oktober 6, 2022

Nettnord.no

Næringsnett Nord-Troms

Det er en måte mennesker 'trygt' kan komme inn i et svart hull, sier fysikere

Det er en måte mennesker «trygt» kan komme inn i et svart hull, sier fysikere

For å løse mysteriene til svarte hull, et menneske burde våge seg inn i en.

Imidlertid er det en ganske komplisert fangst: et menneske kan bare gjøre dette hvis det respektive sorte hullet er supermassivt og isolert, og hvis personen som kommer inn i det sorte hullet ikke forventer å rapportere funnene til noen i hele universet.

Vi er begge to fysisk som studerer sorte hull, om enn fra en veldig trygg avstand. Svarte hull er blant de mest utbredte astrofysiske objektene i vårt univers.

Disse spennende gjenstandene ser ut til å være en viktig ingrediens i evolusjon av universet, fra det store smellet til denne dag. De hadde sannsynligvis en innvirkning på dannelsen av menneskelivet i vår egen galakse.

En person som faller ned i et svart hull og strekker seg. (Leo Rodríguez / Shanshan Rodríguez / CC BY-ND)

To typer sorte hull

Universet er fullt av stor dyrepark med forskjellige typer sorte hull..

De kan variere i størrelse og ha en elektrisk ladning, på samme måte som elektroner eller protoner er i atomer. Noen svarte hull spinner faktisk. Det er to typer sorte hull som er relevante for vår diskusjon.

Den første typen roterer ikke, den er elektrisk nøytral, det vil si at den ikke har noen positiv eller negativ ladning, og har massen til solen vår. Den andre typen er et supermassivt svart hull, med en masse på millioner og til og med milliarder ganger større enn solens.

Foruten forskjellen i masse mellom disse to typene sorte hull, er det som også skiller dem avstanden fra sentrum til deres «begivenhetshorisont», et mål som kalles radial avstand.

READ  Den 'bonanza' gullstripene i steinene forklarte endelig

fil 20210119 24 1w07b7aEn person som falt i et supermassivt svart hull ville sannsynligvis overleve. (Leo og Shanshan Rodríguez / CC BY-ND)

Begivenhetshorisonten til et svart hull er punktet for ingen retur. Alt som passerer gjennom dette punktet vil bli svelget av det sorte hullet og vil forsvinne for alltid fra vårt kjente univers.

I begivenhetshorisonten er det svarte hullets tyngdekraft så kraftig at ingen mekanisk kraft kan overvinne eller motvirke den. Selv lys, den raskest bevegende tingen i vårt univers, kan ikke unnslippe, derav begrepet «svart hull».

Den radiale størrelsen på hendelseshorisonten avhenger av massen til det respektive sorte hullet og er nøkkelen for at en person skal overleve ved å falle i en. For et svart hull med en masse av solen vår (en solmasse), vil begivenhetshorisonten ha en radius på litt under 3 km (3,2 kilometer).

fil 20210119 21 1lb26xuEn person som nærmer seg begivenhetshorisonten til et svart hull på størrelse med Solen. (Leo og Shanshan Rodríguez / CC BY-ND)

Det supermassive sorte hullet i sentrum av vår galakse, Melkeveien, har derimot en masse på omtrent 4 millioner solmasser, og har en begivenhetshorisont med en radius på 7,3 millioner miles eller 17 solradier.

Derfor vil noen som faller i et svart hull i stjernestørrelse komme mye, mye nærmere sentrum av det svarte hullet før de passerer begivenhetshorisonten, i stedet for å falle i et supermassivt svart hull.

På grunn av nærheten til sentrum av det sorte hullet antyder dette at trekk av det sorte hullet på en person vil variere med en faktor på 1000 billioner ganger mellom hodet og føttene, avhengig av hvilken som fører til fritt fall .

READ  De godkjenner i første debatt et prosjekt som søker å gi kontinuitet til Vitenskapsdepartementet

Med andre ord, hvis personen lander på føttene først, når de nærmer seg begivenhetshorisonten til et stjernemassesvart hull, vil tyngdekraften på føttene være eksponentielt større sammenlignet med trekk av det svarte hullet på hodet.

Personen ville oppleve spaghetti og sannsynligvis ikke overleve ved å strekke den i en lang, tynn, nudellignende form.

Nå vil en person som faller inn i et supermassivt svart hull nå begivenhetshorisonten mye lenger fra den sentrale kilden til gravitasjonsattraksjon, noe som betyr at forskjellen i gravitasjonsattraksjon mellom hodet og føttene er nesten null.

Dermed ville personen krysse begivenhetshorisonten upåvirket, ikke forvandle seg til en lang, tynn nudel, ville overleve og uten smerte flyte utover det sorte hullets horisont.

Andre hensyn

De fleste av de svarte hullene vi observerer i universet er omgitt av veldig varme skiver av materiale, hovedsakelig bestående av gass og støv eller andre gjenstander som stjerner og planeter som kom for nær horisonten og falt i det svarte hullet.

Disse platene kalles akkretjonsplater, og de er veldig varme og turbulente. De er absolutt ikke gjestfrie og ville gjøre det å reise til det sorte hullet ekstremt farlig.

For å komme deg inn på en trygg måte, må du finne et supermassivt svart hull som er helt isolert og ikke spiser på omgivende materiale, gass eller til og med stjerner.

Nå, hvis en person fant et isolert supermassivt svart hull som var egnet for vitenskapelig undersøkelse og bestemte seg for å våge seg inn i det, ville alt som ble observert eller målt i det svarte hullet være begrenset innenfor det svarte hullets begivenhetshorisont.

READ  UCES innviet bygningen til fakultetet for helsevitenskap

Tatt i betraktning at ingenting kan unnslippe gravitasjonstrekket utover begivenhetshorisonten, vil den fallende personen ikke kunne sende informasjon om sine funn utover denne horisonten. Hans reise og funn ville være tapt for resten av hele universet for alltid. Men de ville glede seg over eventyret så lenge de overlevde… kanskje…. Samtalen

Leo Rodriguez, Assisterende professor i fysikk, Grinnell College Y Shanshan Rodriguez, Assisterende professor i fysikk, Grinnell College.

Denne artikkelen er publisert på nytt fra Samtalen under en Creative Commons-lisens. Les Original artikkel.