Găurile negre au fost mereu un subiect plin de mister. Interesul privind găurile negre va creşte cu siguranţă odată cu detectarea undelor gravitaţionale produse ca urmare a coliziunii a... două găuri negre. Multe dintre întrebările pe care le primesc cu privire la găurile negre se referă la aspecte SF, dar totuşi adevărate cu privire la găurile negre şi dacă găurile negre de tipul celor prezentate în filmul Stargate sunt adevărate sau nu.
Un altă întrebare care apare întotdeauna se referă la modul în care o o gaură neagră ar afecta organismul uman şi Pământul. În acest articol vom vorbi tocmai despre aceste lucruri.
Masă, sarcină şi spin
Există trei proprietăţi ale găurilor negre care sunt, în principiu, măsurabile: masa, momentul cinetic şi sarcina electrică. Într-adevăr, chiar dacă despre ce este în interiorul unei găuri negre nu putem şti nimic, despre aceste trei aspecte ce privesc gaura neagră putem şti. Vorbim aici despre „teorema no hair (fără păr)", care se referă la faptul că oricât de păros ori complicat ar fi un obiect aruncat într-o gaură neagră, acesta va fi redus la masă, sarcină şi moment cinetic.
Dintre cei trei parametri, masa este cel mai important. Însăşi definiţia găurii negre vorbeşte despre o masă condensată într-un volum incredibil de mic - singularitatea. Şi tocmai această masă - care exercită forţe gravitaţionale enorme - este cea care afectează obiectele din zona sa de acţiune.
Spaghete cosmice
Unul dintre cele mai cunoscute efecte care au loc în preajma unei găuri negre are o denumire sugestivă: spaghetificare. Pe scurt, dată ajungi prea aproape de o gaură neagră, atunci vei fi alungit şi vei ajunge ca spaghetele (filmul de mai jos explică foarte bine ce vrem să spunem).
Acest efect este provocat de gradientul gravitaţional de-a lungul corpului tău. Să ne imaginăm că eşti cu picioarele îndreptate către gaura neagră. Cum picioarele sunt mai aproape de gaura neagră decât restul corpului, acestea vor simţi gravitaţia mai puternic decât capul. Mai rău, mâinile care nu sunt conectate la trup la mijlocul acestuia, vor fi atrase într-o direcţie (uşor) diferită decât capul tău. Asta va face ca părţi ale corpului, de la extremităţi, să fie aduse către interiorul corpului. Rezultatul final nu este doar o alungire a corpului, ci şi o comprimare a acestuia la mijloc. Ca urmare, corpul tău, dar şi orice alt corp, cum ar fi Pământul, va ajunge să semene cu spaghetele cu mult înainte de a atinge centrul găurii negre.
Punctul exact în care aceste forţe devin prea puternice pentru a mai fi suportabile variază în funcţie de masa găurii negre. În cazul unei găuri negre "obișnuite" (apărute ca urmare a colapsării unei stele cu masă mare), acest punct ar putea fi la câteva sute de kilometri depărtare de "orizontul evenimentelor" - linia de care nu mai trece nicio informaţie. În cazul unei găuri negre supermasive, cum este cea care stă în centrul galaxiei noastre, un obiect poate ajunge dincolo de "orizontul evenimentelor" înainte de a se spaghetifica, la o distanţă de zeci de mii de kilometri de centrul găurii negre. Pentru un observator extern din afara orizontului evenimentelor ar părea că încetinim progresiv, iar apoi dispărem încet, încet.
Veşti rele pentru Pământ
Ce s-ar întâmpla dacă ar apărea o gaură neagră în apropierea Pământului? Ar acţiona aceleaşi forţe care au produs spaghetificarea în exemplul de mai sus. Partea Pământului cea mai apropiată de gaura neagră ar simţi o influenţă mai mare decât partea cea mai îndepărtată.
S-ar putea să nici să nu ne dăm seama, în cazul unei găuri negre supermasive, că am trecut deja de "orizontul evenimentelor", căci, cel puţin pentru o perioadă, lucrurile ar părea normale.
Norocul este că probabilitatea de a ne trezi în preajma unei găuri negre este extrem de mică.
Radiaţia găurii negre
Găurile negre nu sunt neapărat negre. Quasarii - obiecte aflate în centrul galaxiilor, "alimentate" de găuri negre - sunt foarte luminoşi. Ei pot străluci mai tare decât toată galaxia din care fac parte. O asemenea radiaţie este emanată atunci când gaura neagră atrage materie. Să fim clari: această materie este încă în afara "orizontului evenimentelor", acesta fiind motivul pentru care o putem vedea. Dincolo de orizontul evenimentelor nu putem vedea nimic, de vreme ce nici lumina nu poate scăpa. Pe măsură ce materia se aglomerează în drumul către centrul găurii negre, aceasta va începe să lumineze. Aceasta este strălucirea văzută de astronomi.
Aşadar, iată o altă problemă serioasă pentru oricine se plimbă prin apropierea unei găuri negre: înainte de a fi spaghetificat, radiaţia enormă îl va "prăji".
Viaţa pe o planetă ce orbitează o gaură neagră
Pentru cei care au văzut filmul Interstellar, perspectiva locuirii pe o planetă ce orbitează o gaură neagră poate fi atrăgătoare. Pentru ca viaţa să se dezvolte trebuie să existe o sursă de energie. Iar o gaură neagră poate fi această sursă. Dar gaura neagră trebuie să se afle într-o perioadă în care nu se "alimentează" cu materie, căci în acest caz planeta nu va putea susţine viaţa.
Cum ar arăta viaţa pe o planetă ce orbitează o gaură neagră (care nu e atât de aproape pentru a fi spaghetificată) este o altă poveste. Cantitatea de energie primită de planetă ar fi, probabilă, foarte mică în comparaţie cu energia primită de la Soare. Iar mediul unei asemenea planete ar fi bizar. În procesul de realizare a filmului Interstellar fizicianul Kip Thorne a fost consultat pentru ca filmul să prezinte o poveste cât mai apropiată de realitate. Deşi viaţa, în principiu, ar putea apărea pe o asemenea planetă, este o provocare dificilă pentru natură, iar forma în care viaţa s-ar dezvolta este dificil de prezis.
Traducere şi adaptare după What would happen if Earth fell into a black hole?
