Het kan gevaarlijk zijn - het kan heel leuk zijn! Dit is de mening van een van de leidende astrofysici in de Verenigde Staten en denkt met verstand na over de mogelijkheden die mensen zouden kunnen krijgen als ze naar de buurt van een superzwaar zwart gat zouden worden vervoerd. Hij suggereerde dat vooruitgang in de ontwikkeling van ruimtemotoren ons in staat zou stellen "veldonderzoek" te organiseren naar het dichtstbijzijnde dergelijke gat.
Sinds de jaren negentig weten we dat planeten in een baan om pulsars kunnen cirkelen, ongelooflijk dichte objecten die zijn gemaakt door krachtige explosies van sterren. Het zou redelijk zijn om aan te nemen dat ze rond zwarte gaten kunnen draaien, die, verrassend genoeg voor velen, minder impact hebben op hun omgeving dan pulsars. Op sommige van deze planeten kan zelfs leven bestaan, omdat veel levende wezens op aarde, zoals we weten, zich hebben aangepast aan extreme omstandigheden, waaronder zeer hoge en lage temperaturen, zure, zoute en zelfs radioactieve omgevingen.
Bewoonde planeten zijn te vinden nabij superzware zwarte gaten, die zich in het centrum van de meeste sterrenstelsels bevinden. Ons eigen sterrenstelsel, de Melkweg, herbergt een zwart gat met een massa die gelijk is aan de massa van vier miljoen sterren samen. De binnenste stabiele cirkelbaan (SVUKO) van dit object, bekend als Sgr A * (Boogschutter A *), is ongeveer gelijk aan de baan waarin Mercurius rond onze zon beweegt.
Hoe zou het zijn om op zo'n planeet te leven?
Laten we, voordat we het hebben over de vele gevaren voor het leven in de buurt van een zwart gat, eens kijken naar de voordelen. Als beschavingen ontstaan of migreren naar de buurt van zwarte gaten, welke interessante en nuttige dingen kunnen ze daar dan doen? De 10 beste opties komen in me op:
- Gebruik het zwarte gat als een bron van schone energie door afval in de trechter van de aanwasschijf te dumpen, waar de vortex van materie omheen draait. Tot 42% van de eigen massa van het afval kan worden omgezet in straling bij het op maximale snelheid roterende SVUKO-zwarte gat.
- Verbind een soort technisch mechanisme met de rotatieas van het zwarte gat als een gigantisch vliegwiel waaruit energie kan worden verzameld.
- Rijd op fotonzeilen langs relativistische jets met een snelheid die de snelheid van het licht benadert.
- Verleng de jeugdigheid door een bezoek te brengen aan schoonheidssalons aan de horizon van een zwart gat, waar de tijd langzamer verloopt als gevolg van de zwaartekracht roodverschuiving.
- Geniet van het uitzicht over het hele universum, bizar weerspiegeld in de gravitatielensbeelden rond het zwarte gat.
- Open een pretpark op de zogenaamde "fotonsfeer", waar je kunt spelen met verschillende relativistische effecten, bijvoorbeeld jezelf van achteren zien, recht vooruit kijkend, zoals het licht om een zwart gat buigt.
- Haal alles uit nieuwe bewegingsmogelijkheden in de ruimte. Dus als de Melkweg over miljarden jaren samenvloeit met de naburige Andromeda-nevel, zullen twee zwarte gaten in hun centrum zich verenigen tot een solide binair systeem, een soort zwaartekrachtkatapult die sterren en planeten kan lanceren met de snelheid van het licht, zoals de auteur van dit materiaal uitlegt in twee artikelen die zijn geschreven. co-auteur met James Guillochon. Reisbureaus zullen kaartjes kunnen verkopen voor ongelooflijke reizen naar gekatapulteerde planeten die het hele universum zullen doorkruisen.
- Stuur criminelen naar het zwarte gat als de meest veilige gevangenis met de doodstraf door de singulariteit. De levensduur van gevangenen hangt af van de massa van het zwarte gat. Hoe minder ernstig een misdaad ze hebben gepleegd, hoe groter hun zwarte gat zal zijn, en hoe langer ze zullen kunnen leven buiten de "gevangenismuren", die als de horizon van het zwarte gat zullen worden beschouwd.
- Gebruik zwaartekrachtgolven die worden uitgezonden door kleine objecten die in een baan om een zwart gat cirkelen als communicatiemiddel. Dergelijke signalen kunnen niet worden geblokkeerd door een van de bekende vormen van materie.
- Test de basisaspecten van kwantumzwaartekracht door groepen experimentele natuurkundigen en experts in snaartheorie op georganiseerde tours te sturen.
Het grootste gevaar voor astronauten die deze activiteiten proberen te beheersen, is afkomstig van getijdenkrachten. Zoals Albert Einstein in zijn beroemde gedachte-experiment opmerkte, zal iedereen die zich in een vallende lift of ruimteschip in vrije val bevindt, de afwezigheid van zwaartekracht voelen. Maar elk verschil in zwaartekrachtversnelling tussen zijn hoofd en benen kan zijn lichaam gemakkelijk uit elkaar scheuren. Getijdenkrachten zouden een doodvonnis zijn nabij de stellaire massa van een zwart gat, maar vormen geen bedreiging voor het menselijk lichaam in de meer uitgebreide ruimte rond een superzwaar zwart gat zoals Boogschutter A *.
Dienovereenkomstig staat de dichtheid van materie die nodig is voor het verschijnen van een zwart gat in een lineaire relatie met zijn ruimte-tijdkromming. Zwarte gaten met een lage massa ontstaan wanneer de kern van een massieve ster instort tot dichtheden die ver boven die van een atoomkern liggen. Maar voor een superzwaar gat, veel ijler, is het voldoende om de baan van Jupiter met vloeibaar water te vullen. Klinkt eenvoudig, maar dit technische project is niet haalbaar, omdat het een hoeveelheid water van wel 100 miljoen zonnen vereist. Welnu, de warmte die vrijkomt bij het gieten van water, zou alle aangrenzende infrastructuurvoorzieningen verbranden.
De warmte die vrijkomt tijdens de verdichting van een superzwaar zwart gat vormt inderdaad een aanzienlijke bedreiging voor beschavingen die zich in het centrum van sterrenstelsels zouden kunnen bevinden. In ons gezamenlijke artikel met John Forbes hebben we laten zien dat een aanzienlijk deel van de planeten in het universum hun atmosfeer en oceanen kunnen verliezen, die kunnen verdampen vanwege het feit dat ze zich op een bepaald moment in hun bestaan in de buurt van de galactische kern bevonden.
Promotie video:
Voor het eerst in de menselijke geschiedenis hebben we de technologie om beelden vast te leggen van superzware zwarte gaten in het centrum van de Melkweg en het gigantische elliptische sterrenstelsel M87 tegen de achtergrond van een lichtgevende opeenhoping van gas erachter. De eerste dergelijke afbeelding zal in de loop van het jaar worden gepubliceerd.
In een lezing in 2018 op de Black Hole Initiatives-conferentie, een interdisciplinair centrum voor onderzoek naar zwarte gaten aan Harvard, suggereerde ik dat verdere vooruitgang in de voortstuwing van de ruimte ons in staat zou stellen veldstudies te doen van een nabijgelegen zwart gat. Dit zou een uitstekende gelegenheid zijn om een van de bovenstaande activiteiten uit te proberen - en misschien notities over kwantumzwaartekracht uit te wisselen met enkele toeristen uit andere beschavingen die daar al hebben gekampeerd.
Abraham Loeb is voorzitter van de afdeling Astronomie aan de Harvard University, oprichtend directeur van het Harvard Black Hole Initiative en directeur van het Institute for Theory and Computation aan het Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics. Hij is ook voorzitter van de adviesraad voor het Hotthrough Stars-project.
