Hør ordene 'sort hul', og du kan tænke på en roterende hvirvel, der suger alt ind i sin klo som din onkel ved en bryllupsbuffet. Du kan måske forestille dig, at en stjerne trækkes mod den som et stykke spaghetti, der klapper rundt om tomrummet, indtil den smuttes ud af eksistensen. Virkeligheden er ikke så enkel eller så lækker. Her er vores primer.
Hvad er et sort hul?
Sorte huller har forvirret fysikere i århundreder, men en simpel beskrivelse ville være et område i rumtiden, der har så stærk tyngdekraft, selv lys kan ikke undslippe dets træk.
En af de første ting at forstå om sorte huller er, at de ikke er tomme rum, men snarere materiale komprimeret til et meget lille område. Et sort hul kan f.eks. Have en masse på 20 stjerner, men kun være på størrelse med det centrale London. Denne tæthed gør mærkelige ting med tid og rums love, hvoraf en er udseendet af en teoretisk barriere kaldet begivenhedshorisonten.
LÆS NÆSTE: Gennembrud i sort hul afslører svingende jetfly, der er set af supercomputere
Se relateret sort hul gennembrud afslører svingende jetfly set af supercomputere Ældste supermassive sorte hul, der nogensinde er fundet, er set 13,7 milliarder lysår væk
I Albert Einsteins generelle relativitetsteori er begivenhedshorisonten et punkt uden tilbagevenden. Når et objekt kommer tættere på begivenhedshorisonten, bøjer flere og flere stier, som dets partikler tager mod det sorte hul. Når begivenhedshorisonten er blevet overskredet, bliver deformationen af rumtiden så stor, at partiklerne ikke kan bevæge sig udad.
Dette er det punkt, hvor hullet bliver sort, når lyset ikke er i stand til at flygte fra at blive trukket fremad og fremad mod en tyngdekraften singularitet; et punkt, hvor rumtiden er blevet så forvrænget, at dens krumning er uendelig. Her smides alle fysikkens love, som vi forstår dem ud af vinduet. Ingen ved virkelig, hvad der sker ved singulariteten.
Hvor store er sorte huller?
Der er fire klasser af sorte huller, skønt to af disse er hypotetiske. I den øverste ende af spektret er supermassive sorte huller, der menes at være i centrum af de fleste galakser. Den i vores egen Mælkevej, kendt som Skytten A *, menes at have en masse på 4 millioner soler med en begivenhedshorisont, der strækker sig 44 millioner kilometer.
I den nederste ende af spektret er det mikrosorte hul, som kunne være så lille som et enkelt atom, selvom vi endnu ikke har målt en i denne størrelse. Ind imellem disse er hypotetiske mellemmasse sorte huller og stjernesorte huller - skabt af sammenbrud af stjerner med omkring tre gange eller mere vores sols masse.
(Kunstnerindtryk af det stjernesorte hulCygnus X-1. Kredit:NASA / CXC / M.Weiss)
En anden spændende mulig kategori er det oprindelige sorte hul, der først blev foreslået af Stephen Hawking i 1971. Disse hypotetiske sorte huller kunne have været dannet under fødslen af universet, før stjerner opstod, og kan have vigtige forklaringer på eksistensen af mørkt stof .
LÆS NÆSTE: Den mest detaljerede simulering af vores univers, der nogensinde har gjort, spænder over en svimlende en milliard lysår
Bestræbelserne på at finde dem er hidtil kommet tørre, selvom dette kan ændre sig takket være Ligo-Jomfru-partnerskabet og dets detektion af tyngdekraftsbølger. At være i stand til at opdage krusninger i stoffet fra rumtiden kunne bane vejen for yderligere undersøgelser og se tilbage i tiden for fusioner af sorte huller, der forudindgår stjerner.
Hvad ville der ske med mig, hvis jeg faldt i et sort hul?
Hvis du var uheldig nok til at blive suget ind i et sort hul (mine bemærkninger), vil der ske nogle underlige ting med dig, og nogle endnu mere mærkelige ting vil ske for nogen, der ser dig fra en sikker afstand.
Hvad der sker, når et objekt bryder begivenhedshorisonten, er ikke let forståeligt, og det er fordi dette er det punkt, hvor to forskellige fysikmodeller - kvantemekanik og generel relativitet - modsiger hinanden.
Der er en fremragende opskrivning af dette kvadrat - kaldet Black hole information paradox - af Amanda Gefter forBBC . Kernen i det er dette: for nogen, der ser dig bryde begivenhedshorisonten, vil du langsomt blive udslettet af forvrængning af rummet, afmatning af tid og varmen fra Hawkings-stråling - noget, der også af by, i sidste ende vil sprede sort hul.
Så du er død, ikke? Ikke nøjagtigt. I henhold til generel relativitetsteori, ville du faktisk passere begivenhedshorisonten og ikke lægge mærke til virkningerne af tyngdekraften, fordi du ville være i frit fald (noget Einstein kaldte hans lykkeligste tanke ), tumler mod singulariteten.
Men hvordan kan du rejse gennem rummet og blive brændt til en sprød på samme tid? Dette vanskeligt sker, fordi kvantefysik siger, at information ikke kan gå tabt, og derfor skal din krop forblive uden for horisonten. Hvis du ikke krydser begivenhedshorisonten, overtræder du dog lovene om generel relativitet. Forskere har postuleret en række løsninger til at forene disse modstridende naturlove, men paradokset er et løbende spørgsmålstegn i hjertet af fysikken.
Når det kommer til sorte huller, er det ikke kun lys, der ikke kan undslippe, men også hjernen hos generationer af tænkere.
find en venneliste på amazon
Blykredit: Wikimedia Commons
