Mustat aukot ovat esineitä, joissa on niin paljon ainetta keskittynyt yhteen pisteeseen, että mikään - ei edes valo - ei pääse pakenemaan tietyltä alueelta niiden ympäriltä. Tämä oli piirre Newtonin painovoimalle; tämä on piirre Einsteinin yleisessä suhteellisuusteoriassa; ja kun meillä on täydellinen painovoiman kvantiteoria, odotamme täysin sitä. Kun riittävän massiivinen tähti kuolee ja sen ydin romahtaa atomien, ytimien, neutronien ja vapaiden kvarkkien läpi, tapahtuu hauska tapahtuma: edes valon nopeudella liikkuessaan, mikään ei voi jättää tätä avaruusaluetta.
Tämän kynnysarvon ylittyessä kaikki supistuu erottuvuudeksi entisen tähden keskellä. Näin syntyy musta aukko, ja seuraavien biljoonien vuosien ajan se kasvaa, syöen kaiken, mitä se voi saavuttaa.
Saatat ajatella, että saalis on:
- Ehkä ainutlaatuisuus voidaan välttää.
”Ehkä hän ei syö kaikkea, mikä ylittää hänen tapahtumahorisontinsa.
”Ehkä jos olet fiksu, voit paeta sisäpuolelta.
Mutta ei, nämä kaikki ovat muuttumattomia totuuksia. Ei "ehkä". Ja huolimatta Stephen Hawkingin väitteistä, että mahdollinen ulospääsy voi olla, mitkään kekseliäisyydet eivät salli minkään mustalle aukolle kuuluvan jättää sitä.
Mainosvideo:
Poistumisnopeus on hauska asia: siinä sanotaan, että tietyllä avaruusalueella on painovoimainen "työntövoima", ja jos nopeutesi ylittää tietyn kynnyksen - paeta nopeuden - voit ylittää sen. Matalammalla arvolla nopeus antaa sinun pysyä vakaalla kiertoradalla, josta et pakene, mutta putoat ikuisesti eikä koskaan pudota. Ja jos nopeutesi eivät ole riittävän korkeat, pudotat sen painopisteen lähteelle, josta yrität paeta.
Mitä tämä tarkoittaa, jos pakenemisnopeutesi on suurempi kuin valonopeus? Koska mikään ei voi ylittää valon nopeutta, tämä tarkoittaa, että ei ole mitään keinoa paeta. Ja enemmän. Jos olet tapahtumahorisontin sisällä ja haluat käyttää voimaa "työntää" jotain, joka yrittää puristaa sinua, et voi. Voiman kohdistaminen tai työntäminen ulos tarkoittaa hiukkasten siirtämistä ulospäin. Mutta kaikki hiukkaset ovat rajoitettu valon nopeuteen. Ja jos poistumisnopeus on suurempi kuin valon nopeus, et voi ylittää pistettä, jossa sinua puristetaan; et pääse ulos singulaarisuudesta. Ja tämä on hauskaa, siitä seuraa, että kun putoat mustan aukon tapahtumahorisontin ulkopuolella, näet singulaarisuuden kaikkiin suuntiin. Yksittäisyys on väistämätöntä.
Se tarkoittaa myös, että jos menet tapahtumahorisonttiin ja yrität laskea jotain sen ulkopuolelle, kuten koskettaa vettä sormenpäällä, se ei tule koskaan takaisin. Kehosi osa tapahtumahorisontin ulkopuolella kiristetään edelleen, mutta sisäosaa ei voida palauttaa; materiaalia mustasta reiästä ei voida poimia - edes voimaa kantavia hiukkasia -, jotka imevät singulaarisuuteen. Ainoa toivosi on, että joku armollinen vieressäsi katkaisee jalkasi.
Miksi sitten Stephen Hawking sanoi, että mustasta aukosta on mahdollista paeta? Miksi hän sanoi puhuessaan Harvardissa:
Koska hän ei puhu sinusta. Hän puhui tiedoista, jotka muodostavat sinut pudotuksen aikaan: kun ylität tapahtumahorisontin. Kun esineet putoavat mustaan aukkoon, niillä on kaikenlaista tietoa: olipa kyse sitten aineesta tai antimateriaalista, baryoneista tai leptoneista, elektroneista tai kuoneista, neutriinoista tai neutroneista. Mutta suhteellisen suhteellisuusteorian mukaan (joka tapauksessa klassinen) mustalla aukolla on kolme informatiivista ominaisuutta: massa, sähkövaraus ja kulmaliike.
Kuuluisa "mustan aukon informaation paradoksi" on, että kun musta reikä lopulta hajoaa (Hawkingin säteilyn ansiosta), jäljelle jää vain kokonaisenergia, sähkövaraus ja kulmaliike; kaikki muu on sattumanvaraista. Toisin sanoen kaikki tarpeeton tieto tuhotaan. Hawkingin viimeisin teos puhuu asioista, jotka eivät ole yhtä fantastisia kuin pakoaminen mustalta aukolta; sanotaan, että aina kun uusi hiukkanen putoaa mustaan reikään, se muuttaa mustan aukon pinnalle koodattua tietoa. Ja koska mustan aukon pinta (tai pinta-ala) riippuu sen sisällä olevasta massasta ja energiasta, näiden tietojen on mentävä ulos, maadoitettava, mutta koodattu Hawkingin säteilyyn. Aivan kuten poltettu kirja sisältää tietoja sivuilla (vaikkakaan ei kovin mukavassa muodossa),lähtevä Hawking-säteily voi sisältää tietoja siitä, mikä on pudonnut mustan aukon sisään.
Tämä ei ole kaukana mustan aukon välttämisestä, mutta edustaa mahdollista ratkaisua tietoparadoksiin, mitä tahansa sanotaan. Jos olet päättänyt päästä pois mustasta aukosta, on vain yksi tapa tehdä se, joka noudattaa tunnettuja fysiikan lakeja: älä päästä sinne.
Ilja Khel