Rotējošie melnie caurumi var padarīt hiperspektu ceļošanu visbeidzot sasniedzamā

Viens no lolotākajiem zinātniskās fantastikas scenārijiem ir melnais caurums kā portāls uz citu dimensiju vai laiku vai Visumu. Šī fantāzija var būt tuvāka realitātei, nekā iepriekš iedomājās.

Melnie caurumi, iespējams, ir noslēpumainākie objekti Visumā. Tās ir smaguma sekas, kas sasmalcina mirstošo zvaigzni bez ierobežojumiem, kas noved pie patiesas singularitātes veidošanās - kas notiek, kad visa zvaigzne tiek saspiesta uz vienu punktu, radot objektu ar bezgalīgu blīvumu. Šī blīvā un karstā singularitāte pati caurumu veido caurumu auduma telpā, kas, iespējams, paver iespēju ceļot hipertelpā. Tas ir, īss griezums pa kosmosa laiku, kas ļauj īsā laikā pārvietoties pa kosmiskā attāluma attālumiem.

Skatiet arī: Vai ir hiperterapijas zinātnes fantastika? Ne, ja jūs stingri skatāties uz stīgu teoriju

Pētnieki iepriekš domāja, ka jebkuram kosmosa kuģim, kas mēģina izmantot melnu caurumu kā šāda veida portālu, būtu jārēķinās ar dabu tās sliktākajā stāvoklī. Karstā un blīvā singularitāte radītu, ka kosmosa kuģis izturēs arvien nepatīkamāku plūdmaiņu stiepšanos un saspiešanu, pirms tas pilnībā iztvaiko.

Lidojot caur melnu caurumu

Mana komanda Massachusetts Dartmouth universitātē un kolēģis Gruzijas Gwinnett koledžā ir parādījusi, ka visi melnie caurumi nav radīti vienādi. Ja melnais caurums, piemēram, Strēlnieks A *, atrodas mūsu pašu galaktikas centrā, ir liels un rotējošs, tad kosmosa kuģa perspektīvas dramatiski mainās. Tas ir tāpēc, ka kosmosa kuģiem ir jārīkojas ļoti savdabīgi, un tas var atļaut ļoti mierīgu pāreju.

Iemesls tam ir iespējams, ka atbilstošā singularitāte rotējošā melnā caurumā ir tehniski „vāja”, un tādējādi tas nesabojā objektus, kas ar to saskaras. Sākumā šis fakts var šķist pretējs. Bet to var uzskatīt par analoģisku kopējai pieredzei, kad ātri nogādājiet pirkstu caur sveci, kas atrodas tuvu 2000 grādu liesmai, bez sadedzināšanas.

Mans kolēģis Lior Burko un es jau vairāk nekā divdesmit gadus esam pētījuši melno caurumu fiziku. 2016. gadā mans doktora grāds studentu, Caroline Mallary, iedvesmojoties no Christopher Nolan kinoizrādes filmas Starpzvaigžņu, lai pārbaudītu, vai Coopers (Matthew McConaughey raksturs) varēja izdzīvot krietni Gargantua - izdomāts, pārspīlēts, strauji rotējošs melns caurums, kas ir aptuveni 100 miljoni reižu lielāks par mūsu saules masu. Starpzvaigžņu tika balstīta uz grāmatu, ko uzrakstījis Nobela prēmijas ieguvējs astrofizikas Kip Thorne un Gargantua fiziskās īpašības ir šīs Holivudas filmas parauglaukumā.

Balstoties uz fiziķa Amosa Ori darbu, kas notika pirms divām desmitgadēm, un bruņojies ar spēcīgām skaitļošanas prasmēm, Mallary izveidoja datoru modeli, kas aptvertu lielāko daļu būtisko fizisko efektu uz kosmosa kuģi vai jebkuru lielu objektu, kas nonāca lielā, rotējošā melnā krāsā. caurums, piemēram, Strēlnieks A *.

Ne pat bumbīgs brauciens?

Viņa atklāja, ka jebkuros apstākļos objekts, kas nokļūst rotējošā melnajā caurumā, neietekmēs bezgalīgi lielas sekas, šķērsojot caurumu tā dēvētajā iekšējā horizontā. Tas ir savdabīgums, ko objekts, kas nonāk rotējošā melnajā caurumā, nevar manevrēt vai izvairīties. Ne tikai tas, ka pareizos apstākļos šie efekti var būt nenozīmīgi mazi, ļaujot diezgan ērti iet cauri singularitātei. Faktiski, nekādā gadījumā nevar būt ievērojama ietekme uz krītošo objektu. Tas palielina iespēju izmantot lielus, rotējošus melnos caurumus kā portālus, kas paredzēti hipertelpai.

Mallarijs atklāja arī iezīmi, kas iepriekš nebija pilnībā novērtēta: fakts, ka singularitātes ietekme rotējošā melnā cauruma kontekstā izraisītu strauju stiepšanās ciklu pieaugumu un saspiešanu kosmosa kuģī. Bet ļoti lieliem melniem caurumiem, piemēram, Gargantua, šīs ietekmes stiprums būtu ļoti mazs. Tātad kosmosa kuģis un jebkura persona, kas atrodas uz kuģa, to neatklās.

Svarīgs ir tas, ka šīs sekas nepalielinās bez saistībām; patiesībā viņi paliek ierobežoti, lai gan spriedze uz kosmosa kuģi mēdz augt uz nenoteiktu laiku, kad tas tuvojas melnajam caurumam.

Ir daži svarīgi vienkāršošanas pieņēmumi un no tiem izrietošie iebildumi saistībā ar Mallary modeli. Galvenais pieņēmums ir tāds, ka izskatāmais melnais caurums ir pilnīgi izolēts un līdz ar to tas nav pakļauts pastāvīgiem traucējumiem, ko rada avots, piemēram, cita zvaigzne tās tuvumā, vai pat jebkurš krītošs starojums. Lai gan šis pieņēmums pieļauj nozīmīgus vienkāršojumus, ir vērts atzīmēt, ka lielāko daļu melno caurumu ieskauj kosmisks materiāls - putekļi, gāze, starojums.

Skatiet arī: “Solo” deva nosaukumu degvielai, kas paredzēta hiperspējai

Tāpēc dabīgs Maljorkas darba pagarinājums būtu veikt līdzīgu pētījumu reālistiskāka astrofiziska melnā cauruma kontekstā.

Melnā cauruma fizikas jomā Mallarjas pieeja, izmantojot datoru simulāciju, lai pārbaudītu melnā cauruma ietekmi uz objektu, ir ļoti izplatīta. Lieki teikt, ka mums vēl nav iespēju veikt reālus eksperimentus melnajos caurumos vai to tuvumā, tāpēc zinātnieki izmanto teoriju un simulācijas, lai attīstītu izpratni, izdarot prognozes un jaunus atklājumus.

Šis raksts sākotnēji tika publicēts Gaurav Khanna sarunā. Lasiet oriģinālo rakstu šeit.