Wat gebeurt er als je in een zwart gat valt?

Kortom, hij zal sterven. Meer gedetailleerd - het is niet precies bekend wat er zal gebeuren. De wetenschap kan alleen speculeren. Maar er zal niets bijzonder aangenaams zijn, geloof me.

Op een respectabele afstand gedraagt ​​een zwart gat zich als een ster met een vergelijkbare massa - je kunt er een stabiele baan omheen draaien en daar jarenlang draaien. door aannamesM. Lingam, ik. Ginsburg en S. Bialy. Actieve galactische kernen: zegen of vloek voor biota? / Het astrofysische tijdschrift wetenschappers, er zijn zelfs bewoonbare planeten kan bestaan. Maar hoe dichter je bij het gat komt, hoe meer problemen er zullen zijn.

Straling zal een persoon doden

Als je denkt dat een zwart gat een persoon alleen schade zal berokkenen wanneer hij de waarnemingshorizon overschrijdt (de grens rond het gat, waardoor zelfs licht niet kan terugkeren), dan heb je het mis. Moeilijkheden zullen veel eerder beginnen, en letterlijk dodelijk.

Zwarte gaten zijn zelden alleen. In de regel zijn ze omgeven door een enorme stapel materie - gasMichaël A. Nowak, Robert V. wagenmenner. Diskoseismologie: accretieschijven onderzoeken. Gevangen adiabatische oscillaties / Astrophysical Journal, die overbleef nadat het gat was gebeten door een ster. Gas vliegt met een enorme snelheid in een baan om de aarde, dus het heeft monsterlijke kinetische energie en warmt op tot gigantische temperaturen.

Dit snel ronddraaiende en gloeiend hete ding rond een zwart gat wordt een accretieschijf genoemd.

Interstellaire kijkers weten hoe ze dat moeten doen lijken op accretie schijf. Het zwarte gat zelf is onzichtbaar, omdat het licht absorbeert dat erop valt, maar de werveling van materie eromheen is zichtbaar. Het is de accretieschijf die het gloeiende oranje ding is dat werd gefilmdEerste afbeelding van een zwart gat / Europese Zuidelijke Sterrenwacht telescopen van het Event Horizon Telescope-project in april 2019.

Accretieschijven van zwarte gaten zenden krachtige elektromagnetische straling uitOntdekking van gammastraling vanaf de rand van een zwart gat / Max Planck Society. De energie van röntgen- en gammastraling is een miljoen miljoen keer hoger dan die van zichtbaar licht.

Bovendien kan het zwarte gat zelf in theorie ook Hawking-straling uitzenden. Toegegeven, astrofysici zijn hier nog niet zeker van en de kracht straling denigrerend kleine. Siegel. Dit is waarom we Hawking-straling nooit zullen detecteren van een echt zwart gat / Forbes.

Al deze stromen geladen deeltjes, die het zwarte gat honderden lichtjaren om zich heen verstrooit, zullen waarschijnlijk geen gezondheid toevoegen. Een hemellichaam zal een persoon zelfs bij nadering afmaken met gewone straling, zonder toevlucht te nemen tot schendingen van de topologie van ruimte- en tijdvervormingen.

Het zal worden verbrand door de kwestie van de accretieschijf

De beweging van materie in de accretieschijf van een zwart gat. NASA-visualisatie. Afbeelding: NASA's Goddard Space Flight Center / Jeremy Schnittman

Laten we doen alsof astronaut zorgde vooraf voor stralingsveiligheid - trek bijvoorbeeld een jas aan met een loden voering van een meter dik over een ruimtepak. En vastbesloten om erachter te komen wat zich in de mysterieuze diepten van het zwarte gat bevindt, blijft hij er in vrije val naar toe vallen.

Maar er wacht de onderzoeker nog een ander obstakel, namelijk: de ons al bekende accretieschijf. Het bestaat uit een zeer heet gas.

De schijf warmt op als gasdeeltjes met elkaar botsen, waardoor ze in razend tempo cirkels rond het zwarte gat maken. Kinetische energie wordt omgezet in thermische energie, en het doet goed werk - materie in de buurt van een gemiddeld zwart gat kan opwarmenMichaël A. Nowak, Robert V. wagenmenner. Diskoseismologie: accretieschijven onderzoeken. Gevangen adiabatische oscillaties / Astrophysical Journal tot miljoenen of zelfs biljoenen kelvin. Dit is iets hoger dan bijvoorbeeld de temperatuur van onze zonnen - 5 778 K aan de oppervlakte, 15 miljoen K in de kern.

Waarschijnlijk is het niet de moeite waard eraan te herinneren dat het niet veilig is om door stromen gloeiend plasma te vliegen. Als een persoon niet wordt gedood door straling, dan een hoge temperatuur.

Over het algemeen behoren de accretieschijven van superzware zwarte gaten in de centra van sterrenstelsels tot de helderste objecten in de ruimte. Ze worden "quasars" genoemd. De heetste van allemaal, J043947.08 + 163415.7, frietjes als 600 biljoenHubble ziet de helderste quasar in het vroege heelal / ESA Hubble normale gele dwergen zoals de zon, als ze samenzweerden en tegelijk handelden.

Tussen haakjes, zwarte gaten sturen regelmatigJ. H. Alles zijn. Een overzicht van Astrophysical Jets / Frascati Workshop in Het heelal relativistische jets, of jets, zijn plasmastromen met een snelheid die bijna het licht is, meestal in paren, die vanaf de polen in tegengestelde richtingen worden gericht.

Astrofysici discussiëren nog steeds over waarom dit gebeurt, maar het lijkt erop dat de magnetische velden rond het gat iets interessants doen met het gas in de accretieschijf. JetA. Tchekhovskoy, O. Bromberg. Driedimensionale relativistische MHD-simulaties van actieve jets van galactische kernen: magnetische knik instabiliteit en Fanaroff - Riley dichotomie / Monthly Notices of the Royal Astronomical Society: Letters kan 10 tot 100 miljoen jaar ononderbroken uitbarsten.

Dus, vallend op een zwart gat, moet een persoon zijn polen vermijden, om niet onder de relativistische stralen te vallen.

Het spaghettiseert

Gezien het bovenstaande is het waarschijnlijk het beste om zonder accretieschijf naar een zwart gat te reizen. Deze gebeuren ook - als er geen sterren in de buurt zijn waaruit je gas kunt pompen. Dat wil zeggen, het gat heeft ze allemaal al veilig opgeslokt.

Het zwarte gat in het centrum van het Markarian 1018-sterrenstelsel heeft bijvoorbeeld alle materie eromheen opgezogen en bleef zonder gas in de buurt. zulke gaten astrofysici hongerig genoemdB. Husmann, T. Urrutia, G. R. Tremblay, M. Kruppe, J. Dexter, G. Busch, F. Combes, S. M. Kroom, T. A. Davis, A. Eckart, R. e. McElroy, M. Perez-Torres, M. Powell, J. Scharwächter. Wat veroorzaakt de terugkeer van Mrk 1018 naar de schaduwen na 30 jaar? / Astronomie en astrofysica. Arme dingen.

Of het superzware gat Sagittarius A in het centrum van onze Melkweg - het heeft een extreem kleine, onmerkbare schijf 1. Superzware Black Hole Boogschutter A * / NASA
2. Eliot Quataert, Ramesh Narayan, Mark J. Reid. Wat is de accretiesnelheid in Boogschutter A *? / Het astrofysische tijdschrift. Daarom is het zo moeilijk om haar in de gaten te houden.

Over het algemeen is het heel goed mogelijk om de waarnemingshorizon van een zwart gat te naderen zonder in botsing te komen met stromen heet plasma.

De problemen die de astronaut vervolgens zal hebben, zijn afhankelijk van de grootte van het zwarte gat.

Als een persoon op een object valt met een massa van, laten we zeggen, ongeveer één zonnemassa (332.946 keer de massa Van de aarde), dan gebeurt dit.

Naarmate we dit interessante hemellichaam naderen, zal ook de zwaartekracht waarmee het een persoon beïnvloedt, toenemen. Op een bepaalde afstand van het gat zal blijken dat de op de benen uitgeoefende zwaartekracht vele malen groter zal zijn dan de op het hoofd inwerkende zwaartekracht. Dit verschil wordt "getijdekracht" genoemd.

De resultaten van de invloed van deze kracht worden beschreven doorNeil Tyson. Dood in een zwart gat en andere kleine kosmische problemen natuurkundige Neil DeGrasse Tyson in Death in a Black Hole en Other Minor Cosmic Troubles.

Ten eerste zullen de getijdenkrachten van het zwarte gat de astronaut doormidden scheuren precies in het midden van het lichaam (als hij natuurlijk als een soldaat in het gat valt, en niet opzij). Dan scheurt hij zijn benen en romp doormidden. Nogmaals. En zo in een geometrische progressie, totdat zelfs de atomen waaruit het slachtoffer is gemaakt vervallen tot elementaire deeltjes. Dan zal al deze stroom deeltjes voorbij de waarnemingshorizon zijn.

De aarde creëert ook een getijdekracht op je lichaam, maar niet genoeg om je uit elkaar te scheuren, dus maak je geen zorgen.

Dat is alles. Het fenomeen wordt gekscherend "spaghettificatie" genoemd. Gewoonlijk, de getijdenkrachten van zwarte gaten spaghettize sterren, maar ze zullen omgaan met mensen.

Er is echter één kanttekening.

Er gaat iets vreselijks gebeuren, maar we zullen niet precies weten wat

Getijdenkrachten, zoals uitgelegdNeil Tyson. Dood in een zwart gat en andere kleine kosmische problemen Neil Tyson, hoe groter de afmeting van het object in vergelijking met de afstand tot het midden van het gat, hoe meer toename. Dit betekent dat een middelgroot zwart gat de astronaut in stukken zal scheuren en zelfs bij nadering in atomen zal splitsen.

Maar als het zwarte gat massief genoeg is en een enorme straal heeft, zullen de getijdekrachten de reiziger beginnen uit te rekken nadat hij de waarnemingshorizon heeft overschreden.

Tegelijkertijd kan een persoon waarschijnlijk zelfs overleven, spreektLeo Rodríguez. Kan een mens een zwart gat binnengaan om het te bestuderen? / Het gesprek natuurkundige Leo Rodriguez, omdat de waarnemingshorizon geen fysieke barrière is, maar gewoon de grens van het zwaartekrachteffect van een zwart gat, waaraan zelfs licht niet kan ontsnappen.

Vóór de val over de horizon heeft de reiziger misschien tijdEthan Siegel. Wat zou je zien als je in een zwart gat viel? / Forbes zie hoe al het licht van de omringende sterren wordt vervormd en dan krimpt tot een punt erachter, dat eerst rood wordt, dan wit en dan blauw. Dit komt door het effect van de zwaartekracht van het gat op de golflengten van passerende lichtgolven (dit wordt "blauwverschuiving" genoemd).

Visualisatie van vallen in een zwart gat. Geeft nauwkeurig de vervorming van de lucht eromheen weer, maar houdt geen rekening met de blauwachtige tint in het beeld. Video: SkitlerRemix / Youtube

Maar niemand kan precies zeggen wat er aan de horizon zal gebeuren. Het probleem is dat er ook voor ons bekend zijn wetten van de fysica werkt niet. Daarom kunnen wetenschappers alleen maar aannemen wat er met de materie in het zwarte gat gebeurt.

Hoogstwaarschijnlijk, zoals hij denktNeil Tyson. Dood in een zwart gat en andere kleine kosmische problemen Neil Tyson, spaghettifeert een persoon veilig, alleen niet voor de gebeurtenishorizon, maar erachter. Dan valt wat er van de reiziger overblijft in een singulariteit - een ruimtegebied met oneindige dichtheid in het midden van het gat. Hier.

Dus boekenplanken en Morsecode-berichten uit het verleden, verzonden naar zijn dochter, zoals in "Interstellaire", zal niet.