Hvad sker der inde i et sort hul? Forståelse af spaghettificering og det ukendte

Nazarii_Neshcherenskyi/Shutterstock

Sorte huller er blandt universets mest gådefulde fænomener. Selvom John Wheeler opfandt udtrykket, er de ikke bogstavelige huller, men områder, hvor tyngdekraften komprimerer stof til et enkelt punkt - en singularitet. Fordi de hverken udsender eller reflekterer lys, forbliver sorte huller usynlige; vi udleder deres tilstedeværelse ud fra deres dramatiske indflydelse på omgivende rum og lys.

At observere disse kosmiske kæmper direkte er umuligt, selv det nærmeste kendte sorte hul, Gaia BH1, ligger omkring 1.500 lysår væk. Tyngdekraften ved et sort huls kant, kaldet begivenhedshorisonten, er så intens, at selv lys ikke kan undslippe, når det først krydser. Flugthastigheden der overstiger lysets hastighed, hvilket gør horisonten til en ensrettet grænse. Mens nogle teorier antyder, at information kan sive ud, er den fremherskende opfattelse, at intet kan vende tilbage, når man først er inde.

For dem, der er fascineret af, hvordan det ville føles at blive trukket ind i sådan en gravitationel afgrund, har videnskabsmænd skitseret plausible scenarier baseret på typen af sort hul, der er involveret.

Typerne af sorte huller

Nazarii_Neshcherenskyi/Shutterstock

Sorte huller findes i tre hovedvarianter:stjernemasse, mellemmasse og supermassiv. Forskellene i størrelse fører til vidt forskellige tidevandskræfter – variationen i tyngdekraften mellem to punkter – der opleves nær begivenhedshorisonten.

I supermassive sorte huller, som kan rumme milliarder af solmasser, er begivenhedshorisontens tidevandskræfter relativt svage. Et objekt, der passerer denne grænse, vil sandsynligvis gå ubemærket hen og glide igennem uden dramatisk forvrængning. Når man først er inde, ville singularitetens træk dog dominere.

Sorte huller af stjernemasse udviser på den anden side ekstreme tidevandskræfter i horisonten. Dette resulterer i et fænomen kendt som spaghettificering.

Stellar-Mass Black Holes og Spaghettification

Merlin74/Shutterstock

Spaghettificering beskriver, hvordan objekter forlænges og i sidste ende rives fra hinanden, når de nærmer sig begivenhedshorisonten af et lille sort hul. Tyngdekraften på den side, der er tættest på horisonten, er langt stærkere end på den anden side, hvilket strækker objektet til en lang, tynd form - deraf navnet. Et menneske, der falder med fødderne-først, ville opleve, at fødderne blev trukket væk fra hovedet som taffy.

Fordi tidevandsgradienten i sorte huller med stjernemasse er så stejl, ville et legeme blive spaghetificeret, før det overhovedet når begivenhedshorisonten, hvilket gør en vellykket krydsning praktisk talt umulig.

Hvad ligger hinsides begivenhedshorisonten?

Vadim Sadovski/Shutterstock

Det indre af et sort hul forbliver spekulativt. Nogle forskere hævder, at begivenhedshorisonten er en ikke-acceptabel grænse, mens andre mener, at generel relativitet bryder sammen nær singulariteten. I scenariet, hvor en observatør kunne krydse, ville fysikken, som vi kender den, kollapse.

BenFarr, en gravitationsbølgeastronom ved University of Oregon, forklarede til Newsweek, at inde i et supermassivt sort hul ville man sandsynligvis se "væsentlig forvridning af billeder fra gravitationslinser." Lys fra det ydre univers ville ankomme forvrænget, men alligevel ville observatøren være usynlig for enhver uden for det sorte hul. Efterhånden som man nærmer sig singulariteten, vil spaghettificering intensiveres, og sandsynligvis afsluttes inden for få minutter efter at have krydset horisonten.

Kort sagt, uanset om de møder et stjernestort eller supermassivt sort hul, forbliver enhver rejsendes skæbne den samme:spaghettering og uundgåelig indespærring.