סיבוב חורים שחורים יכול לעשות

אחד תרחישים מדע בדיוני היקרים ביותר הוא באמצעות חור שחור כמו פורטל לממד אחר או זמן או היקום. פנטזיה זו עשויה להיות קרובה יותר למציאות מאשר בעבר.

חורים שחורים הם אולי החפצים המסתוריים ביותר ביקום. הם תוצאה של כוח הכבידה מוחץ כוכב גוסס ללא גבול, המוביל להיווצרות של סינגולריות אמיתית - אשר קורה כאשר כוכב שלם מקבל דחוס עד לנקודה אחת מניב אובייקט עם צפיפות אינסופית. זה סינגולריות צפופה וחמה אגרופים חור במרקם הזמן עצמו, אולי נפתח הזדמנות עבור נסיעות היפר. כלומר, קיצוץ דרך מרווח זמן המאפשר נסיעה על מרחקים בקנה מידה קוסמי בתקופה קצרה.

ראה גם: האם Hyperspace Pure מדע בדיוני? לא אם אתה נראה קשה על תורת המיתרים

חוקרים שחשבו בעבר כי כל חללית המנסה להשתמש בחור שחור כפורטל מסוג זה תצטרך להתחשב בטבע במקרה הגרוע ביותר. הסינגולריות החמה והדחוסה תגרום לחלליות לסבול רצף של מתיחה גוברת והולכת של אי-נוחות, לפני שהיא מאדה לחלוטין.

טיסה דרך חור שחור

הצוות שלי באוניברסיטת מסצ 'וסטס Dartmouth ועמית בקולג' ג 'ורג' יה גווינט הראו כי כל החורים השחורים לא נוצרו שווים. אם החור השחור כמו מזל קשת A *, הממוקם במרכז הגלקסיה שלנו, הוא גדול ומסובב, אז התחזית עבור חללית משתנה באופן דרמטי. הסיבה לכך היא שהייחודיות שחלליות תידרש להתמודד איתה עדינה מאוד ותאפשר מעבר שליו מאוד.

הסיבה לכך היא שהסינגולריות הרלוונטית בתוך חור שחור מסתובב היא "חלשה" מבחינה טכנית, ולכן אינה פוגעת באובייקטים המקיימים אינטראקציה עימה. בתחילה, עובדה זו עשויה להיראות מנוגדת לאינטואיציה. אבל אפשר לחשוב על זה כעל מקביל לחוויה המשותפת של העברת אצבע במהירות דרך להבה כמעט 2000 של נר בלי להבער.

חברי ליאור בורקו ואני חוקר את הפיזיקה של חורים שחורים במשך יותר משני עשורים. בשנת 2016, הדוקטורט שלי סטודנטית, קרוליין מלרי, בהשראת סרטו של כריסטופר נולאן כוכב בינכוכבי, יצא לבדוק אם קופר (דמותו של מתיו מק'ונוהי) יכול לשרוד את נפילתו עמוק לתוך גרגנטואה - חור שחור בדיוני, סופר-מאסיבי, מסתובב במהירות של כמאה מיליון פיסות השמש שלנו. כוכב בינכוכבי היה מבוסס על ספר שנכתב על ידי האסטרופיסיקאי זוכה פרס נובל Kip Thorne ואת המאפיינים הפיזיים של Gargantua מרכזיים על העלילה של הסרט הזה הוליווד.

על פי עבודתו של הפיזיקאי עמוס אורי, שני עשורים לפני כן, וחמוש במיומנות החישובית החזקה שלה, בנה מלרי מודל מחשב שיצלם את רוב ההשפעות הפיזיות החיוניות על חללית, או כל חפץ גדול, ויגרום לשחור גדול, מסתובב חור כמו מזל קשת *.

אפילו לא נסיעה מהמורות?

מה שהיא גילתה הוא שבכל התנאים, חפץ שייפול לתוך חור שחור מסתובב לא יחווה השפעות גדולות לאין שיעור על המעבר דרך הייחודיות האופקית הקרובה של החור. זוהי הייחודיות שאובייקט הנכנס לחור שחור מסתובב לא יכול לתמרן או להימנע. לא רק זה, בנסיבות המתאימות, השפעות אלה עשויות להיות קטנות באופן לא משמעותי, מה שמאפשר מעבר נוח למדי בסינגולריות. למעשה, ייתכן שלא יהיו השפעות ניכרות על האובייקט נופל בכלל. זה מגדיל את הכדאיות של שימוש גדול, חורים מסתובבים שחורים כמו פורטלים עבור נסיעות היפר.

מאלרי גילה גם תכונה שלא זכתה להערכה מלאה לפני כן: העובדה שהשפעות הסינגולריות בהקשר של חור שחור מסתובב יביאו למעגלים הולכים וגדלים במהירות של מתיחות וסחיטה על החללית. אבל עבור חורים שחורים גדולים מאוד כמו גרגנטואה, כוח ההשפעה הזאת יהיה קטן מאוד. אז, החללית וכל האנשים על הלוח לא יזהה את זה.

הנקודה החשובה היא כי השפעות אלה לא להגדיל ללא קשורה; למעשה, הם נשארים סופיים, למרות מדגיש על החללית נוטים לגדול ללא הגבלת זמן כפי שהוא מתקרב החור השחור.

ישנן כמה הנחות לפשט חשוב וכתוצאה מכך caveats בהקשר של המודל של מלרי. ההנחה העיקרית היא כי החור השחור הנדון הוא מבודד לחלוטין ולכן אינו נתון להפרעות מתמשכות על ידי מקור כמו כוכב אחר בסביבתו או אפילו כל קרינה נופלת. בעוד הנחה זו מאפשרת הפשטות חשובות, ראוי לציין כי רוב החורים השחורים מוקפים בחומר קוסמי - אבק, גז, קרינה.

ראה גם: "סולו" נתן שם דלק עבור נסיעות היפר

לכן, הרחבה טבעית של העבודה של מלרי יהיה לבצע מחקר דומה בהקשר של חור שחור יותר מציאותי אסטרופיזי.

הגישה של מלרי באמצעות סימולציה מחשב כדי לבחון את ההשפעות של חור שחור על אובייקט נפוץ מאוד בתחום של פיסיקה חור שחור. למותר לציין, אין לנו את היכולת לבצע ניסויים אמיתיים או ליד חורים שחורים עדיין, כך מדענים לפנות תיאוריה וסימולציות לפתח הבנה, על ידי ביצוע תחזיות ותגליות חדשות.

מאמר זה פורסם במקור על השיחה על ידי גאורב קאנה. קרא את המאמר המקורי כאן.