Roterende Black Holes kunne gøre Hyperspace Travel endelig inden for rækkevidde

Et af de mest værdsatte science fiction scenarier bruger et sort hul som portal til en anden dimension eller tid eller univers. Den fantasi kan være tættere på virkeligheden end tidligere forestillet.

Sorte huller er måske de mest mystiske objekter i universet. De er konsekvensen af ​​tyngdekraften, der knuser en døende stjerne uden grænser, hvilket fører til dannelsen af ​​en sand singularitet - som sker, når en hel stjerne bliver komprimeret ned til et enkelt punkt, der giver et objekt med uendelig tæthed. Denne tætte og varme singularitet slår et hul i stoffet i spacetime selv, muligvis åbner en mulighed for hyperspace-rejse. Det vil sige en kortslutning gennem spacetime muliggør at rejse over kosmiske skalaer i en kort periode.

Se også: Er hyperspace ren science fiction? Ikke hvis du ser hårdt ud på strengteorien

Forskere troede tidligere, at rumfartøjer, der forsøger at bruge et sort hul som en portal af denne type, skulle regne med naturen på værst. Den varme og tætte singularitet ville få rumfartøjet til at udholde en sekvens af stadig mere ubehagelig tidevandsstrækning og klemme, inden den bliver fuldstændig fordampet.

Flyver gennem et sort hul

Mit team ved University of Massachusetts Dartmouth og en kollega ved Georgia Gwinnett College har vist, at alle sorte huller ikke er skabt ens. Hvis det sorte hul som Skytten A *, der ligger i centrum af vores egen galakse, er stort og roterende, ændres udsigterne for et rumfartøj dramatisk. Det skyldes, at den singularitet, som et rumfartøj skulle have at kæmpe med, er meget blid og kunne give mulighed for en meget fredelig passage.

Årsagen til dette er, at den relevante singularitet inde i et roterende sort hul er teknisk "svagt" og dermed ikke beskadiger objekter, der interagerer med det. I begyndelsen kan denne omstændighed virke modstridende. Men man kan tænke på det som analog med den fælles erfaring med hurtigt at sende sin finger gennem et stearinlys nær 2.000 graders flamme uden at blive brændt.

Min kollega Lior Burko og jeg har undersøgt fysikken i sorte huller i over to årtier. I 2016, min ph.d. studerende, Caroline Mallary, inspireret af Christopher Nolans filmfilm interstellar, der blev udarbejdet for at teste om Cooper (Matthew McConaugheys karakter) kunne overleve sit fald dybt ind i Gargantua - et fiktivt supermassiv hurtigt roterende sort hul omkring 100 millioner gange solens masse. interstellar var baseret på en bog skrevet af Nobels prisvindende astrofysiker Kip Thorne og Gargantuas fysiske egenskaber er centrale for plottet i denne Hollywood-film.

Byggede på arbejde udført af fysikeren Amos Ori to årtier tidligere og bevæbnet med sine stærke beregningsfærdigheder byggede Mallary en datamodel, der ville fange de fleste af de væsentlige fysiske virkninger på et rumfartøj eller et stort objekt, der falder ind i en stor roterende sort hul som Skytten A *.

Ikke engang en ujævn Ride?

Hvad hun opdagede er, at under alle omstændigheder ville et objekt, der falder ind i et roterende sort hul, ikke opleve uendeligt store effekter ved passage gennem hullets såkaldte indre horisontalitet. Dette er singulariteten, at et objekt, der kommer ind i et roterende sort hul, ikke kan manøvrere rundt eller undgå. Ikke kun det, under de rette omstændigheder, kan disse virkninger være ubetydeligt små, hvilket giver mulighed for en ret behagelig passage gennem singulariteten. Faktisk kan der ikke være nogen mærkbare effekter på det faldende objekt overhovedet. Dette øger muligheden for at bruge store roterende sorte huller som portaler til hyperspace-rejse.

Mallary opdagede også en funktion, der ikke fuldt ud var værdsat før: den kendsgerning, at singularitetens virkninger i forbindelse med et roterende sort hul ville resultere i hurtigt stigende cyklusser med at strække og klemme på rumfartøjet. Men for meget store sorte huller som Gargantua ville styrken af ​​denne effekt være meget lille. Så rumfartøjet og personer ombord ville ikke opdage det.

Det afgørende punkt er, at disse virkninger ikke øges uden bundet; Faktisk forbliver de endelige, selv om belastningerne på rumfartøjet har tendens til at vokse på ubestemt tid, da den nærmer sig det sorte hul.

Der er et par vigtige forenklinger og forudsætninger i forbindelse med Mallarys model. Hovedforudsætningen er, at det pågældende sorte hul er fuldstændig isoleret og således ikke udsættes for konstante forstyrrelser af en kilde som en anden stjerne i nærheden eller endda faldende stråling. Mens denne antagelse tillader vigtige forenklinger, er det værd at bemærke, at de fleste sorte huller er omgivet af kosmisk materiale - støv, gas, stråling.

Se også: 'Solo' gav navn til brændstoffet til hyperspace-rejse

Derfor ville en naturlig forlængelse af Mallarys arbejde være at udføre en lignende undersøgelse i forbindelse med et mere realistisk astrofysisk sort hul.

Mallarys tilgang til at bruge en computersimulering til at undersøge virkningerne af et sort hul på en genstand er meget almindelig inden for sort hul fysik. Det er unødvendigt at sige, at vi ikke har evnen til at udføre virkelige eksperimenter i eller i nærheden af ​​sorte huller endnu, så videnskabsmænd går ud på teori og simuleringer for at udvikle en forståelse ved at lave forudsigelser og nye opdagelser.

Denne artikel blev oprindeligt udgivet på The Conversation af Gaurav Khanna. Læs den oprindelige artikel her.