Črne luknje so morda najbolj skrivnostni predmeti v vesolju. So tako gosti, da sila gravitacije ne dovoli ničesar, niti svetlobe, da zapusti črno luknjo. Fiziki so odkrili veliko črnih lukenj, od majhnih do supermasivnih, ki tehtajo na milijone ali milijarde sonca. Pomembna lastnost obzorja dogodkov - da ga svetloba ne more prečkati - ustvari mejo v vesolju: ko jo prestopiš, si obsojen na enotnost. Toda kaj boste videli, da padete v črno luknjo? Ali bodo luči ugasnile ali ostale? Fiziki poznajo odgovor in všeč vam bo.
V središču lastne galaksije smo videli zvezde, ki se gibljejo okoli osrednje točke mase 4 milijone sončnih mas in ne oddajajo svetlobe. Ta objekt, Strelec A *, je kandidat črne luknje, ki ga lahko določimo neposredno z merjenjem zvezd v njegovi orbiti.
Vendar se zgodi nekaj zelo čudnih stvari, ki se zgodijo, ko se približaš obzorju črne luknje in postanejo še bolj čudne, ko jo prečkaš. Obstaja razlog, da ga, ko premagate to nevidno oviro, nikoli ne boste mogli zapustiti. In ni važno, kateri razred črne luknje te je sesal, katera vesoljska ladja te skuša odpeljati od tam ali kaj drugega. Splošna relativnost je velika stvar, zlasti ko gre za črne luknje. Razlog je povezan z največjim dosežkom Einsteina: povezava s tem, kako črna luknja upogne vesolje in čas.
Ko ste zelo daleč od črne luknje, je tkanina prostora zakrivljena manj. V resnici, ko ste zelo daleč od črne luknje, je njena gravitacija nerazločljiva od katere koli druge mase, naj bo to nevtronska zvezda, navadna zvezda ali le difuzni oblak plina. Prostorni čas je lahko ukrivljen, toda vse, kar lahko poveš že od daleč, je prisotnost mase brez podatkov o porazdelitvi te mase. Če pa pogledate z lastnimi očmi, potem bo namesto oblaka plina, zvezde ali nevtronske zvezde v središču absolutno črna krogla, ki ne oddaja nobene svetlobe.
To sferično območje, znano kot horizont dogodkov, ni nekaj fizičnega, temveč je prostor določene velikosti, iz katerega svetloba ne more uiti. Človek bi domneval, da se zdi od daleč velikost črne luknje takšna, kot je v resnici. Z drugimi besedami, če se približate črni luknji, bo videti kot popolnoma črna luknja v ozadju prostora, ob robovih katere je popačena svetloba.
Za črno luknjo z maso Zemlje bo ta krogla majhna: približno 1 centimeter v polmeru; za črno luknjo z maso sonca pa bo ta krogla v polmeru približno 3 kilometre. Če maso (in velikost) spremenite v supermasivno črno luknjo - kot je ta v središču naše galaksije -, dobite velikost planetarne orbite ali velikanske rdeče zvezde, kot je Betelgeuse.
Kaj se zgodi, ko se približaš in sčasoma padeš v črno luknjo?
Promocijski video:
Od daleč bo geometrija tega, kar vidite, ustrezala vašim pričakovanjem in izračunom. Ko pa boste napredovali v svojem popolno izdelanem in neuničljivem vesoljskem plovilu, boste začeli opažati nekaj čudnega, ko se boste približali črni luknji. Če razdaljo med vami in zvezdo delite na polovico, se zdi, da je kotna velikost zvezde dvakrat večja. Če skrajšate razdaljo na četrtino, bo štirikrat večja. Toda črne luknje so drugačne.
Za razliko od vseh drugih predmetov, ki ste jih vajeni, in čim bližje se jim zdi, večja se zdi, črna luknja veliko hitreje raste, zahvaljujoč neverjetni ukrivljenosti prostora.
Z našega vidika na Zemlji bo črna luknja v galaktičnem središču videti drobna, njen polmer, izmerjen v mikrosločnih sekundah. Toda v primerjavi z naivnim polmerom, ki ga izračunate v splošni relativnosti, bo zaradi ukrivljenosti prostora videti 150% večji. Če se mu približate, bo do trenutka, ko bo obzorje dogodkov velikost polne lune na nebu, štirikrat večje od tega. Razlog je seveda v tem, da se vesoljski čas vedno bolj upogiba, ko se približaš črni luknji.
Nasprotno pa opazovano območje črne luknje vedno bolj raste; s tem ko bo črna luknja zrasla do take velikosti, da bo zasenčila skoraj celoten pogled naprej. Redni geometrijski predmeti se ne obnašajo tako.
Ko se približate najbolj notranji stabilni krožni orbiti - to je 150% polmera dogodkovnega obzorja - boste opazili, da se pogled naprej na ladji popolnoma črni. Ko natančno prestopite to, bo tudi za vami vse začelo pahniti v temo. To je spet povezano s tem, kako se svetlobne poti z različnih točk gibljejo v tem zelo ukrivljenem vesoljskem času.
Če še niste prestopili obzorja dogodkov, lahko še vedno zapustite. Če uporabite dovolj pospeška stran od obzorja dogodka, lahko pustite njegovo težnost in se vrnete v varen prostor-čas stran od črne luknje. Vaši gravitacijski senzorji vam bodo povedali, kje nagib navzdol proti sredini uhaja v ravnino, kjer je vidna zvezda.
Če pa boste še naprej padali proti obzorju dogodkov, boste na koncu videli, da se bo zvezdna svetloba skrčila na drobno točko za vami, spreminjala barvo v modro zaradi gravitacijskega modrega premika. V zadnjem trenutku, ko prečkate obzorje dogodkov, bo ta točka postala rdeča, bela in potem modra, ko se kozmična mikrovalovna in radio valovna ozadja preusmerijo v vidni spekter.
In potem … prišla bo tema. Nič. Znotraj obzorja dogodkov nobena svetloba iz zunanjega vesolja ne more doseči vaše ladje. Zdaj boste razmislili o močnih motorjih vaše ladje in razmislili, kako bi lahko z njihovo pomočjo pobegnili iz te pasti. Spomnili se boste, v katero smer leži singularnost, in poskušali določiti gravitacijski gradient proti njej. To je pod pogojem, da zadaj ali pred vami ni nobene druge snovi ali luči.
Presenetljivo je, da tudi če veliko svetlobe pade zunaj obzorja dogodka s seboj - videli boste "polovico" vidnega Vesolja - boste imeli na krovu tudi gravitacijske senzorje. In takoj ko prestopite obzorje dogodkov, s svetlobo ali brez nje, se bo zgodilo nekaj nenavadnega.
Vaši senzorji vam bodo rekli, da bo gravitacijski gradient, ki gre proti singularnosti, povsod, v vse smeri. Tudi v nasprotni smeri singularnosti.
Kako je to mogoče?
In tako, ker ste zunaj obzorja dogodkov, prav tam. Vsak žarek svetlobe, ki ga zdaj sevate, bo šel v enotnost; preveč si globoko v črni luknji, da bi lahko šla kam drugam.
Koliko časa po prečkanju obzorja v supermasivni črni luknji traja, da je v njenem središču? Verjeli ali ne, čeprav je obzorje dogodkov v našem referenčnem okviru lahko premer svetlobne ure, traja le približno 20 sekund, da dosežemo posebnost. Močno ukrivljen prostor je strašljiva stvar.
Najslabši del tega je, da vas bo vsako pospeševanje še hitreje približalo singularnosti. V tej fazi je nemogoče povečati čas preživetja. Singularnost obstaja v vseh smereh, kamor koli pogledate. Odpornost je brezplodna.
Ilya Khel