Roterende svarte hull kan gjøre Hyperspace Travel til slutt innen rekkevidde

En av de mest verdsatte science fiction scenariene bruker et svart hull som en portal til en annen dimensjon eller tid eller univers. Den fantasien kan være nærmere virkeligheten enn tidligere antatt.

Svarte hull er kanskje de mest mystiske gjenstandene i universet. De er konsekvensen av tyngdekraften som knuser en døende stjerne uten grense, noe som fører til dannelsen av en ekte singularitet - som skjer når en hel stjerne blir komprimert ned til et enkelt punkt som gir et objekt med uendelig tetthet. Denne tette og hete singulariteten puncher et hull i stoffet i spacetime selv, muligens åpner en mulighet for hyperspace-reise. Det vil si et kutt gjennom romtiden som gjør det mulig å reise over kosmiske skalaer i løpet av kort tid.

Se også: Er Hyperspace Pure Science Fiction? Ikke hvis du ser hardt på strengteorien

Forskere trodde tidligere at romfartøy som forsøker å bruke et svart hull som en portal av denne typen, måtte regne med naturen på sitt verste. Den varme og tette singulariteten vil føre til at romfartøyet tåler en sekvens av stadig ubehagelig tidevannsstrekning og klemming før den blir fullstendig fordampet.

Flyr gjennom et svart hull

Teamet mitt ved University of Massachusetts Dartmouth og en kollega ved Georgia Gwinnett College har vist at alle svarte hull ikke er skapt like. Hvis det svarte hullet som Skytten A *, som ligger i sentrum av vår egen galakse, er stort og roterende, endres endringene for et romfartøy dramatisk. Det er fordi singulariteten som et romskip ville måtte kjempe med, er veldig forsiktig og kunne gi en meget fredelig passasje.

Årsaken til at dette er mulig er at den relevante singulariteten i et roterende svart hull er teknisk "svakt" og dermed ikke skader gjenstander som virker sammen med det. I begynnelsen kan dette faktum virke counterintuitive. Men man kan tenke på det som analog med den vanlige opplevelsen om å raskt sende en finger gjennom et lys i nærheten av 2.000 graders flamme uten å bli brent.

Min kollega Lior Burko og jeg har undersøkt fysikken i sorte hull i over to tiår. I 2016, min Ph.D. student, Caroline Mallary, inspirert av Christopher Nolan's blockbuster film interstellar, utgitt for å teste om Cooper (Matthew McConaugheys karakter) kunne overleve fallet hans dypt inn i Gargantua - et fiktivt supermassivt, raskt roterende svart hull omtrent 100 millioner ganger massen av vår sol. interstellar ble basert på en bok skrevet av Nobelprisvinnende astrofysiker Kip Thorne og Gargantuas fysiske egenskaper er sentrale for plottet av denne Hollywoodfilmen.

Mallary bygger på arbeid utført av fysiker Amos Ori to tiår tidligere, og bevæpnet med sine sterke beregningsevner, bygget en datamodell som ville fange de fleste av de essensielle fysiske effektene på et romfartøy eller et stort objekt som faller inn i en stor roterende svart hull som Skytten A *.

Ikke engang en ujevn tur?

Det hun oppdaget er at under alle forhold ville et objekt som faller inn i et roterende svart hull ikke oppleve uendelig store effekter ved passering gjennom hullets såkalte indre horisontalitet. Dette er singulariteten at et objekt som kommer inn i et roterende svart hull ikke kan manøvrere rundt eller unngå. Ikke bare det, under de rette omstendighetene, kan disse effektene være ubetydelig små, noe som gir en ganske behagelig passasje gjennom singulariteten. Faktisk kan det ikke være noen merkbare effekter på det fallende objektet i det hele tatt. Dette øker muligheten for å bruke store roterende svarte hull som portaler for hyperspace-reise.

Mallary oppdaget også en funksjon som ikke var fullt verdsatt før: det faktum at singularitetens effekter i sammenheng med et roterende svart hull ville resultere i raskt økende sykluser av strekk og klemme på romskipet. Men for svært store svarte hull som Gargantua, ville styrken av denne effekten være svært liten. Så ville romfartøyet og noen individer ombord ikke oppdage det.

Det avgjørende punktet er at disse effektene ikke øker uten bundet; Faktisk forblir de endelige, selv om stressene på romfartøyet pleier å vokse på ubestemt tid når den nærmer seg det svarte hullet.

Det er noen viktige forenklinger forutsetninger og resulterende advarsler i sammenheng med Mallarys modell. Hovedforutsetningen er at det sorte hullet under vurdering er helt isolert og dermed ikke utsatt for konstante forstyrrelser av en kilde som en annen stjerne i nærheten eller til og med fallende stråling. Mens denne antagelsen tillater viktige forenklinger, er det verdt å merke seg at de fleste sorte hull er omgitt av kosmisk materiale - støv, gass, stråling.

Se også: 'Solo' ga et navn til drivstoffet for hyperspace-reise

Derfor ville en naturlig forlengelse av Mallarys arbeid være å utføre en lignende studie i sammenheng med et mer realistisk astrofysisk svart hull.

Mallarys tilnærming til bruk av datasimulering for å undersøke effekten av et svart hull på en gjenstand er svært vanlig innen svart hullfysikk. Det er unødvendig å si at vi ikke har muligheten til å utføre ekte eksperimenter i eller i nærheten av svarte hull ennå, så forskere benytter seg av teori og simuleringer for å utvikle forståelse, ved å lage spådommer og nye funn.

Denne artikkelen ble opprinnelig publisert på The Conversation av Gaurav Khanna. Les den opprinnelige artikkelen her.