„Juodoji bedugnė tapo pikta lemiančios paslapties įsikūnijimu. Aš ją metaforiškai vadinu „Einšteino pabaisa“, – savo knygoje „Einstein's Monsters: The Life and Times of Black Holes“ rašo astronomas Chrisas Impey.
Viename knygos skyriuje buvęs astronomas pasakoja ir apie susitikimą su „juodųjų bedugnių tėvu“ Stephenu Hawkingu. Tame pačiame skyriuje yra aiškinami ir realūs fizikiniai įvykiais, dėl kurių juodosios bedugnės ir gavo savo blogą reputaciją. Tačiau vis dėl to pasirodo, kad šie, iš pirmo žvilgsnio bauginantys objektai, ne visada būna tokie pavojingi, kaip mes esame įpratę manyti.
Spagetifikacija ir kiti nemalonumai
C.Impey su S.Hawkingu pirmą kartą susitiko praėjusio amžiaus aštuntajame dešimtmetyje, studijuojant magistrantūroje. S.Hawkingui tuo metu buvo 36 metai ir jis buvo visų pripažintas fizikas. Tiesa, tuo metu jis jau dešimt metų sėdėjo neįgaliojo vežimėlyje, o jo natūralią kalbą galėjo suprasti tik kai kurie šeimo nariai ir artimi kolegos.
Kuomet S.Hawkingas skaitydavo paskaitą, vienas studentas viską perpasakodavo auditorijai. C.Impey prisimena, kad antrą kartą klausantis S.Hawkingo paskaitos, tekstas jau buvo iš anksto įgarsintas kalbos sintezatoriumi, kas vėliau tapo S.Hawkingo vizitine kortele. Į klausimus jis atsakinėjo lėtai, nes vienu pirštu jam reikėdavo rinkti reikiamas frazes iš didžiulės kompiuterinės bazės.
Tačiau aštrus mokslininko humoras nuo to nenukentėjo. Kažkas paklausė: „Ar mes kada nors galėsime panaudoti juodąsias bedugnes išgelbėti žmonijai nuo sunaikinimo?“ Hawkingas pamažu išspausdino: „Tikiuosi, ne“. Kitas klausimas: „Ar kas nors gali išgyventi, krisdamas į juodąją bedugnę?“ Jis lėtai surinko atsakymą: „Jūs – galbūt. Man ir be to užtenka problemų“.
Iš tiesų atsakymas į antrąjį klausimą yra, kad, deja, krentantis į juodąją bedugnę keliauninkas neišgyvens, jo laukia „spagetifikacija“ dėl gravitacijos sukelto ištempimo.
Gravitacijos jėga silpnėja atvirkščiai proporcingai atstumo iki objekto kvadratui. Greta bet kokio kompaktiško objekto – tokio, kaip juodoji bedugnė – skirtingu atstumu nuo jo esančius taškus gravitaciškai traukia skirtinga jėga – tai vadinamoji potvynio jėga.
Likus 3000 kilometrų iki juodosios bedugnės, gravitacijos skirtumas tarp galvos ir pėdų sukels tempimą maždaug prilygstantį Žemės gravitacijai. Malonumas menkas, tačiau ne mirtinas. 1000 kilometrų atstumu tempimo jėga žemiškąją gravitaciją viršys 50 kartų ir į dalis suplėšys jūsų kaulus ir vidaus organus. Už 300 kilometrų – iki įvykių horizonto vis dar toli – tempimo jėga Žemės gravitaciją viršija 1000 kartų, todėl suyra ir kieti kūnai.
Spagetifikacija – tai ne tas pats kas vaikiškas žaidimas, kuomet vienas draugas jus tempia už kojų, o kitas – už rankų. Greta juodosios bedugnės išsikreipia erdvėlaikis, ir jūs ištempiamas visais lygiais: raumenų skaidulų, ląstelių ir DNR spiralių.
Masyvios juodosios bedugnės – nebaisios
Na, bet pabandyti įveikti juodųjų bedugnių keliamą baimę vis tiek reikia. Visų pirma, juodosios bedugnės vis dėl to nėra viską aplink save traukiantys kosminiai dulkių siurbliai. Jos, kaip ir bet kuris masę turintis objektas, turi gravitacinės įtakos sferą, tačiau jeigu Saulė staiga susitrauktų į juodąją bedugnę, Žemę veikianti gravitacija nepasikeistų, ir Žemė lyg niekur nieko toliau skrietų savo orbita. Žinoma, po aštuonių minučių žmonės nepaprastai sunerimtų dėl dingusios Saulės šviesos.
Antra, susidūrimas su juodąja bedugne mums negręsia. Tik nedidelė dalis žvaigždių tampa juodosiomis bedugnėmis, o netoli Žemės – jų nėra. Artimiausia žvaigždinės masės juodoji bedugnė – V616 Mon. Ji maždaug 10 kartų masyvesnė už Saulę ir yra už 3000 šviesmečių. Antra artimiausia – etaloninė juodoji bedugnė Gulbė Х-1. Ji prilygsta 15 mūsų Saulių ir yra už 6100 šviesmečių.
Be to, dar daugybę metų neturėsime technologijų, kuriomis pasinaudoję, galėtume bent iš dalies priartėti prie juodosios bedugnės, todėl visos kalbos apie ten galimai įkrentančius žmones yra visiškai hipotetinės.
Artimiausia masyvi juodoji bedugnė – 4 milijonų Saulės masių – yra Paukščių Tako centre, už 27 000 šviesmečių. Artimiausia supermasyvi juodoji bedugnė yra Mergelės spiečiaus gigantiškos elipsinės galaktikos M87 centre, už 60 milijonų šviesmečių. Šios pabaisos masė – visi 5 milijardai Saulės masių.
Tačiau masyvios juodosios bedugnės vis dėl to nėra tokios baisios, kaip atrodo. Iš Schwarzschildo spindulio formulės, aprašančios įvykių horizontą (rs=2GMc2rs=2GMc2), matome, kad įvykių horizonto dydis proporcingas masei. Kvazaro juodosios bedugnės atveju masė yra 100 milijonų kartų didesnė už Saulės, o įvykių horizonto spindulys yra 300 milijonų kilometrų, arba dvigubai didesnis už atstumą nuo Žemės iki Saulės.
Kadangi augant masei, didėja ir matmenys, įvykių horizonto ribojamos erdvės tankis mažėja proporcingai masės kvadratui. Trijų Saulės masių juodosios bedugnės tankis 10 000 trilijonų kartų didesnis už vandens, tuo tarpu mūsų galaktikos centre esanti juodoji bedugnė yra vos 1000 kartų tankesnė už vandenį. 100 milijonų Saulės masių kvazaro juodosios bedugnės tankis yra vos 10 proc. vandens tankio, o didžiausių juodųjų bedugnių tankis – dar 10 000 kartų mažesnis.
Kokia gi baisi juodoji bedugnė, kurios tankis mažesnis už oro, kuriuo kvėpuojame! Pagalvokite apie tai.
Nors ir nukeliautume – niekada nebegrįžtume
Jei Saulės sistemos dydžio erdvę užpildytume oru, gautume juodąją bedugnę. O jei sukurtume pakankamai didelį okeaną, juodoji bedugnė plūduriuotų jame kaip burbulas. Kirsti masyvios juodosios bedugnės įvykių horizontą, tikriausiai gerokai mažiau pavojinga, nei žvaigždinės masės juodosios bedugnės.
Bent jau spagetifikacija gerokai mažiau tikėtina. Didėjant kompaktiško objekto masei, tempimo jėgos pagreitis sparčiai mažėja. 100 milijonų Saulės masių įvykių horizonte ji šimtus kartų mažesnė už sukeliamą Žemės gravitacijos. Bebaimis keliauninkas kirstų įvykių horizontą ir ničnieko nepajustų.
Ir tai būtų pats beviltiškiausias tolimos ateities kosminio keliautojo nuotykis. Raskite juodąją bedugnę – tiks bet kuri masyvesnė už 1000 Saulių. Surinkite draugus ir gimines erdvėlaivyje ir laikykite juos saugiu atstumu. Jie žinos, kad mato jus paskutinį kartą, nes iš juodosios bedugnės ištrūkti neįmanoma. Paskui nukreipkite savo erdvėlaivį laisvam kritimui link įvykių horizonto.
Artindamiesi prie įvykių horizonto, pamojuokite jiems lyg nieku nieko. Draugai matys, kaip jūsų atvaizdas išsitempia ir deformuojasi. Jis dar ir paraudonuos, nes fotonams tenka įveikti galingą juodosios bedugnės gravitaciją. Tuo tarpu jūs, kirtę įvykių horizontą ir pasileidę link savo intriguojančios, tačiau nežinomos lemties, neišvysite ir nepajusite nieko neįprasto. Gi artimieji stebi atsisveikinimo sceną: neužbaigtą rankos mostą – ir jūsų ištirpstantį raudonyje ir amžinybėje sustingstantį atvaizdą.
