Se voi olla vaarallinen - se voi olla hauskaa! Tämä on yhden Yhdysvaltain johtavan astrofysiikan asiantuntijan mielipide ja pohtii älykkäästi mahdollisuuksista, joita ihmiset voisivat saada, jos heidät kuljetettaisiin supermassiivisen mustan aukon läheisyyteen. Hän ehdotti, että avaruusmoottoreiden kehityksen edistyminen voisi antaa meille mahdollisuuden järjestää lähimmän tällaisen reiän "kenttätutkimus".
1990-luvulta lähtien olemme tienneet, että planeetat voivat kiertää pulsaareja, uskomattoman tiheitä esineitä, jotka on luotu voimakkaiden tähteiden räjähdyksillä. Olisi kohtuullista olettaa, että ne voivat pyöriä mustien reikien ympärillä, mikä yllättäen monille saattaa tuntua, jolla on vähemmän vaikutusta ympäristöönsä kuin pulsaareilla. Joillakin näistä planeetoista voi jopa olla elämää, koska monet elävät asiat maapallolla, kuten tiedämme, ovat sopeutuneet äärimmäisiin olosuhteisiin, mukaan lukien erittäin korkeat ja matalat lämpötilat, happamat, suolaiset ja jopa radioaktiiviset ympäristöt.
Asuttuja planeettoja voi löytää supermassiivisten mustien reikien lähellä, jotka sijaitsevat useimpien galaksien keskellä. Omalla galaksillamme, Linnunradalla, on musta aukko, jonka massa on yhtä suuri kuin neljän miljoonan tähden massa yhdessä. Tämän esineen sisin vakaa pyöreä kiertorata (SVUKO), joka tunnetaan nimellä Sgr A * (Jousimies A *), on suunnilleen yhtä suuri kuin kiertorata, jossa elohopea liikkuu aurinkomme ympärillä.
Millaista olisi elää sellaisella planeetalla?
Ennen kuin puhumme mustan aukon lähellä olevista monista elämän vaaroista, tarkastellaan etuja. Jos sivilisaatioita syntyy tai muuttuu mustien aukkojen läheisyyteen, mitä mielenkiintoisia ja hyödyllisiä asioita he voivat siellä tehdä? Kymmenen parasta vaihtoehtoa tulee mieleen:
- Käytä mustaa reikää puhtaan energian lähteenä ja vie jätteet lisäyslevyn suppiloon, jonka ympäri aine pyörre pyörii. Jopa 42% jätteen omasta massasta voidaan muuntaa säteilyksi suurimmalla nopeudella pyörivässä SVUKO-mustassa aukossa.
- Yhdistä jonkinlainen tekninen mekanismi mustan aukon pyörimisakseliin kuten jättiläinen vauhtipyörä, josta energiaa voidaan kerätä.
- Aja fotonipurjeilla relativistisia suihkuja pitkin nopeudella, joka on lähellä valon nopeutta.
- Pidennä nuoruutta vierailemalla kauneussalonkeissa, jotka sijaitsevat lähellä mustan aukon horisonttia, missä aika virtaa hitaammin painovoiman punasuunnan seurauksena.
- Nauti näkymästä koko maailmankaikkeuteen, joka omituisesti heijastuu painovoima objektiivikuvissa mustan aukon ympärillä.
- Avaa huvipuisto ns. "Fotonisfäärillä", jossa voit leikkiä erilaisilla relativistisilla efekteillä, esimerkiksi nähdä itsesi takaa katsottuna suoraan eteenpäin, kun valo taipuu mustan aukon ympärille.
- Ota kaikki avaruuden uusista liikkumismahdollisuuksista. Joten kun miljardeissa vuosissa Linnunrata sulautuu naapurimaiden Andromedan nebulaan, kaksi niiden keskustassa olevaa mustaa reikää yhdistyvät kiinteäksi binaarijärjestelmäksi, eräänlaiseksi painovoimakatapultiksi, joka voi laukaista tähtiä ja planeettoja valon nopeudella, kuten tämän materiaalin kirjoittaja selittää kahdessa kirjoitetussa artikkelissa yhteistyössä James Guillochonin kanssa. Matkatoimistot voivat myydä lippuja uskomattomiin matkoihin katapultattuihin planeettoihin, jotka kulkevat läpi maailmankaikkeuden.
- Lähetä rikolliset mustalle aukolle turvallisimpana vankilana, jolla on kuolemantuomio ainutlaatuisuuden kautta. Vangien elinkaari riippuu mustan aukon massasta. Mitä vähemmän vakavia rikoksia he tekevät, sitä massiivisempi heidän musta aukko on ja mitä kauemmin he voivat elää "vankilan muurien" ulkopuolella, jota pidetään mustan aukon horisontissa.
- Käytä viestintävälineenä mustan aukon kiertävien pienten esineiden lähettämiä painovoima-aaltoja. Tällaisia signaaleja ei voida estää millään tunnetulla aineen muodolla.
- Testaa kvanttigravitaation perusasiat lähettämällä kokeellisten fyysikkojen ryhmiä ja jousiteorian asiantuntijoita organisoiduille matkoille.
Suurin vaara astronautteille, jotka yrittävät hallita näitä toimia, on vuorovesivoimista. Kuten Albert Einstein huomautti kuuluisassa ajattelukokeessaan, kuka tahansa putoavan hissin tai avaruusaluksen sisällä vapaalla pudotuksella, tuntuu painovoiman puutteelta. Mutta mikä tahansa ero painovoiman kiihtyvyydessä hänen pään ja jalkojen välillä saattoi helposti repiä hänen ruumiinsa toisistaan. Vuorovesivoimat olisivat kuolemantuomiot mustan aukon tähtimassan lähellä, mutta ne eivät aiheuta uhkaa ihmiskeholle laajentuneessa tilassa supermassiivisen mustan aukon, kuten Jousimies A *, ympärillä.
Vastaavasti mustan aukon esiintymiseen vaadittavan aineen tiheys on lineaarisessa suhteessa sen tila-aika-kaarevuuteen. Pienen massan mustia reikiä muodostuu, kun massiivisen tähden ydin romahtaa tiheyteen, joka on selvästi atomiytimen korkeampi. Mutta supermassiiviseen reikään, paljon harvinaisempaan, riittää, että Jupiterin kiertorada täytetään nestemäisellä vedellä. Kuulostaa yksinkertaiselta, mutta tämä tekniikkahanke ei ole toteutettavissa, koska se vaatisi jopa 100 miljoonaa aurinkoa veden määrän. No, vesi, joka vapautuu veden kaatamisprosessissa, polttaisi kaikki vierekkäiset infrastruktuurirakennukset.
Itse asiassa supermassiivisen mustan aukon tiivistymisen aikana vapautuva lämpö on merkittävä uhka sivilisaatioille, jotka voisivat sijaita galaksien keskellä. Yhteisessä artikkelissamme John Forbesin kanssa osoitimme, että merkittävä osa maailmankaikkeuden planeettoja voi menettää ilmakehänsä ja valtamerensä, mikä voi haihtua johtuen tosiasiasta, että olemassaolonsa jossain vaiheessa ne olivat lähellä galaktista ydintä.
Mainosvideo:
Ensimmäistä kertaa ihmiskunnan historiassa meillä on tekniikka, jolla voidaan ottaa kuvia supermassiivisista mustista reikistä Linnunradan keskustassa ja jättiläismäisessä elliptisessä galaksissa M87 niiden takana olevan valoisan kaasumäärän taustalla. Ensimmäinen tällainen kuva julkaistaan vuoden aikana.
Vuoden 2018 luennossa Black Hole Initiatives -konferenssissa, joka on monitieteinen musta aukon tutkimuksen keskus Harvardissa, ehdotin, että avaruusvoiman käytön jatkokehitys saattaisi antaa meille mahdollisuuden lähimmän mustan aukon kenttätutkimuksiin. Tämä tarjoaisi erinomaisen tilaisuuden kokeilla yhtä edellä mainituista toiminnoista - ja ehkä vaihtaa kvanttipainoa koskevia muistiinpanoja joidenkin muiden sivilisaatioiden turistien kanssa, jotka ovat jo leiriytyneet sinne.
Abraham Loeb on Harvardin yliopiston tähtitieteen laitoksen puheenjohtaja, Harvardin Black Hole -aloitteen perustajajohtaja ja Harvard-Smithsonianin astrofysiikan keskuksen teoria- ja laskentainstituutin johtaja. Hän toimii myös Breakthrough Stars -projektin neuvottelukunnan puheenjohtajana.