Cosa succede se cadi in un buco nero

2024 Autore: Malcolm Clapton | [email protected]. Ultima modifica: 2023-12-17 04:01

Se un astronauta si avvicina a un buco nero, le sue prospettive non sono molto brillanti.

In breve, morirà. Più dettagliato: non si sa esattamente cosa accadrà. La scienza può solo speculare. Ma non ci sarà nulla di particolarmente piacevole, credetemi.

A una distanza rispettosa, il buco nero si comporta come una stella di massa simile: puoi entrare in un'orbita stabile attorno ad esso e ruotare lì per anni. Secondo gli scienziati, lì possono esistere anche pianeti abitati. Ma più ti avvicini al buco, più problemi ci saranno.

Le radiazioni uccideranno una persona

Se credi che un buco nero danneggi una persona solo quando attraversa l'orizzonte degli eventi (il confine attorno al buco, a causa del quale nemmeno la luce può tornare), allora ti sbagli. Le difficoltà inizieranno molto prima e letteralmente mortali.

I buchi neri sono raramente soli. Di norma, sono circondati da un'enorme pila di materia - gas, che è stata lasciata dopo che il buco è stato morso da una stella. Il gas vola in orbita a una velocità tremenda, quindi ha un'energia cinetica mostruosa e si riscalda fino a temperature gigantesche.

Questa cosa che ruota rapidamente e che incenerisce intorno a un buco nero è chiamata disco di accrescimento.

Gli spettatori interstellari sanno come dovrebbe essere un disco di accrescimento. Il buco nero stesso è invisibile, poiché assorbe tutta la luce che cade su di esso, ma è possibile vedere il vortice di materia intorno ad esso. È il disco di accrescimento che è la cosa arancione brillante che i telescopi Event Horizon Telescope hanno catturato nell'aprile 2019.

I dischi di accrescimento dei buchi neri emettono potenti radiazioni elettromagnetiche. L'energia dei raggi X e dei raggi gamma è un milione di milioni di volte superiore a quella della luce visibile.

Inoltre, in teoria, il buco nero stesso può anche emettere radiazioni di Hawking. È vero, gli astrofisici non ne sono ancora sicuri e il potere delle radiazioni è trascurabile.

È improbabile che tutti questi flussi di particelle cariche, che il buco nero disperde per centinaia di anni luce intorno a se stesso, aggiungano salute. Il corpo celeste finirà una persona anche in avvicinamento con radiazioni ordinarie, senza ricorrere a violazioni della topologia delle distorsioni dello spazio e del tempo.

Sarà bruciato dalla questione del disco di accrescimento

Supponiamo che l'astronauta si occupi in anticipo della sicurezza contro le radiazioni, ad esempio indossando un cappotto foderato di piombo dello spessore di un metro sopra una tuta spaziale. E, deciso a scoprire cosa c'è nelle misteriose profondità del buco nero, continua a cadere in caduta libera verso di esso.

Ma un altro ostacolo attende il ricercatore, vale a dire: il disco di accrescimento già a noi familiare. È costituito da un gas molto caldo.

Il disco si surriscalda quando le particelle di gas si scontrano tra loro, formando cerchi a perdifiato attorno al buco nero. L'energia cinetica si trasforma in energia termica, e lo fa così bene: la materia vicino a un buco nero medio può riscaldare fino a milioni o addirittura trilioni di Kelvin. Questo è leggermente superiore, ad esempio, alla temperatura del nostro Sole: 5.778 K in superficie, 15 milioni di K al centro.

Probabilmente, non vale la pena ricordare che non è sicuro volare attraverso flussi di plasma incandescente. Se una persona non viene uccisa dalle radiazioni, allora una temperatura elevata.

In generale, i dischi di accrescimento dei buchi neri supermassicci al centro delle galassie sono tra gli oggetti più luminosi nello spazio. Si chiamano "quasar". Il più piccante di tutti, J043947.08 + 163415.7, arrostisce come 600 trilioni di normali nane gialle come il Sole, se cospirassero e parlassero contemporaneamente.

Periodicamente, tra l'altro, i buchi neri inviano nell'Universo getti relativistici, o getti, - flussi di plasma a una velocità vicina alla luce, di solito in coppia, diretti dai poli in direzioni opposte.

Gli astrofisici stanno ancora discutendo sul perché questo stia accadendo, ma sembra che i campi magnetici attorno al buco stiano facendo qualcosa di interessante con il gas nel disco di accrescimento. Il getto può eruttare continuamente da 10 a 100 milioni di anni.

Quindi, cadendo su un buco nero, una persona deve evitare i suoi poli, per non cadere sotto i getti relativistici.

Spaghetta

In considerazione di quanto sopra, probabilmente è meglio viaggiare in un buco nero senza un disco di accrescimento. Anche questi accadono - se non ci sono stelle nelle vicinanze da cui puoi pompare gas. Cioè, il buco li ha già inghiottiti tutti sani e salvi.

Ad esempio, il buco nero al centro della galassia Markarian 1018 ha risucchiato tutta la materia circostante ed è rimasto senza gas nelle vicinanze. Gli astrofisici chiamano tali buchi affamati. Cose povere.

O il buco supermassiccio Sagittarius A al centro della nostra Via Lattea: ha un disco estremamente piccolo e impercettibile 1.

2.. Ecco perché è così difficile tenerla d'occhio.

In generale, è del tutto possibile avvicinarsi all'orizzonte degli eventi di un buco nero senza scontrarsi con flussi di plasma caldo.

I problemi che l'astronauta avrà in seguito dipenderanno dalle dimensioni del buco nero.

Se una persona cade su un oggetto che ha una massa, diciamo, di circa una massa solare (332.946 volte la massa della Terra), allora questo è ciò che accadrà.

Man mano che ci avviciniamo a questo interessante corpo celeste, aumenterà anche la forza di gravità con cui colpisce una persona. A una certa distanza dal buco, si scopre che la gravità sulle gambe sarà molte volte maggiore della gravità sulla testa. Questa differenza è chiamata "forza di marea".

I risultati dell'influenza di questa forza sono descritti dal fisico Neil DeGrasse Tyson nel libro "La morte in un buco nero e altri piccoli problemi cosmici".

Innanzitutto, le forze di marea del buco nero faranno a pezzi l'astronauta esattamente nel mezzo del corpo (se, ovviamente, cade nel buco come un soldato e non di lato). Quindi si strapperà le gambe e il busto a metà. Poi ancora. E così in una progressione geometrica, fino a che anche gli atomi di cui è fatta la vittima decadono in particelle elementari. Allora tutto questo flusso di particelle sarà oltre l'orizzonte degli eventi.

La terra crea anche una forza di marea sul tuo corpo, ma non abbastanza da farti a pezzi, quindi non preoccuparti.

È tutto. Il fenomeno viene scherzosamente chiamato "spaghettificazione". Di solito, le forze di marea dei buchi neri spazzeranno le stelle, ma se la caveranno anche con gli umani.

Tuttavia, c'è un avvertimento.

Accadrà qualcosa di terribile, ma non sapremo cosa esattamente

Le forze di marea, come spiega Neil Tyson, aumentano tanto più le dimensioni dell'oggetto in relazione alla distanza dal centro del foro. Ciò significa che un buco nero di medie dimensioni farà a pezzi l'astronauta e si dividerà in atomi anche all'avvicinarsi.

Ma se il buco nero è abbastanza massiccio e con un raggio enorme, le sue forze di marea inizieranno ad allungare il viaggiatore dopo che avrà attraversato l'orizzonte degli eventi.

Allo stesso tempo, probabilmente, una persona può anche sopravvivere, dice il fisico Leo Rodriguez, perché l'orizzonte degli eventi non è una barriera fisica, ma semplicemente il confine dell'effetto gravitazionale di un buco nero, sul quale nemmeno la luce può sfuggire da esso.

Poco prima di cadere all'orizzonte, il viaggiatore potrebbe avere il tempo di vedere come tutta la luce delle stelle circostanti viene distorta, e poi si restringe fino a un punto dietro, che diventerà prima rosso, poi bianco, poi blu. Ciò è dovuto all'effetto della gravità del foro sulle lunghezze d'onda della luce che passa (questo è chiamato "spostamento blu").

Ma nessuno può dire esattamente cosa accadrà all'orizzonte. Il problema è che le leggi della fisica a cui siamo abituati non funzionano lì. Pertanto, gli scienziati possono solo supporre cosa succede alla materia nel buco nero.

Molto probabilmente, secondo Neil Tyson, una persona sta spaghettizzando in sicurezza, solo non prima dell'orizzonte degli eventi, ma dietro di esso. Allora ciò che rimane del viaggiatore cadrà in una singolarità - una regione di spazio con densità infinita al centro del buco. Qui.

Quindi non ci saranno librerie e messaggi in codice Morse del passato inviati alla loro figlia come in Interstellar.