Kan Black Holes Transportere Dig Til Andre Verdener?

{h1}

Teori siger, at sorte huller måske vil kunne transportere dig til andre steder.

Hvis du tror på skabelsen af ​​science fiction, tjener sorte huller som gateways til andre verdener, enten fjerntliggende dele af dette univers eller andre universer helt. Men virkeligheden kan være mere kompliceret end det. Og uden for sci-fi-rige er det en dårlig ide at droppe ind i et sort hul.

Alligevel viser det sig, at folk, der kommer ind i et sort hul, i det mindste ville have en lille chance for at undslippe, enten tilbage i deres egen verden eller til et eksotisk sted. Dette skyldes, at sorte huller faktisk bøjer pladsen selv, og det kan også medføre punkter, der er normalt fjernt fra hinanden, meget tættere sammen.

En ofte anvendt analogi er bøjningen af ​​et stykke papir. Hvis du tegner en linje på papiret, følger den papirets form, og linjens længde er uændret ved at bøje papiret. Men hvis du går gennem papiret, er linjens endepunkter meget tættere på hinanden. Forståelse dette kræver dykking i Einsteins relativitetsteori som anvendt på tyngdekraften. [5 grunde vi kan bo i en multivers]

Escaping et sort hul greb

Det er vigtigt at forstå, at et sort hul ikke er tomt rum, men snarere et sted, hvor en enorm mængde sager er skubbet ind i et teenagere lille område kaldet en singularitet. Faktisk er singulariteten uendeligt lille og tæt. (Der er faktisk en debat mellem forskere på dette punkt, men mere om det om et øjeblik.)

Når man bevæger sig tættere på det sorte hul, går udgangshastigheden - den hastighed, der er nødvendig for at undslippe det sorte huls tyngdekraft - op. På et bestemt tidspunkt er flyghastigheden større end lysets hastighed, eller 186.282 miles / sekund (299.792 km / sekund). Til sammenligning er Jordens flugthastighed omkring 25.000 mph (40.270 km / t) ved overfladen.

Da intet kan gå hurtigere end lys, betyder det, at intet kan undslippe et sort hul. Men der er et smuthul: Et sort hul suger ikke alt omkring det, som en støvsuger eller et badekarrør. Dens magt strækker sig kun så langt som det sorte huls hændelseshorisont, hvis radius er afstanden fra midten af ​​et sort hul ud over hvilket der ikke kan komme noget ud. Denne radius bliver større, da mere materiel falder ind i det tætte dyr. Måske er det bedre at tænke på et baghul som en bold, hvis overflade tillader materie at passere indvendigt, men aldrig den anden vej.

Denne illustration viser et sort hul, der hedder Cygnus X-1, som suger livet ud af en blå stjerne ved siden af ​​den.

Denne illustration viser et sort hul, der hedder Cygnus X-1, som suger livet ud af en blå stjerne ved siden af ​​den.

Kredit: NASA / CXC / M.Weiss

Hvad der er inde i overfladen er en af ​​de største mysterier i astrofysik. Husk at de fleste forskere mener, at et sort hul er en singularitet. Alt hvad der oprindeligt blev leveret til det sorte huls masse (en stjerne for eksempel) bliver knust i et punkt, der har uendelig tæthed. Hvis du skulle falde i et sort hul, siger den sædvanlige beskrivelse af en sådan begivenhed, at du først vil blive strakt ind i spaghetti med tidevandsstyrker, så knust i intet. Din sag vil så føje til radiusen af ​​det sorte huls hændelseshorisont.

Til sidst vil du blive udsendt som Hawking-stråling. Fysiker Stephen Hawkings beregninger viste, at sorte huller afgiver fotoner. På den måde mister de sorte huller masse, fordi ifølge Einsteins berømte E = mc ^ 2 ligning er energi og masse ækvivalente. Sorte huller fordampes til sidst, men du vil vente længe, ​​for at det skal ske. [8 måder kan du se Einsteins relativitetsteori i det virkelige liv]

Et sort hul med solens masse - ved kosmiske standarder, der er en lille - tager i størrelsesordenen 10 ^ 87 år til at fordampe og forvandle sig til en udbrud af gammastråler. Universet er omkring 14 mia. År gammel, eller 1,4 x 10 ^ 9 år. Der er noget debat i det videnskabelige samfund om, hvor lang tid det tager at få et sort hul til at fordampe, fordi Hawking-strålingen ikke bevarer nogen information om de ting, der faldt i det sorte hul i første omgang; men faktum er, at udsendelse som stråling stadig ikke er god.

Hvad med ormhuller?

Der kan være en bedre vej ud af et sort hul, selvom: Gravity bøjer plads. (Tænk på en sumo wrestler, der ruller på en mått, indtræk mattan med sin vægt.) Ethvert objekt skaber en lokal "tyngdekraft". Det bliver godt dybere mod objektets centrum. En planet har for eksempel en tyngdekraft, men når du går mod midten af ​​en planetarisk sfære, flader brønden ud. Ved hjælp af matematikanalysen vil enhver normal genstand have en godt formet som en depression med en endelig dybde.

Sorte huller opfører sig ikke som normale genstande... måske heldige for det fangede individ. Krumningen i rummet holder bare op og op, indtil du når singulariteten i midten af ​​det sorte hul, hvor krumningen er uendelig. I stedet for en depression har du bare et hul, hvis sider bliver stejlere, når du går mod midten, indtil de er stort set vertikale, og rummet er formet som en uendeligt strakt fordybning.

Og derfor er det et mysterium. Forskere bruger Einsteins relativitetsteori til at beskrive rumbøjningen, men Einsteins ligninger begynder at bryde ned i singulariteterne i sorte huller. Disse singulariteter er også meget små, og på det tidspunkt skal man se kvantemekaniske effekter. Ingen har dog udarbejdet en måde at gøre kvantemekanisk teori med tyngdekraft, for at finde ud af, hvad en singularitet kan se ud.

Det bliver jævnere, når du indser, at sorte huller ikke er statiske. Realistisk har enhver genstand i rummet tendens til at rotere.Det betyder, at singulariteten kunne, hvis den roterer hurtigt nok, bliver en ring snarere end et punkt. En ring singularitet kunne give en gateway til andre universer (som i 1994 sci-fi roman "Ring" af Stephen Baxter, udgivet af HarperCollins). Så et sort hul kunne være et ormhul, en gateway gennem rummet og tiden.

Ideen er så spændende, fordi når du har en point singularitet, uanset hvordan du rejser, er singulariteten altid i din fremtid, hvis du er inde i arrangementshorisonten. Men en ring singularitet kan opføre sig anderledes; den del, der knuste dig i intet, behøver ikke altid at være i din fremtid, på grund af de underlige måder en ring singularitet ville bøje og vride plads og tid.

Imidlertid er begrebet ring singularitet som en gateway langt fra en sikker ting. For det første ved ingen, hvordan en ring singularitet ville blive til stede. Det andet problem er, at når folk har forsøgt at udarbejde matematikken i et hulhullet mormhul, løber de i problemer med at holde porten stabil. "I en hvilken som helst realistisk konstruktion anses de stadig for vildt ustabile over for noget, som vi ville overveje regelmæssigt," siger Robert McNees, lektor i fysik ved Loyola University Chicago. Tidligere arbejde fra andre teoretikere synes at vise, at den eneste mulige måde at gøre ormhuller på er at være med det, der hedder "eksotisk materie", betyder noget med negativ masse. Men der er ingen klar ide om hvad det ville betyde.

Hvilket bringer det grundlæggende problem op: Mens de fleste forskere siger, at sorte huller kan være ormehuller: "Uden en kvantumgravitetsteori er sådanne spørgsmål svære at svare på," sagde McNees.

Det andet problem er, at ingen har observeret ting der kommer ud af ingenting, som man ville forvente, hvis sorte huller kunne være gateways til andre universer. Når alt kommer til alt, vil noget komme igennem, selvom det ved et uheld. Et sæt teorier foreslår endog, at sorte huller starter helt andre universer, hvilket forårsager andre "Big Bangs" - og vores eget univers var en - men den ide er stadig kontroversiel.

Og sidst, en implikation af sorte huller som gateways er tidsrejse. På grund af relativitet er der ikke noget som "nu", der gælder overalt i universet. "Instant" rejse fra punkt A til punkt B overalt i universet vil også indebære tidsrejse, og du kan ende med at ankomme et sted, før du forlod. Physicist Stephen Hawking bemærkede, at da ingen ser tid rejsende i dag (i det mindste det er blevet rapporteret), forekommer det usandsynligt, at tidsrejser er endda mulige i vores univers; det ville betyde, at sorte huller er mindre nyttige som ormhulsgeneratorer.

Så selvom det er muligt, kan sorte huller være gateways, det er nok et godt bud, at de ikke er.

Opdatering: Denne historie blev opdateret for at rette enheder til lysets hastighed.

Følg Life's Little Mysteries på Twitter @ llmysteries. Vi er også på Facebook og Google+.


Video Supplement: Hubble - 15 years of discovery.




DA.WordsSideKick.com
All Rights Reserved!
Reproduktion Af Materialer Tilladt Kun Prostanovkoy Aktivt Link Til Webstedet DA.WordsSideKick.com

© 2005–2019 DA.WordsSideKick.com