Nekaj v poznih šestdesetih se je v priljubljenem znanstvenem radijskem programu BBC pojavil eden najbolj znanih fizikov prejšnjega stoletja, John Wheeler (1911-2008). Dolgo in barvno je govoril o različnih kozmičnih čudesih, na koncu pa se je obrnil na mučno vprašanje zanj o vseh vrstah "napačnih opazovanj in mitskih predmetov".
Tu se je ameriški znanstvenik vneto lotil hipoteze o obstoju "zamrznjenih" (temnih, zmrznjenih) zvezd, kar mu še posebej ni bilo všeč. Izrazil je prezir do teh "fizikalnih in matematičnih fantazij", jih je imenoval "črne luknje". Tako se je s svetlo roko Wheelerja v medijih in nato v znanstvenih delih pojavil figurativni izraz "črna luknja".
Brezdne vrtače prostora-časa
Danes imenujemo črno luknjo rezultat najbolj neverjetnega naravnega pojava - padca "znotraj sebe" ogromnih nebesnih teles. V latinščini kolaps pomeni "padel", zato astronomi črne luknje pogosto imenujejo "kolapsarji". Imajo tako super močan "koncentrator" gravitacijskega polja, da iz njih ne more uiti nič, vključno s svetlobo.
V preteklosti so pred črnimi luknjami odkrivale temne zvezde, ki jih je britanski astronom John Michell (1724-1793) odkril "na vrhu peresa". Michell je na podlagi Newtonove teorije univerzalne gravitacije opisal takšne zvezde, katerih sila teže je obdržala celo žarke svetlobe. Seveda bi bilo nemogoče opaziti tako popolnoma črno zvezdo. Michell je orisal svoje izračune na enem od sestankov londonskega kraljevega združenja leta 1784 in takoj prišel pod ogenj. Navsezadnje astronomija tistega časa ni poznala takšnih pojavov!
Tako je bila ideja o temnih zvezdah ali, kot jih danes imenujejo "newtonske" črne luknje, dolgo zakopana v znanstvenih arhivih. Spomnili so se ga le v dobi Alberta Einsteina (1879-1955) in njegove teorije univerzalne gravitacije. Einsteinova teorija je gravitacijo povezala z ukrivljenostjo prostora in takoj pritegnila pozornost mnogih fizikov.
Promocijski video:
Njegov kolega z berlinske akademije znanosti Karl Schwarzschild (1873-1916) je znal pokazati, da lahko včasih zelo koncentrirane velikanske mase tvorijo nekakšen brezdoljni lijak vesolja in časa.
Neverjetne stvari bi se morale zgoditi blizu kolapsarja Schwarzschilda: človekovo srce bi začelo vse manj utripati, njegova ura bi brezupno zaostajala, svetloba okoli njega pa bi postala rdeča. Sam tok časa bi se upočasnil, vse do strjevanja blizu pogojne meje črne luknje, kot reka v mrazu. No, kaj bomo videli v globinah propada kolapsarja?
Žal se tam dogajajo tako nenavadne stvari, da jih je preprosto nemogoče opisati popularno. Čeprav se mnogi fiziki prepirajo o notranji strukturi črnih lukenj, so teoretično že našli aplikacije.
Metro med galaksijami
Pred več kot 30 leti se je slavni astronom in pisatelj znanstvene fantastike Carl Sagan odločil, da bo napisal roman o medzvezdnih potovanjih in se hkrati ne prepuščal prazni fantaziji, ampak ustvaril "pravi" ekstradimenzionalni tunel na straneh svoje knjige. Da bi razpravljal o podrobnostih, se je obrnil na uglednega teoretičnega fizika Kip Thorna, ki se je z navdušenjem lotil dela.
Thorne in njegovi sodelavci so matematično prepričljivo dokazali, da kanal prostora in časa ni mogoče samo umetno ustvariti, ampak ga tudi vzdrževati v "delujočem" stanju. Tako ustvarjena "črvičnica" v vesolju in času bi povezala ne le oddaljene kotičke naše Galaksije, temveč tudi metagalaktična prostranstva.
Sodelovanje Sagana in Thorna je privedlo do znanstvenofantastične uspešnice Contact, ki je kmalu postala osnova za istoimenski zabaven film. Med galaksijami res obstaja nekakšen "metro", po katerem potuje glavni junak. Wheeler je medtem kritiziral ne le črne luknje, temveč tudi vse vrste prehodov med njimi. Z velikim sarkazmom jih je poimenoval "črvičke", "črvičke" in "črvični tuneli". Preprosto neverjetno je, vendar so ti izrazi najprej vstopili v leksikon novinarjev, nato pa prešli na znanstvena dela.
Znanstvenofantastična literatura pogosto govori o najbolj eksotičnih načinih preseganja prostora in časa. Rodila se je celo nekakšna taktika bodočih "zvezdnih vojn", ko se bojna flota zemeljcev "potaplja" v podprostor črne luknje in se nenadoma pojavi ravno v oporiščih sovražnih tujcev, v trenutku hitenja milijard parsec.
Vendar pa, sodeč po astronomskih opazovanjih, bodo črne luknje potrebovale titanske napore, da jih bodo "ukrotile", saj so najbolj nevarni vesoljski objekti, ki tvorijo "relief" Vesolja.
Vesoljski kanibali
Astronomi pogosto beležijo pošastne navale energije, ki prihajajo iz oddaljenega vesolja. To so lahko odmevi dramatičnih procesov smrti planetov in zvezd v vrtačah črnih lukenj. Vesoljske pošasti raztrgajo plinasto telo nehote bližajoče se zvezde in popolnoma "pogoltnejo" manjša nebesna telesa - planete, komete in asteroide.
Črna luknja privlači stran tesno leteče zvezde, ki je obrnjena proti njej veliko močneje kot nasprotna stran. Ta močna sila plimovanja razteza zvezdo in povzroči, da plin zapade iz zvezde v črno luknjo. Astronomi so ugotovili, da se črne luknje ne rodijo ogromne, ampak da postopoma rastejo zaradi plina in zvezd galaksij.
Med črnimi luknjami so tudi velike fidge, ki se hitro gibljejo znotraj zvezdnih otokov galaksij. Skupaj s svojimi sedečimi brati ti vesoljski kanibali nenehno požrejo planetarne sisteme, kot je naš sončni, ampak tudi pogoltnejo oblake prahu in plina, ki se raztezajo med zvezdnimi grozdi.
Astronomi že dolgo opažajo, da so v manjših galaksijah črne luknje manj obsežne, z maso nekaj več kot nekaj milijonov sončnih mas. Črne luknje v središčih velikanskih galaksij vključujejo milijarde sončnih mas - dejstvo je, da se končna masa črne luknje oblikuje med nastajanjem galaksije. V nekaterih primerih se črne luknje povečajo ne le z absorpcijo plina iz posamezne galaksije, ampak tudi z združevanjem galaksij, kar povzroči njihovo združevanje.
V samem središču Mlečne poti je jedro naše Galaksije, v katerem se skriva skrivnostni objekt Strelec A *. Astronomi verjamejo, da je to glavni kandidat za vlogo črne luknje z maso približno štirih milijonov sončnih mas.
Občasno ta lokalni "kanibal" pri nas požre to ali tisto zvezdo. In potem posebni rentgenski teleskopi registrirajo "krik smrti" svetilnika v obliki rentgenskega impulza. Z njegovo pomočjo se v rentgenski sobi preučujejo naši notranji organi.
Vendar so črne luknje lahko precej mirne, saj tvorijo sisteme z dvojnimi zvezdicami z navadnimi zvezdami. Vendar se tudi ta idila konča tragično in po več sto milijonih in morda milijardah let se bo razdalja med črno luknjo in zvezdo zmanjšala na kritično mejo. Gibanje zvezde bo postalo nestabilno in po nekaj zavojih okoli črne pošasti bo izginilo v svoji maternici.
Skrivnost meteorita Tunguska
Načeloma lahko nastane tudi umetna črna luknja. Če želite to narediti, je potrebno stisniti katero koli maso na velikost gravitacijskega polmera (polmer krogle, na kateri se gravitacijska sila, ki jo ustvarja masa znotraj te krogle, neskončno), nato pa se bo tudi sama začela katastrofalno skrčiti - propadati.
Res je, to je zelo težko storiti, ker manjša kot je masa, manjši je gravitacijski polmer. Na primer, gravitacijski polmer zemlje je približno en centimeter, in da bi Luno spremenili v črno luknjo, bi jo morali stisniti na velikost velike molekule.
Kljub temu s pomočjo modelov mikroskopskih lukenj ali, kot jih pogosteje imenujemo, mikrokolopsarjev včasih poskušajo razložiti vse vrste skrivnostnih pojavov. Torej obstaja hipoteza, da znameniti Tunguski meteorit ni bil nič drugega kot miniaturna črna luknja, ki se sprehaja po prostranosti Vesolja.
Seveda bi lahko takšne izume preprosto zavrnili, vendar se tukaj pojavijo radovedne podrobnosti: popolna odsotnost ostankov meteorita, nenavadnost narave eksplozije in nasprotujoča si si opazovanja poti letenja.
Obstajajo ideje, da je imel takšen mikrokolni sar popolnoma prizemni izvor. Dejstvo je, da je med padcem meteorita Tunguska veliki ameriški izumitelj Nikola Tesla (1856-1943) preizkusil določen valovni resonator na neverjetnem stolpu Wondercliffe, ki naj bi s pomočjo "stoječih valov svetovnega električnega etra" prenašal energijo po vsem planetu.
Urbane legende pripovedujejo, kako je kolosalni plazmoid plapolal nad Podkamennaya Tunguska, ki se je takoj zrušil v črno mini luknjo. Ta proces je povzročil orkan energije, ki je bil zapisan kot čudež Tunguske.
Obstaja tudi različica te hipoteze, v kateri je bil sam Tunguski meteorit ravno miniaturna črna luknja, ki je z našo hitrostjo prodrla na naš planet.
Kako verodostojni so zaključki teoretičnih fizikov? Ali so v vesolju in času res črvni tuneli ali je to le nekakšna "fizična in matematična fantazija"? In najpomembnejše vprašanje: ali je mogoče predlagati kakršne koli resnične poskuse, da bi ustvarili umetne črvičke v podprostoru, ki vodijo v prostor drugih dimenzij?
Ali je LHC avtomatski dan ali generator mikrokolopsarjev?
Izračuni kažejo, da se mikroskopske črne luknje lahko pojavijo pri poskusih na pospeševalcih delcev, kot je znani veliki hadronski trkalnik (LHC), ki se je začel v CERN-u.
Načelo LHC je teoretično precej preprosto: predstavljajte si cev, v kateri dva velika topa streljata drug proti drugemu s posebnimi projektili - osnovnimi delci, ki sestavljajo atome. Ko se srečajo ti mikroskopski izstrelki, se raztresejo kot ognjemeti vseh vrst drobcev, med katerimi so lahko mikroskopske črne luknje.
Če fiziki LHC odkrijejo te mikro predmete, bo znanstveni občutek daleč presegel nedavno odkritje "božjega delca" - Higgsovega bozona.
Nekateri znanstveniki menijo, da so mikro kolapsi zelo nevarni predmeti, ki lahko privedejo do planetarne katastrofe. Izstrelitev LHC so spremljali protesti, skupina fizikov pa je celo tožila CERN kot organizacijo, ki človeštvo ogroža v smrtni nevarnosti.
Na koncu so se strasti nekoliko umirile, saj so fiziki jasno pokazali, da vsak trenutek plazov kozmičnih delcev pade na zemeljsko površje, kar močno presega energijo produktov trka v LHC. Kljub temu tokovi ultra visoko energijskih kozmičnih žarkov ne predstavljajo nobene nevarnosti in ne ustvarjajo mikroskopskih črnih lukenj.
Po drugi strani pa računalniški modeli kažejo, da če bi Zemljo obiskala mini luknja, bi ta takoj padla v središče našega planeta in se začela vrteti okoli nje, absorbirajoč magmo. Toda ne glede na to, kako zloben se zdi ta postopek, bo trajalo nekaj milijard let, da se bo nekako pokazal na površini. Torej, povsem mogoče je, da že dolgo živimo s črno luknjo pod nogami …
Prihodnost vesolja in življenja v črni luknji
Ni znano, ali bo človeštvo obstajalo v milijardah let, toda v optimalni različici bodo astronomi daljne prihodnosti lahko opazovali povsem drugačno Metagalaksijo - vidno Vesolje. Večina zvezd bo izgorela, soncu podobne svetilke pa se bodo spremenile v nadčutne škrate. Hkrati bodo bolj masivne zvezde postale še črne luknje, ki so še manjše in imajo tako močno gravitacijsko polje, da ga niti svetloba ne more premagati.
Vendar se bodo ti ostanki še naprej vrteli okoli galaktičnega središča v obdobju približno 100 milijonov let. Trki med ostanki bodo nekatere odvrgli iz galaksije. Preostali se bodo naselili v orbitah bližje središču in se bodo sčasoma združili in v središču Galaksije tvorili velikansko črno luknjo, ki bo nekega dne pogoltnila vso snov.
Kaj bo to - konec življenja in razum v našem vesolju?
Ne hitimo, ker nekatere sodobne teorije napovedujejo, da lahko celo v strašnih globinah črnih lukenj obstajajo celi planeti, ki se vrtijo v nedogled okoli osrednje točke. Po predhodnih izračunih so takšni planeti lahko celo svetlo osvetljeni zaradi fotonov, ki so od zunaj ujeti v past luknje in se vrtijo skupaj z drugimi telesi v isti stabilni orbiti.
Samo še zadnje vprašanje je treba rešiti: ali lahko življenje na planetih črne luknje obstaja? Po mnenju nekaterih teoretikov je to mogoče. Poleg tega lahko naša prihodnja visoko razvita civilizacija, ki beži pred kozmičnimi kataklizmi, najde resnično zatočišče v globinah supermasivne črne luknje, ki zaseda jedro Mlečne poti.
Seveda bodo morali kolonizatorji črnih lukenj rešiti številne veličastne naloge, kot so preprečevanje kolosalnih plimskih sil in zaščita pred najmočnejšim tokom sevanja. Toda z vidika evolucije razuma bo civilizacija, ki ji je uspelo prodreti v črno luknjo, imela resnično bajne tehnologije, ki lahko rešijo najbolj fantastične težave.
Morda bo človeška civilizacija v nekaj tisočletjih popolnoma svobodna, da odpre portale v druge svetove. V tem primeru se lahko pojavijo različne možnosti: črvičke med oddaljenimi deli naše Galaksije, podprostori tuneli med galaksijami na samem robu vesolja, mostovi med preteklostjo in prihodnostjo, črviče v druge svetove.
Potem se človeštvo prihodnosti ne boji nobene kozmične katastrofe in bo lahko svobodno potovalo po različnih vesoljih ter si izbralo ugoden življenjski prostor. Poleg tega lahko supercivilizacija, ko ugotovi, kako se rojevajo vesolji, in zakaj imajo različne lastnosti, začne iskati gotove skozi grde črne luknje in ustvarja nove svetove, bolj prilagojene življenju in ne dovzetne za vse vrste kataklizme.
Kaj torej skrivajo črne luknje v sebi? Pot v druge svetove, brezmejna energija prihodnosti, zadnji dih Vesolja ali civilizacija drugih svetov?
Možno je, da bo sedanja generacija učencev in šolarjev vedela odgovore na nekatera od teh vprašanj. Lahko čakamo le na tisti vznemirljivi trenutek, ko bodo astronomi končno lahko začeli neposredno preučevati "kandidate za gravitacijski kolaps."
Oleg FAYG