Điều gì xảy ra nếu bạn rơi vào một lỗ đen

2024 Tác giả: Malcolm Clapton | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2023-12-17 04:15

Nếu một phi hành gia tiếp cận một lỗ đen, triển vọng của anh ta không mấy sáng sủa.

Tóm lại, anh ta sẽ chết. Chi tiết hơn - không biết chính xác điều gì sẽ xảy ra. Khoa học chỉ có thể suy đoán. Nhưng sẽ không có gì đặc biệt dễ chịu, tin tôi đi.

Ở một khoảng cách tôn trọng, lỗ đen hoạt động giống như một ngôi sao có khối lượng tương tự - bạn có thể đi vào một quỹ đạo ổn định xung quanh nó và quay ở đó trong nhiều năm. Theo các nhà khoa học, ngay cả những hành tinh có người sinh sống cũng có thể tồn tại ở đó. Nhưng càng đến gần lỗ, sẽ càng có nhiều vấn đề.

Bức xạ sẽ giết chết một người

Nếu bạn tin rằng một lỗ đen sẽ gây hại cho một người chỉ khi người đó đi qua chân trời sự kiện (đường viền xung quanh lỗ, bởi vì nó mà ngay cả ánh sáng cũng không thể quay trở lại), thì bạn đã nhầm. Khó khăn sẽ bắt đầu sớm hơn nhiều, và chết chóc theo đúng nghĩa đen.

Các lỗ đen hiếm khi đơn độc. Theo quy luật, chúng được bao quanh bởi một đống vật chất - khí khổng lồ, thứ còn sót lại sau khi hố bị một ngôi sao nào đó cắn. Khí bay trên quỹ đạo với tốc độ khủng khiếp, vì vậy nó có động năng khủng khiếp và nóng lên đến nhiệt độ khổng lồ.

Vật thể nóng như thiêu và quay nhanh chóng này xung quanh một lỗ đen được gọi là đĩa bồi tụ.

Người xem giữa các vì sao biết một đĩa bồi tụ trông như thế nào. Bản thân lỗ đen là vô hình, vì nó hấp thụ bất kỳ ánh sáng nào chiếu vào nó, nhưng có thể nhìn thấy vòng xoáy vật chất xung quanh nó. Đó là đĩa bồi tụ là thứ màu cam phát sáng mà kính thiên văn Event Horizon Telescope chụp được vào tháng 4 năm 2019.

Các đĩa bồi tụ của lỗ đen phát ra bức xạ điện từ mạnh mẽ. Năng lượng của tia X và tia gamma cao gấp triệu triệu lần năng lượng của ánh sáng nhìn thấy.

Ngoài ra, về mặt lý thuyết, bản thân lỗ đen cũng có thể phát ra bức xạ Hawking. Đúng, các nhà vật lý thiên văn vẫn chưa chắc chắn về điều này, và công suất bức xạ là không đáng kể.

Tất cả các luồng hạt tích điện này, mà lỗ đen tự tán xạ trong hàng trăm năm ánh sáng xung quanh chính nó, không có khả năng bổ sung sức khỏe. Thiên thể sẽ kết liễu một người ngay cả khi tiếp cận với bức xạ thông thường, mà không cần phải vi phạm cấu trúc liên kết của sự biến dạng không gian và thời gian.

Nó sẽ bị đốt cháy bởi vấn đề của đĩa bồi tụ

Giả sử phi hành gia đã quan tâm trước đến vấn đề an toàn bức xạ - ví dụ, khoác một chiếc áo khoác lót chì dày một mét bên ngoài bộ đồ không gian. Và, quyết tâm tìm ra những gì nằm ở độ sâu bí ẩn của lỗ đen, tiếp tục rơi tự do về phía nó.

Nhưng một trở ngại khác đang chờ nhà nghiên cứu, đó là: đĩa bồi tụ vốn đã quen thuộc với chúng ta. Nó bao gồm một khí rất nóng.

Đĩa nóng lên khi các hạt khí va chạm vào nhau, tạo thành các vòng tròn với tốc độ chóng mặt xung quanh lỗ đen. Động năng biến đổi thành nhiệt năng, và nó hoạt động rất tốt - vật chất gần một lỗ đen trung bình có thể nóng lên tới hàng triệu hoặc thậm chí hàng nghìn tỷ Kelvin. Con số này cao hơn một chút so với nhiệt độ của Mặt trời - 5.778 K ở bề mặt, 15 triệu K ở lõi.

Có thể, không có gì đáng phải nhắc lại rằng không an toàn khi bay qua các dòng plasma nóng sáng. Nếu một người không bị chết bởi bức xạ, thì nhiệt độ cao.

Nói chung, đĩa bồi tụ của các lỗ đen siêu lớn tại trung tâm của các thiên hà là một trong những vật thể sáng nhất trong không gian. Chúng được gọi là "chuẩn tinh". Nóng nhất trong số chúng, J043947.08 + 163415.7, giống như 600 nghìn tỷ sao lùn vàng bình thường như Mặt trời, nếu chúng đồng ý và lên tiếng cùng một lúc.

Nhân tiện, theo định kỳ, các lỗ đen gửi vào Vũ trụ các tia phản lực tương đối tính hay còn gọi là phản lực, - các luồng plasma với tốc độ gần ánh sáng, thường là theo cặp, hướng từ các cực theo hướng ngược nhau.

Các nhà vật lý thiên văn vẫn đang tranh luận tại sao điều này lại xảy ra, nhưng có vẻ như từ trường xung quanh lỗ đang làm điều gì đó thú vị với khí trong đĩa bồi tụ. Máy bay phản lực có thể phun ra liên tục trong 10 đến 100 triệu năm.

Vì vậy, rơi trên một lỗ đen, một người phải tránh các cực của nó, để không bị rơi xuống dưới các tia phản lực tương đối tính.

Nó spaghettizes

Theo quan điểm trên, có lẽ tốt nhất là du hành đến lỗ đen mà không có đĩa bồi tụ. Những điều này cũng xảy ra - nếu không có ngôi sao nào trong khu vực lân cận để bạn có thể bơm khí. Tức là cái lỗ đã nuốt trọn chúng một cách an toàn.

Ví dụ, lỗ đen ở trung tâm của thiên hà Markarian 1018 hút tất cả vật chất xung quanh nó và không có khí ở gần đó. Các nhà vật lý thiên văn gọi những lỗ như vậy là chết đói. Những điều tồi tệ.

Hay lỗ siêu lớn Nhân Mã A ở trung tâm Dải Ngân hà của chúng ta - nó có một đĩa cực kỳ nhỏ, không thể nhận thấy 1.

2. Đó là lý do tại sao rất khó để mắt đến cô ấy.

Nói chung, hoàn toàn có thể tiếp cận chân trời sự kiện của một lỗ đen mà không va chạm với các luồng plasma nóng.

Các vấn đề mà phi hành gia gặp phải tiếp theo sẽ phụ thuộc vào kích thước của lỗ đen.

Nếu một người rơi vào một vật thể có khối lượng, chẳng hạn bằng một khối lượng Mặt trời (332,946 lần khối lượng Trái đất), thì đây là điều sẽ xảy ra.

Khi chúng ta tiếp cận thiên thể thú vị này, lực hấp dẫn mà nó tác động lên một người cũng sẽ tăng lên. Ở một khoảng cách nhất định từ cái lỗ, hóa ra trọng lực ở chân sẽ lớn hơn trọng lực ở đầu gấp nhiều lần. Sự khác biệt này được gọi là "lực thủy triều".

Kết quả về ảnh hưởng của lực này được nhà vật lý Neil DeGrasse Tyson mô tả trong cuốn sách "Cái chết trong lỗ đen và những rắc rối vũ trụ nhỏ khác".

Đầu tiên, lực thủy triều của lỗ đen sẽ xé xác phi hành gia làm đôi chính xác ở giữa cơ thể (tất nhiên, nếu anh ta rơi vào lỗ như một người lính, và không đi ngang). Sau đó, anh ta sẽ xé đôi chân và thân của mình. Sau đó một lần nữa. Và như vậy theo một tiến trình hình học, cho đến khi ngay cả các nguyên tử mà nạn nhân được tạo ra cũng phân rã thành các hạt cơ bản. Khi đó tất cả các dòng hạt này sẽ nằm ngoài chân trời sự kiện.

Trái đất cũng tạo ra một lực thủy triều lên cơ thể bạn, nhưng không đủ để xé nát bạn, vì vậy đừng lo lắng.

Đó là tất cả. Hiện tượng được gọi đùa là "spaghettification". Thông thường, lực thủy triều của các lỗ đen sẽ bắn ra các ngôi sao, nhưng chúng cũng sẽ đối phó với con người.

Tuy nhiên, có một cảnh báo.

Một điều gì đó khủng khiếp sẽ xảy ra, nhưng chúng tôi sẽ không biết chính xác điều gì

Neil Tyson giải thích rằng lực thủy triều càng làm tăng kích thước của vật thể so với khoảng cách đến tâm của lỗ. Điều này có nghĩa là một lỗ đen có kích thước trung bình sẽ xé xác phi hành gia thành nhiều mảnh và tách thành các nguyên tử ngay cả khi tiếp cận.

Nhưng nếu lỗ đen đủ lớn và có bán kính khổng lồ, lực thủy triều của nó sẽ bắt đầu kéo giãn người du hành sau khi anh ta vượt qua chân trời sự kiện.

Nhà vật lý Leo Rodriguez nói rằng đồng thời, có lẽ một người có thể sống sót, bởi vì chân trời sự kiện không phải là một rào cản vật lý, mà chỉ đơn giản là ranh giới của hiệu ứng hấp dẫn của một lỗ đen, nơi mà ngay cả ánh sáng cũng không thể thoát ra khỏi nó.

Ngay trước khi rơi xuống đường chân trời, người du hành có thể có thời gian để xem tất cả ánh sáng của các ngôi sao xung quanh bị bóp méo như thế nào, và sau đó co lại ở một điểm phía sau, điểm này đầu tiên sẽ chuyển sang màu đỏ, sau đó là màu trắng, sau đó là màu xanh lam. Điều này là do tác động của lực hấp dẫn của lỗ trên bước sóng ánh sáng đi qua (điều này được gọi là "sự dịch chuyển màu xanh").

Nhưng không ai có thể nói chính xác điều gì sẽ xảy ra phía trước. Vấn đề là các định luật vật lý chúng ta quen thuộc lại không hoạt động ở đó. Do đó, các nhà khoa học chỉ có thể giả định điều gì xảy ra với vật chất trong lỗ đen.

Rất có thể, theo Neil Tyson, một người đang làm spaghettizing một cách an toàn, không phải trước chân trời sự kiện mà là đằng sau nó. Khi đó những gì còn lại của người du hành sẽ rơi vào một điểm kỳ dị - một vùng không gian có mật độ vô hạn ở trung tâm của lỗ. Ở đây.

Vì vậy, sẽ không có giá sách và những dòng tin nhắn mã Morse ngày xưa gửi cho con gái của họ như trong Interstellar.