dohromady. Najvnútornejšia stabilná kruhová obežná dráha (SVUKO) tohto objektu známa ako Sgr A * (Strelec A *) je zhruba rovnaká ako obežná dráha, na ktorej sa ortuť pohybuje okolo nášho Slnka.
Aké by to bolo žiť na takejto planéte?
Predtým, ako sa porozprávame o mnohých nebezpečenstvách pre život v blízkosti čiernej diery, pozrime sa na výhody. Ak sa objavia civilizácie alebo migrujú do blízkosti čiernych dier, aké zaujímavé a užitočné veci tam môžu robiť? Na mysli je desať najlepších možností:
- Použite čiernu dieru ako zdroj čistej energie a vyhadzujte odpad do lievika narastacieho disku, okolo ktorého sa vír hmoty otáča. Až 42% vlastnej hmotnosti odpadu sa môže premeniť na žiarenie pri čiernej diere SVUKO otáčajúcej sa maximálnou rýchlosťou.
- Pripojte nejaký druh technického mechanizmu k osi rotácie čiernej diery ako obrovský zotrvačník, z ktorého sa môže zhromažďovať energia.
- Jazdite na fotónových plachtách pozdĺž relativistických prúdov rýchlosťou blízkou rýchlosti svetla.
- Predĺžte mladosť návštevou kozmetických salónov, ktoré sa nachádzajú blízko horizontu čiernej diery, kde čas tečie pomalšie v dôsledku gravitačného červeného posunu.
- Vychutnajte si pohľad na celý vesmír, ktorý sa bizarne odráža na obrázkoch gravitačných šošoviek okolo čiernej diery.
- Otvorte zábavný park v takzvanej „fotónovej sfére“, kde si môžete zahrať s rôznymi relativistickými účinkami, napríklad sa pozrite zozadu, pozerajte priamo dopredu, ako sa svetlo ohýba okolo čiernej diery.
- Zobrať všetko z nových možností pohybu vo vesmíre. Keď sa teda o miliardy rokov fúzuje Mliečna dráha so susednou hmlou Andromeda, dve čierne diery v ich strede sa spoja do pevného binárneho systému, akýsi gravitačný katapult, ktorý dokáže vypustiť hviezdy a planéty rýchlosťou svetla, ako autor tohto materiálu vysvetľuje v dvoch napísaných článkoch spoluautor s Jamesom Guillochonom. Cestovné kancelárie budú môcť predávať vstupenky na neuveriteľné výlety katapultovaným planétam, ktoré budú prechádzať celým vesmírom.
- Pošlite zločincov do čiernej diery ako najbezpečnejšie väzenie s trestom smrti prostredníctvom jedinečnosti. Dĺžka života väzňov bude závisieť od množstva čiernej diery. Čím menej závažný trestný čin sa dopustia, tým masívnejšia bude čierna diera a čím dlhšie budú môcť žiť mimo „väzenských múrov“, čo sa bude považovať za horizont čiernej diery.
- Ako komunikačný prostriedok používajte gravitačné vlny vyžarované malými predmetmi obiehajúcimi po čiernej diere. Takéto signály nemôžu byť blokované žiadnou zo známych foriem látok.
- Testujte základné aspekty kvantovej gravitácie vysielaním skupín experimentálnych fyzikov a odborníkov na teóriu strún na organizované zájazdy.
Hlavné nebezpečenstvo pre astronautov, ktorí sa snažia zvládnuť tieto činnosti, je z prílivových síl. Ako zdôraznil Albert Einstein vo svojom slávnom experimente s myšlienkou, každý, kto je vo voľnom páde vo výťahu alebo v kozmickej lodi, bude pociťovať neprítomnosť gravitácie. Akýkoľvek rozdiel v gravitačnom zrýchlení medzi hlavou a nohami však mohol telo ľahko roztrhnúť. Slapové sily by boli trestom smrti v blízkosti hviezdnej hmoty čiernej diery, ale nepredstavovali by hrozbu pre ľudské telo v rozšírenejšom priestore okolo supermasívnej čiernej diery, ako je Strelec A *.
V súlade s tým je hustota hmoty potrebná na vzhľad čiernej diery v lineárnom vzťahu s jej časo-časovým zakrivením. Čierne diery s nízkou hmotnosťou sa tvoria, keď sa jadro masívnej hviezdy zrúti do hustoty vysoko nad atómovým jadrom. Ale pre supermasívnejšiu dieru, ktorá je omnoho vzácnejšia, stačí naplniť obežnú dráhu Jupitera tekutou vodou. Znie to jednoducho, ale tento inžiniersky projekt nie je uskutočniteľný, pretože by si vyžadovalo množstvo vody až 100 miliónov slnka. Teplo, ktoré by sa uvoľňovalo v procese nalievania vody, by spálilo všetky susedné zariadenia infraštruktúry.
Teplo uvoľnené počas zhutňovania supermasívnej čiernej diery predstavuje vážne nebezpečenstvo pre civilizácie, ktoré by sa mohli nachádzať v strede galaxií. V našom spoločnom článku s Johnom Forbesom sme ukázali, že významná časť planét vo vesmíre môže prísť o atmosféru a oceány, ktoré sa môžu odpariť v dôsledku skutočnosti, že sa v určitom okamihu ich existencie nachádzali blízko galaktického jadra.
Propagačné video:
Prvýkrát v ľudskej histórii máme technológiu na zachytenie snímok supermasívnych čiernych dier v strede Mliečnej dráhy a obrovskej eliptickej galaxie M87 na pozadí žiarivej akumulácie plynu za nimi. Prvý takýto obrázok bude zverejnený v priebehu roka.
Na prednáške v roku 2018 na konferencii Black Hole Initiatives, interdisciplinárnom stredisku pre výskum čiernych dier na Harvarde, som navrhol, že ďalší pokrok vo vesmírnom pohone by nám mohol umožniť terénne štúdie blízkej čiernej diery. To by poskytlo vynikajúcu príležitosť vyskúšať jednu z vyššie uvedených aktivít - a možno si vymieňať poznámky o kvantovej gravitácii s niektorými turistami z iných civilizácií, ktorí tam už táborili.
Abraham Loeb je predsedom Katedry astronómie na Harvardskej univerzite, zakladajúcim riaditeľom iniciatívy Harvard Black Hole Initiative a riaditeľom Inštitútu pre teóriu a výpočty v Harvard-Smithsonianskom stredisku pre astrofyziku. Predsedá tiež poradnej rade horúceho projektu Prielomové hviezdy.