Găurile negre rotative ar putea face ca hiperspațiul să călătorească în cele din urmă

Unul dintre cele mai prețuite scenarii de science fiction utilizează o gaură neagră ca un portal către o altă dimensiune sau timp sau univers. Această fantezie poate fi mai aproape de realitate decât imaginase anterior.

Găurile negre sunt probabil cele mai misterioase obiecte din univers. Acestea sunt consecința gravitării zdrobitoare a unei stele înfricoșătoare fără limită, care duce la formarea unei singularități reale - care se întâmplă atunci când o stea întreagă se comprimă până la un singur punct, dând un obiect cu densitate infinită. Această singularitate densă și fierbinte dă o gaură în structura spațiului în sine, posibil deschizând o oportunitate pentru călătoria în hiperspațiu. Aceasta este o scurtă tăiere prin spațiu, care permite o deplasare pe distanțe la scară cosmică într-o perioadă scurtă de timp.

A se vedea, de asemenea: Este hiperspațiu science fiction pur? Nu dacă te uiți greu la teoria șirului

Cercetătorii credeau anterior că orice navă care încearcă să utilizeze o gaură neagră ca un portal de acest tip ar trebui să țină seama de natură în cel mai rău caz. Singularitatea fierbinte și densă ar face nava să suporte o serie de întinderi și stoarce din ce în ce mai inconfortabile înainte de a fi complet vaporizate.

Flying printr-o gaură neagră

Echipa mea de la Universitatea din Massachusetts Dartmouth și un coleg de la Colegiul Georgia Gwinnett au arătat că toate găurile negre nu sunt create egale. Dacă gaura neagră, asemănătoare Sagetatorului A *, situată în centrul galaxiei noastre, este mare și rotativă, atunci perspectiva unei nave spațiale se schimbă dramatic. Asta pentru că singularitatea cu care o navă spațială ar trebui să se confrunte este foarte delicată și ar putea permite un pas foarte pașnic.

Motivul pentru care acest lucru este posibil este faptul că singularitatea relevantă din interiorul unei găuri negre rotative este din punct de vedere tehnic "slabă" și, prin urmare, nu afectează obiectele care interacționează cu ea. La început, acest fapt poate părea contraintuitiv. Dar se poate gândi la asta ca pe o experiență obișnuită de a trece rapid degetul printr-o flacără de aproape 2.000 de lumânări, fără a fi ars.

Colegul meu Lior Burko și cu mine am cercetat fizica găurilor negre de peste două decenii. În 2016, doctoratul meu. student, Caroline Mallary, inspirată de filmul blockbuster al lui Christopher Nolan Interstelar, a încercat să testeze dacă caracterul lui Cooper (personajul lui Matthew McConaughey) ar putea supraviețui căderii sale adânci în Gargantua - o gaură neagră fictivă, supermazică, care se rotește rapid, de 100 milioane de ori mai mare decât masa soarelui nostru. Interstelar a fost bazată pe o carte scrisă de astrofizicianul câștigător al Premiului Nobel Kip Thorne, iar proprietățile fizice ale lui Gargantua sunt esențiale pentru complotul acestui film de la Hollywood.

Bazându-se pe munca făcută de fizicianul Amos Ori cu două decenii în urmă și înarmată cu abilitățile sale computationale puternice, Mallary a construit un model informatic care să captureze majoritatea efectelor fizice esențiale asupra unei nave spațiale sau a oricărui obiect mare care se încadrează într- gaura ca Sagetatorul A *.

Nici măcar o plimbare neplăcută?

Ceea ce a descoperit este că, în toate condițiile, un obiect care intră într-o gaură neagră rotativă nu va avea efecte infinit de mari asupra trecerii prin singularitatea orizontului interior al așa-zisului orificiu. Aceasta este singularitatea pe care un obiect care intră într-o gaură neagră rotativă nu se poate manevra în jurul sau nu poate evita. Nu numai că, în circumstanțele potrivite, aceste efecte pot fi neglijabil mici, permițând un pasaj destul de confortabil prin singularitate. De fapt, nu pot exista efecte vizibile asupra obiectului care se încadrează deloc. Aceasta crește fezabilitatea utilizării găurilor negre mari, rotative, ca portaluri pentru deplasarea hiperspațiului.

Mallary a descoperit, de asemenea, o caracteristică care nu a fost pe deplin apreciată înainte: faptul că efectele singularității în contextul unei găuri negre rotative ar duce la creșterea rapidă a ciclurilor de întindere și stoarcere pe nava spațială. Dar pentru găurile negre foarte mari, cum ar fi Gargantua, puterea acestui efect ar fi foarte mică. Deci navele spațiale și orice persoane aflate la bord nu l-ar fi detectat.

Punctul crucial este că aceste efecte nu cresc fără limită; de fapt, ele rămân limitate, chiar dacă stresul asupra navei spațiale tind să crească la nesfârșit când se apropie de gaura neagră.

Există câteva presupuneri importante de simplificare și rezerve care rezultă în contextul modelului lui Mallary. Principala ipoteză este că gaura neagră luată în considerare este complet izolată și, prin urmare, nu este supusă unor perturbări constante de către o sursă precum o altă stea în vecinătatea ei sau chiar orice radiație în declin. În timp ce această presupunere permite simplificări importante, merită observat că majoritatea găurilor negre sunt înconjurate de materiale cosmice - praf, gaz, radiații.

A se vedea, de asemenea,: "Solo" a dat un nume de combustibil pentru Hyperspace Travel

Prin urmare, o extensie naturală a muncii lui Mallary ar fi să efectueze un studiu similar în contextul unei gafe negre astrofizice mai realiste.

Abordarea lui Mallary de a folosi o simulare de calculator pentru a examina efectele unei găuri negre pe un obiect este foarte frecventă în domeniul fizicii gaurilor negre. Inutil să spunem că nu avem încă capacitatea de a efectua experimente reale în gaurile negre sau în apropierea acestora, așa că oamenii de știință recurg la teoria și simulările pentru a dezvolta o înțelegere, făcând predicții și descoperiri noi.

Acest articol a fost publicat inițial în The Conversation by Gaurav Khanna. Citiți articolul original aici.