Jednom kada predmet uđe u crnu rupu, više je ne može napustiti. Bez obzira koliko energije imate, nikada se ne možete kretati brže od brzine svjetlosti i prelaziti horizont događaja iznutra. Ali što ako pokušate prevariti to malo pravilo i umočiti sićušni objekt u horizont događaja, vežući ga za masivniji koji može napustiti horizont? Je li moguće nekako izvući nešto iz crne rupe? Zakoni fizike su strogi, ali moraju odgovoriti na pitanje, je li to moguće ili ne. Ethan Siegel iz Medium.com predlaže da to saznamo.
Crna rupa nije samo super gusta i nadmasivna singularnost, u kojoj je prostor zakrivljen tako snažno da sve što uđe unutra više ne može izaći. Iako je obično ono što mi mislimo kao crnu rupu - točnije - područje prostora oko tih predmeta iz kojeg ne može pobjeći niti jedan oblik materije ili energije - pa čak ni sama svjetlost. Ovo nije toliko egzotično kako bi se moglo pomisliti. Ako uzmete Sunce kakvo jest i stisnete ga u radijusu od nekoliko kilometara, dobit ćete gotovo crnu rupu. I premda našem Suncu ne prijeti takav prijelaz, postoje zvijezde u Svemiru koje ostavljaju iza sebe te tajanstvene objekte.
Najmasivnije zvijezde u svemiru - zvijezde od dvadeset, četrdeset, sto ili čak 260 sunčevih masa - najplaviji su, najtopliji i najsvjetliji objekti. Oni također izgaraju nuklearno gorivo u svojim dubinama brže od ostalih zvijezda: za jedan ili dva milijuna godina umjesto mnogih milijardi poput Sunca. Kad tim unutarnjim jezgrama ponestane nuklearnog goriva, postaju taoci najmoćnijih gravitacijskih sila: toliko snažne da se, u nedostatku nevjerojatnog pritiska nuklearne fuzije kojem se protive, jednostavno sruše. U najboljem slučaju, jezgre i elektroni dobivaju toliko energije da se stapaju u masu neurona povezanih zajedno. Ako je ova jezgra masivnija od nekoliko sunca, ti će neutroni biti gusti i dovoljno masivni da se sruše u crnu rupu.
Dakle, upamtite, minimalna masa crne rupe je nekoliko solarnih masa. Crne rupe mogu izrasti iz mnogo većih masa, stapajući se zajedno, proždirući materiju i energiju i prodirući u središta galaksija. U središtu Mliječnog puta pronađen je objekt koji je četiri milijuna puta veći od mase Sunca. Pojedine zvijezde mogu se identificirati u njegovoj orbiti, ali ne emitira se svjetlost bilo koje valne duljine.
Druge galaksije imaju još masivnije crne rupe, čije su mase tisuće puta veće od naše, i ne postoji teoretska gornja granica njihove visine. No, dva su zanimljiva svojstva crnih rupa koja nas mogu dovesti do odgovora na postavljeno pitanje na samom početku: je li moguće povući nešto "na uzici"? Prvo svojstvo odnosi se na ono što se događa svemiru kako crna rupa raste. Princip crne rupe takav je da niti jedan objekt ne može pobjeći od svoje gravitacijske privlačnosti u području svemira, bez obzira koliko je ubrzan, čak se krećući brzinom svjetlosti. Granica između mjesta na kojem objekt može napustiti crnu rupu i tamo gdje ne može naziva se horizontom događaja. Ima ga svaka crna rupa.
Iznenađujuće je da je zakrivljenost prostora puno manja na horizontu događaja u blizini najmasivnijih crnih rupa, a povećava se u manje masivnim. Razmislite o ovome: Ako biste "stali" na horizontu događaja s desnom nogom na rubu i glavom unatrag 1,6 metara od singularnosti, sila bi protegnula vaše tijelo - proces koji se naziva špagetifikacija. Da je ta crna rupa ista kao u središtu naše galaksije, vlačna sila bila bi samo 0,1% gravitacijske sile na Zemlji, dok bi se sama Zemlja pretvorila u crnu rupu, a vi biste stajali na njoj, vlačna sila bila bi 1020 puta zemljine gravitacije.
Promotivni video:
Ako su te vlačne sile male na rubu horizonta događaja, one neće biti puno veće unutar horizonta događaja, što znači - s obzirom na elektromagnetske sile koje čvrsto drže objekte zajedno - možda bismo mogli učiniti svoje: uroniti objekt u horizont događaja i gotovo odmah izvaditi. Možeš li to učiniti? Da bismo razumjeli, pogledajmo što se događa na samoj granici između neutronske zvijezde i crne rupe.
Zamislite da imate izuzetno gustu kuglu neutrona, ali foton na njegovoj površini i dalje može pobjeći u svemir i ne mora se nužno vratiti u neutronsku zvijezdu. Postavimo sada još jedan neuron na površinu. Odjednom se jezgra više ne može oduprijeti gravitacijskom kolapsu. No, umjesto da razmišljamo o onome što se događa na površini, razmislimo o onome što se događa unutra, gdje nastaje crna rupa. Zamislite jedan neutron sastavljen od kvarkova i gluona i zamislite kako se gluoni trebaju premještati iz jednog kvarka u drugi u neutronu da bi se odvijala razmjena sila.
Sad je jedan od ovih kvarkova bliži singularnosti u središtu crne rupe, a drugi je dalje. Da bi se odvijala razmjena sila - i da bi neutron bio stabilan - gluon u određenom trenutku mora preći iz bliskog kvarka u onaj daleki. Ali to je nemoguće čak ni brzinom svjetlosti (a gluoni nemaju masu). Sve nulte geodezije ili put objekta koji se kreće brzinom svjetlosti rezultirat će singularnošću u središtu crne rupe. Štoviše, nikada neće ići dalje od singularnosti crne rupe nego u trenutku izbacivanja. Zbog toga se neutron unutar horizonta događaja crne rupe mora srušiti i postati dio singularnosti u središtu.
Vratimo se dakle primjeru uprtača: uzeli ste malu masu i privezali je za veću posudu; brod je izvan horizonta događaja, a masa je potopljena. Kad bilo koja čestica prijeđe horizont događaja, ne može je više napustiti - ni čestica, čak ni svjetlost. No, fotoni i gluoni ostaju same čestice koje nam trebaju za razmjenu sila između čestica koje se nalaze izvan horizonta događaja, a također ne mogu nigdje otići.
To ne znači nužno da će se kabel slomiti; nego će se singularnost povući na čitav brod. Naravno, plimne sile pod određenim uvjetima neće vas razdvojiti, ali postizanje singularnosti bit će neizbježno. Nevjerojatna gravitacija i činjenica da sve čestice svih masa, energija i brzina neće imati drugog izbora nego putovati do singularnosti, to će se i dogoditi.
Stoga, nažalost, još nisu pronašli izlaz iz crne rupe nakon prelaska horizonta događaja. Možete smanjiti gubitke i odsjeći ono što je već ušlo, ili ostati u kontaktu i utopiti se. Izbor je na vama.
Ilja Khel
