Skocz do zawartości




Informacje o artykule

  • Dodany: 24.03.2020 - 16:32
  • Wyświetleń: 591
  • Odnośnik do tematu na forum:
    Wszechświat, Czarna Dziura, Kosmos, Stephen Hawking, Black Hole, Horyzont, Osobliwość, Roger Penrose, Astronomia, czasoprzestrzeń,

    Podyskutuj o tym artykule na forum
 


* * * * *
0 Ocen

Co by było, gdyby... człowiek udał się w podróż do Czarnej Dziury? Przewodnik podróżnika

Napisane przez Kwarki_i_Kwanty dnia 24.03.2020 - 16:32

comment_2KlwqYi0VGShcq7epBSD3tCe7yFOQeCW

 

 

 

Wyobraź sobie, że ty, jako Ziemianin zostałeś wybrany na przedstawiciela naszej Cywilizacji do podróży w samo serce Czarnej Dziury, ulokowanej, np. gdzieś w centrum Galaktyki Drogi Mlecznej. Potężna galaktyczna rasa istot wybrała właśnie Ciebie; stałeś się kronikarzem Wszechświata, świadkiem ludzkości w tym niebywałym wydarzeniu. Organizator intergalaktycznej ,,wycieczki" zdołał opanować już umiejętność wykorzystania energii układu gwiezdnego, który zamieszkuje, przymierzając się tym samym do umiejętności kontrolowania zasobów materii i energii całej Galaktyki. Przetransportowanie twojego jestestwa, w okolice ,,stosunkowo słabego oddziaływania grawitacyjnego" Czarnej Dziury, dla tak zaawansowanej, inteligentnej rasy Istot, nie nastręczy żadnych problemów. Pomijając inne aspekty takiej podróży, i nie wdając się w głębszą jej analizę, warto przytoczyć kilka przydatnych wskazówek tudzież informacji, niczym z ,,Dziennika prawdziwego skauta", które to przydadzą się tobie podróżniku podczas ,,zwiedzania" majestatycznego odkurzacza czasoprzestrzeni - potwora jakim jest Czarna Dziura. Dowiesz się tym samym, czy mówienie o tej podróży w kategoriach realności, oraz czegoś, co da się - bez względu na zaawansowanie technologiczne - w przyszłości dokonać, ma sens i jest opłacalne. 

 

 

 

VL5tbve.jpg

 

 

 

CZY MOGĘ ZAJRZEĆ DO CZARNEJ DZIURY?

 

Owszem, możesz, ale już się z niej nie wydostaniesz. Współczesna fizyka nie pozostawia złudzeń - czarna dziura nigdy cię nie wypuści ani nie zdołasz przekazać na zewnątrz żadnej informacji, a tym bardziej pozdrowień skierowanych na Ziemię, ponieważ zarówno światło, jak i fale radiowe nie są w stanie z niej uciec. To, co tam zobaczysz, pozostanie więc na zawsze twoją tajemnicą - czarna dziura otoczona jest krawędzią (fizycy nazywają ją horyzontem), poza którą przestrzeń i czas zostają zwinięte w coś, co przypomina lejek.I tu się zaczynają ,,spekulacyjne", ciężkie dla ludzkiego dwuwymiarowego umysłu do zrozumienia, schody. Otóż na samym końcu lejka znajduje się punkt o nieskończonej gęstości, zwany osobliwością, do którego została ściśnięta cała materia i gdzie czas oraz przestrzeń rozpadają się na kwanty. Ale to tylko czcze teoretyzowanie i bawienie się w ,,astrofizyczną alchemię"; nie znamy jeszcze kwantowej teorii grawitacji, więc nie wiemy, jak ta studnia wygląda i dokąd tak naprawdę prowadzi. 

 

 

PO CZYM POZNAĆ CZARNĄ DZIURĘ, DOKĄD SIĘ KIEROWAĆ?... JAK JĄ NAMIERZYĆ?

 

Na wycieczkę poznawczą trzeba wybrać dziurę samotną, która nie będzie zasysała gazu z towarzyszącej jej gwiazdy (lub gwiazd) i nie będzie otoczona wirem rozgrzanej i promieniującej plazmy. Ale zaraz, jak ją znaleźć? Bez jasnego wiru materii będzie się zupełnie zlewała z czarnym tłem kosmosu. Jednak jest na to sposób. Czarna dziura to grawitacyjny kolos, abstrakt i antybóg materii, czasu i przestrzeni, zakrzywiający przechodzące w jej pobliżu promienie świetlne. Jeśli więc znajdzie się ona na tle jasnej galaktyki lub grupy gwiazd, to skupi ich światło niczym soczewka powiększająca, a bywa, że podwoi lub potroi obraz gwiazd jak w kalejdoskopie. 

 

 

JAK CIEPŁO TRZEBA SIĘ UBRAĆ?

 

To zależy od... rozmiaru dziury. Paradoksalnie te niewielkie są cieplejsze niż te olbrzymie. Typowa czarna dziura, która powstała po wypaleniu się gwiazdy 10 razy cięższej niż Słońce (tzw. gwiazdowa dziura), jest lodowato zimna, dużo chłodniejsza od próżni kosmicznej. Ma temperaturę ledwie jedną milionową stopnia powyżej zera absolutnego, więc jej promieniowanie cieplne (tzw. promieniowanie Hawkinga) jest niezauważalne. Co wstrząsające i wywracające zwoje neuronalne ludzkiego mózgu, to fakt, że temperatura czarnej dziury wielkości jądra atomowego wynosi... aż miliard stopni! Taka mikroskopijna dziura mocno więc promieniuje, traci energię, kurczy się, co sprawia, że jej temperatura jeszcze bardziej wzrasta. Ten proces w ostatniej fazie jest lawinowy i wybuchowy. W chwili agonii czarna dziura powinna znikać w eksplozji przenikliwego promieniowania gamma (choć wciąż trwają dyskusje, czy znika całkowicie, czy też jakiś ,,ogryzek" po niej zostaje). Rzeczą oczywistą jest to, aby nie zbliżać się do takich rozgrzanych do białości promieniujących maleńkich dziur.

 

 

WYBIERZ WIĘKSZĄ DZIURĘ... ŻEBY CIĘ NIE ROZERWAŁO

 

Gdy zbliżasz się do krawędzi dziury, to narasta różnica sił, z jaką przyciągane są różne części twojego ciała. Jeśli lecisz głową do przodu - to jest ona przyciągana silniej niż położone nieco dalej stopy. W pewnej odległości różnica sił stanie się tak wielka, że cię... rozerwie. Rozerwana zostanie także twoja rakieta, czy pojazd, którym wraz z innymi przedstawicielami cywilizacji inteligentnych ras zamieszkujących obserwowalny kosmos, wybrani przez zaawansowaną ,,post-biologiczną" Cywilizację, udałeś się na podróż w kierunku czarnej dziury (raczej wycieczkę... w jedną stronę). To siły pływowe rozbijają gwiazdy, miażdżą i niszczą materię, która wpada do czarnej dziury. Fizycy określają to mianem spagettyzacji, bo grawitacja traktuje materię jak ciasto: wszystko rozwałkowuje i zgniata. Człowiek nie jest w stanie przeżyć zbliżenia do krawędzi czarnej dziury, która ma masę mniejszą niż tysiąc mas Słońca. Tylko do większych dziur da się podlecieć blisko, bo mają większy horyzont i siły pływowe osiągają śmiertelną wartość dopiero daleko za horyzontem. 

 

P.S. Pamiętaj, nie zbliżaj się do maleńkich czarnych dziur. Dziura o promieniu mniejszym od atomu ma masę miliarda ton i może promieniować z mocą 10 gigawatów! 

 

SKĄD WIEM, ŻE DOTARŁEM NA MIEJSCE?

 

Jeśli klasyczna teoria względności Einsteina jest słuszna, to horyzont niczym szczególnym się nie wyróżnia, nie wykryjemy go żadnym przyrządem. Jeśli więc się wahasz, czy wyskoczyć do środka, bardzo uważaj... nic cię nie ostrzeże. W celach krajoznawczych lub badawczych najwygodniej byłoby po prostu zaparkować na orbicie wokół czarnej dziury. Sygnałem, że docierasz w ,,rejony bez powrotu'', będą coraz bardziej zdeformowane obrazy nieba. W pewnym momencie światło tak się zakrzywia, że zostaje całkowicie uwięzione na orbicie wokół czarnej dziury. Gdy tam się zapędzisz, to patrząc prosto przed siebie, zobaczysz własne plecy. Wtedy może cię uratować tylko manewr, który opracował brytyjski astrofizyk Roger Penrose. Dzięki niemu wytrawni podróżnicy mogą dotrzeć niemal do samego horyzontu dużej wirującej czarnej dziury i jeszcze stamtąd wrócić. Teoretycznie. Trzeba zbliżyć się rakietą w kierunku zgodnym z ruchem wiru grawitacyjnego, a w bezpośrednim sąsiedztwie horyzontu włączyć silniki i ustawić ją tak, aby gazy odrzutowe (lub część wylotowa źródła energii okrętu) wpadały do czarnej dziury. Wówczas rakieta ulegnie przyspieszeniu i zostanie wyrzucona z ogromną prędkością, jak z grawitacyjnej procy. Oddali się, zabierając część energii obrotowej czarnej dziury, która wskutek tego nieco zwolni. Być może na wyższym poziomie rozwoju naszej Cywilizacji nauczymy się w ten sposób czerpać energię z czarnych dziur. 

 

 

UWAGA NA FALE GRAWITACYJNE!

 

U celu podróży zawsze musisz strzec się fal grawitacyjnych, które powstają, gdy do czarnej dziury wpadnie większa masa. Efekt przypomina rzucenie kamienia do wody - z prędkością światła rozbiegają się koncentryczne zmarszczki czasoprzestrzeni. Blisko horyzontu są wyjątkowo silne, mogą nadwyrężyć konstrukcję statku, a przede wszystkim... twoją! 

 

 

CZY W PAKIECIE SĄ ZABIEGI ODMŁADZAJĄCE?

 

Silna grawitacja spowalnia bieg czasu. Z punktu widzenia odległych obserwatorów na horyzoncie czarnej dziury czas całkowicie się zatrzymuje. Naiwni sądzą, że zamieszkanie na orbicie tego kosmicznego potwora jest dobrym sposobem na wydłużenie sobie życia. Niestety, nie jest to prawda, bo to spowolnienie biegu czasu jest odczuwalne tylko dla tych, którzy pozostają na Ziemi. Chodzi o to, że dla Ciebie, jeśli zaparkujesz przy czarnej dziurze, sekundy, minuty, dni i lata mijają tak jak zwykle. Tyle, że wydarzenia na dalekiej Ziemi zaczynają biec w przyspieszonym tempie. Po powrocie z rocznego pobytu nad horyzontem czarnej dziury może się okazać, że na Ziemi upłynęły w tym czasie już setki, a nawet tysiące lat. 

 

,,Nocleg" na parkingu przy czarnej dziurze nie jest więc najlepszym sposobem na osiągnięcie nieśmiertelności, ale to na pewno dobra metoda na podróż w daleką przyszłość.

 

 

 

 

Źródło materiałów użytych w artykule (większa część treści i zdjęcie): "Gazeta Wyborcza: NAUKA dla każdego ekstra. Astronomia - praktyczny przewodnik na wakacje; 1/2016 lipiec"

  • 0

stat4u