Oto scenariusz, który czeka wielu z nas w dalekiej przyszłości. Przemierzasz kosmos z prędkością niemal światła w swoim statku kosmicznym, kiedy skręcasz źle i przechodzisz do horyzontu zdarzeń czarnej dziury. Ponieważ nic, nawet światło nie może uciec przed przyciągnięciem z czarnej dziury po przejściu do horyzontu zdarzeń, co możesz zrobić, aby zmaksymalizować swoje istnienie, zanim dołączysz do osobliwości jako rozmazu cząstek?
Fizycy uważali, że w tej sytuacji czarne dziury przypominają ruchome piaski. Po przekroczeniu horyzontu wydarzenia lub promienia Schwarzschilda randka z osobliwością jest pewna. Nastąpi to w pewnym momencie w przyszłości, w określonym czasie. Im więcej spróbujesz zmagać się, tym szybciej przyjdzie Twoja śmierć. Uważano, że twoją najlepszą strategią jest nic nie robienie i po prostu swobodny upadek.
Na szczęście Geraint F. Lewis i Juliana Kwan ze School of Physics na University of Sydney otrzymali kilka sugestii, które są sprzeczne z hipotezą walki o szybką śmierć. Ich artykuł nazywa się No Way Back: Maksymalizacja czasu przeżycia poniżej horyzontu wydarzeń Schwarzschilda, a ostatnio został przyjęty do publikacji w Proceedings of Astronomical Society of Australia.
Gdy pechowa ofiara wpadnie w horyzont zdarzeń czarnej dziury, przeżyją przez określony czas. Jeśli wpadniesz prosto w gwiezdną czarną dziurę, przetrwasz ułamek sekundy. W przypadku supermasywnej czarnej dziury możesz przetrwać kilka godzin.
Z powodu ogromnych sił pływowych nieszczęsna ofiara cierpi na spaghetti, gdzie rozciągają cię różnice grawitacji od głowy do stóp. Ale nie martwmy się tym na razie. Próbujesz zmaksymalizować czas przeżycia.
Ponieważ masz statek kosmiczny zdolny do przesuwania się między gwiazdami, masz potężny silnik, który może wpływać na szybkość opadania. Wskaż na osobliwość, a spadniesz szybciej, wskaż i spadniesz wolniej. Pamiętaj, że znajdujesz się w czarnej dziurze i lecisz statkiem kosmicznym zdolnym do podróżowania z prędkością bliską prędkości światła, dlatego teoria względności Einsteina wchodzi w grę.
I to, w jaki sposób wykorzystujesz przyspieszenie, określa, ile czasu ci pozostało.
W chwili paniki możesz skierować rakietę na zewnątrz i wystrzelić ją z pełną siłą, utrzymując silnik w ruchu, aż dojdziesz do centralnej osobliwości. Jednak Lewis i Kwan zademonstrowali, że w zawiłej czasoprzestrzeni w horyzoncie wydarzeń taka strategia w rzeczywistości przyspiesza Twoją śmierć i ogólnie skończy się mniej czasu. Co masz robić? Lewis i Kwan mają rozwiązanie, które określa „przyspieszenie” przyspieszania, które zapewnia maksymalny czas przeżycia. Wszystko, co musisz zrobić, raz na horyzoncie zdarzeń, to wystrzelić rakietę na określony czas, a następnie wyłączyć ją i cieszyć się resztą jesieni.
Ale jak długo powinieneś wystrzelić rakietę? Lewis i Kwan pokazują, że jest to proste obliczenie uwzględniające masę czarnej dziury, moc twojej rakiety i szybkość przekroczenia horyzontu zdarzeń, łatwe do wykonania na komputerze stacjonarnym.
Oto kolejna analogia Lewisa:
„Rozważ wyścig do środka między wolnym spadaczem a rakietą. Załóżmy, że razem przekraczają horyzont zdarzeń, trzymając się za ręce. Przechodząc, zaczynają identyczne stopery. Jeden wpada do środka, a drugi przyśpiesza nieco w kierunku centrum, a następnie obraca rakietę i zwalnia tak, że wolny spadający i rakietka spotykają się ponownie i zaciskają dłonie tuż przed uderzeniem w osobliwość. Sprawdzenie ich stoperów wykazałoby, że wolny spadochron miałby najbardziej osobisty czas w podróży. Jest to związane z jednym z podstawowych rezultatów teorii względności - ludzie w swobodnym spadaniu mają maksymalny właściwy czas. ”
Więc teraz wiesz. Nawet po tym, jak wpadniesz w horyzont zdarzeń czarnej dziury, możesz zrobić coś, aby wydłużyć swoją wstrząsającą podróż, abyś mógł doświadczyć więcej czasu.
Czas, który możesz poświęcić na rozwiązanie problemu spaghetti.
Oryginalne źródło: artykuł badawczy Arxiv
