Въртящи се черни дупки биха могли да направят хиперпространството пътуване накрая в обхвата

Един от най-ценните сценарии за научна фантастика използва черна дупка като портал към друго измерение или време или вселена. Тази фантазия може да е по-близо до реалността, отколкото се предполагаше преди.

Черните дупки са може би най-загадъчните обекти във Вселената. Те са следствие от гравитационното смачкване на умираща звезда без ограничение, водещо до образуването на истинска сингулярност - което се случва, когато цялата звезда се свива до една точка, давайки обект с безкрайна плътност. Тази плътна и гореща сингулярност пробива дупка в самата тъкан на пространството-време, което може да отвори възможност за пътуване с хиперпространство. Това е кратък път през време, който позволява пътуване през космически мащабни разстояния за кратък период от време.

Вижте също: Хиперпространството е чиста научна фантастика? Не, ако изглеждате твърдо в теорията на струните

Преди това учените смятали, че всеки космически кораб, който се опитва да използва черна дупка като портал от този тип, трябва да се съобразява с природата в най-лошия му вид. Горещата и плътна сингулярност ще накара космическият кораб да издържи последователност от все по-неудобно приливно разтягане и притискане, преди да бъде напълно изпарена.

Летящ през черна дупка

Моят екип от Университета в Масачузетс Дартмут и колега от Грузинския колеж Gwinnett показаха, че всички черни дупки не са равни. Ако черната дупка като Стрелец А *, разположена в центъра на нашата собствена галактика, е голяма и се върти, тогава перспективата за космически кораб се променя драстично. Това е така, защото уникалността, с която космическият кораб трябва да се справи, е много нежен и би могъл да позволи много спокойно преминаване.

Причината за това е, че съответната сингулярност вътре в въртящата се черна дупка е технически "слаба" и по този начин не уврежда обекти, които взаимодействат с нея. В началото този факт може да изглежда нелогичен. Но може да се възприеме като аналогичен на общия опит за бързо преминаване на пръста си през пламък около 2 000 градуса, без да се изгори.

Моят колега Лиор Бурко и аз проучваме физиката на черните дупки повече от две десетилетия. През 2016 г. докторска степен студентка Каролайн Малари, вдъхновена от филмовия филм на Кристофър Нолан междузвезден, тръгнал да тества дали Купър (характерът на Матю МакКонахи) може да оцелее попадат дълбоко в Гаргантюа - измислена, супермасивна, бързо въртяща се черна дупка с около 100 милиона пъти по-голяма маса от нашето слънце. междузвезден се основава на книга, написана от Нобелова награда астрофизик Кип Торн и физическите свойства на Гаргантюа са в центъра на сюжета на този холивудски филм.

Въз основа на работата, извършена от физик Амос Ори две десетилетия по-рано, и въоръжен със силните си изчислителни умения, Малари изгради компютърен модел, който ще обхване повечето от съществените физически ефекти върху космически кораб или всеки голям обект, попадащ в голям, въртящ се черен дупка като Стрелец A *.

Дори не е неравен?

Това, което откри, е, че при всякакви условия един обект, попадащ в въртяща се черна дупка, няма да изпита безкрайно големи ефекти при преминаването през така наречената сингулярност на вътрешния хоризонт на дупката. Това е сингулярността, че обект, влизащ в въртяща се черна дупка, не може да маневрира или да избягва. Не само, че при подходящите обстоятелства, тези ефекти могат да бъдат пренебрежимо малки, което позволява доста удобно преминаване през сингулярността. Всъщност може да няма никакви забележими ефекти върху падащия обект. Това увеличава възможността за използване на големи, въртящи се черни дупки като портали за пътуване с хиперпространство.

Малари също открива характеристика, която не е била напълно оценена преди това: фактът, че ефектите на сингулярността в контекста на въртяща се черна дупка ще доведат до бързо нарастващи цикли на разтягане и притискане на космическия кораб. Но за много големи черни дупки като Gargantua силата на този ефект ще бъде много малка. Така че космическият кораб и всички хора на борда няма да го открият.

От решаващо значение е, че тези ефекти не се увеличават без граници; в действителност те остават ограничени, въпреки че напреженията на космическия кораб са склонни да растат неограничено, тъй като се приближава до черната дупка.

Има няколко важни опростяващи предположения и произтичащи от тях съображения в контекста на модела на Малари. Основното предположение е, че разглежданата черна дупка е напълно изолирана и следователно не е обект на постоянни смущения от източник като друга звезда в неговата близост или дори падащо излъчване. Докато това предположение позволява важни опростявания, заслужава да се отбележи, че повечето черни дупки са заобиколени от космически материал - прах, газ, радиация.

Вижте също: „Solo“ даде име на горивото за хиперпространственото пътуване

Следователно естественото продължение на работата на Малари би било да се извърши подобно изследване в контекста на по-реалистична астрофизична черна дупка.

Подходът на Малъри за използване на компютърна симулация за изследване на ефектите от черна дупка върху обект е много често срещан в областта на физиката на черната дупка. Излишно е да казваме, че все още нямаме възможност за извършване на реални експерименти в или близо до черни дупки, така че учените прибягват до теория и симулации, за да развият разбиране, като правят прогнози и нови открития.

Тази статия първоначално е била публикувана на The Conversation by Gaurav Khanna. Прочетете оригиналната статия тук.