Wissenschaftler: Verwenden Sie schwarze Löcher für die Raumfahrt möglich, aber nur vorsichtig

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Eines der interessantesten Themen in der modernen Science-Fiction ist ein Konzept von der schwarzen Löcher als Portale in ein anderes Universum, Zeit oder Dimension. Viele Astrophysiker behaupten, dass in diesen Bedingungen ist es einfach unmöglich. Aber eine Gruppe von Forschern von der University of Massachusetts in Dortmund (USA) ist der Auffassung, dass diese Phantasie tatsächlich nicht so weit von der Realität entfernt.

Schwarze Löcher sind vielleicht die geheimnisvollen Objekten im Universum. Sie sind das Ergebnis der gravitationskollaps Supermassive Sterne, die zur Schaffung dieser Singularität – Objekt unendlicher Dichte, der durch Kompression eines ganzen Sterns bis zu einem winzigen Punkt. Diese heißen Punkt unendlicher Dichte haben eine so starke Gravitation, dass Sie in der Lage buchstäblich Bersten Raum-Zeit. Entsprechend den Annahmen, diese Tatsache eröffnet die Möglichkeit, diese Objekte für гиперпространственных Reisen.

Natürlich frühere Forschung auf diesem Konto davon gesprochen, dass ein beliebiges Objekt, Z. B. ein Raumschiff, oder Lebewesen, die entscheiden, verwenden Sie ein Schwarzes Loch als Portal, sehr schnell es bereuen. Unendliche gravitative Singularität und hohe Temperaturen dazu führen, dass das Objekt Strecken und zusammenziehen, so lange, bis Sie vollständig verdampft ist.

Reise durch das schwarze Loch

Das wissenschaftliche Team von Professor der Physik Гаурава Hanna von der University of Massachusetts in Dortmund (USA) und Ihre Kollegen aus Gwinnett College im US-Bundesstaat Georgia konnten zeigen, dass nicht alle schwarzen Löcher sind die gleichen. Forscher glauben, dass die Objekte, die durch große und rotierende schwarze Löcher, wie Z. B. Sagittarius A* im Zentrum unserer Galaxie, die Chancen zu überleben viel höher.

Der Grund dafür ist, dass bei den großen und rotierende schwarze Löcher eine Singularität wirkt etwas anders, «weicher» oder «schwächer» und deshalb gibt es die Wahrscheinlichkeit, dass Sie nicht beschädigen die Objekte, die mit Ihr interagieren. Auf den ersten Blick mag diese Wahnvorstellungen, aber die Wissenschaftler führen als Begründung der Analogie ein einfaches Experiment mit einer schnellen Bewegung der Hand über die brennenden Kerzen. Probieren Sie es aus und sehen, dass das Feuer Sie nicht verbrennen.

Гаурав Hahn und sein Kollege Lior Burko befassen sich mit der Physik der schwarzen Löcher mehr als zwanzig Jahren. Im Jahr 2016 Caroline Маллари, eine аспиранток Hannah, inspiriert von dem Blockbuster-Regisseur Christopher Nolan «interstellare» entschieden, die wissenschaftliche Methode, um zu überprüfen, ob der Protagonist des Films könnte bei einem Sturz zu überleben in einem riesigen rotierenden schwarzen Loch Gargantua, mit einer Masse von 100 Millionen mal größer ist als sonnige.

Der Film selbst ist, zu erinnern, wurde gestellt durch das Buch von Nobelpreisträger in Astrophysik Kip Thorne. Die in einem Hollywood-Blockbuster Aussehen, Größe und physikalische Eigenschaften des schwarzen Lochs Gargantua, der einer der zentralen «Charaktere» Film — seine Arbeit.

Aufbauend auf der Forschung eines anderen Physiker Amos ori, dessen Ergebnisse wurden einige Jahrzehnte früher, und auch mit der Unterstützung von Computer-Technologie, Caroline Маллари erstellt ein Computer-Modell, in dem reflektiert werden die meisten physikalischen Effekte, die waren würden auf einem Raumschiff oder einem anderen Objekt, gefangen in der Mitte ein rotierendes Schwarzes Loch, dies als Sagittarius A*.

Fiktive schwarze Loch Gargantua aus dem Film «interstellare»

Sogar die Frisur nicht помнет?

Das Computermodell zeigte, dass unter allen Bedingungen ein fallendes Objekt in einer rotierenden schwarzen Loch nicht erleben unendlich große Effekte Verformung beim Durchgang durch die so genannte innere Horizont Singularität – der Bereich eines schwarzen Lochs, zu vermeiden, wo nicht möglich, in jedem Fall. Darüber hinaus unter bestimmten Umständen die Auswirkungen dieser Effekte wird so klein, dass das Objekt in der Lage, ohne Probleme durch diesen Singularität, und in einigen Fällen überhaupt nicht bemerken keine Auswirkungen von der Seite.

Маллари fand auch eine Funktion, die nicht vollständig angezogen Aufmerksamkeit vor: die Auswirkungen der Singularität im Kontext eines rotierenden schwarzen Lochs führen zu einem raschen Anstieg der Zyklen Dehnung und Kompression des Objekts, das in seiner Mitte. Aber die Forscherin in Ihrer Arbeit fest, dass im Falle eines sehr großen schwarzen Löcher, in der Größe mit den gleichen Gargantua, die Stärke dieser Effekte sehr gering. So unbedeutend, dass weder der Raumsonde, keine Lebewesen, sich befindend auf seinem Bord, vermutlich nicht einmal bemerken.

Diese Grafik zeigt die physische Belastung auf Stahlrahmen Raumsonde mit seiner Annäherung zum Zentrum eines rotierenden schwarzen Loches. In eine kleine einfügen, zeigt die detaillierte Muster der Belastung, die gefeiert wird bei der maximalen Annäherung des Gerätes. Es ist wichtig zu beachten, dass die Belastung stark zunehmen im Punkt der maximalen Annäherung an das schwarze Loch, aber nicht in die Unendlichkeit wachsen. Mit anderen Worten, das Gerät und seine Crew eine solche Reise überleben können

Der wichtige Punkt hier ist, dass physikalische Effekte, die auf dem Schiff nicht unendlich wachsen. Sie begrenzt eine bestimmte Grenze, auch trotz der Tatsache, dass es scheint, dass die Last auf das Schiff wird endlos steigen mit der Annäherung an das schwarze Loch.

Natürlich, in der Forschung Маллари (diskutieren Sie in unserem Telegram-Chat) gibt es einige wichtige Auslassungen und Annahmen, unter denen sonst das Ergebnis möglicherweise ganz anders. Zum Beispiel in der vorgestellten Modelle wird davon ausgegangen, dass das schwarze Loch komplett isoliert von den Auswirkungen externer Faktoren, wie Konstante Gravitations-und andere Störungen, verursacht durch, zum Beispiel, befinden sich neben dem Stern oder den SCL in das schwarze Loch der äußeren Strahlung. Es sollte verstanden werden, dass in der Regel rund um diesen schwarzen Löchern sammelt sich sehr viel unterschiedliches Material: Staub, Gas, Strahlung und so weiter. Aus all diesen Gründen, die logische Fortsetzung der Arbeit Маллари wird erneut untersucht diesen Kontext, aber bereits unter Berücksichtigung der Bedingungen realistischer astrophysikalische schwarze Löcher.

Die Nutzung der Methoden der Computer-Modellierung für die Vorhersage der Effekte der Auswirkungen auf die Objekte in der Nähe schwarzer Löcher – durchaus gängige Praxis. Echte Chance zu testen, Ihre Theorie von den modernen Wissenschaften noch nicht, so die Wissenschaftler haben aktiv bauen auf Hypothesen und Simulationen, die dabei helfen, die grundlegenden Dinge zu verstehen, Prognosen zu stellen und neue Entdeckungen.