Videó

Tranzkript

A fekete lyukak bármit képesek elpusztítani – de ők maguk képesek elpusztulni?

Mi történik akkor, ha a fizikát az abszolút határaiig feszegetjük, talán képesek lennénk elpusztítani őket

és vele együtt az univerzumot?

Készítsünk egy aprócska fekete lyukat a Kurzgesagt laborban, aminek a tömege körülbelül a holdéval egyenlő,

és próbáljuk szétszedni.

• Kísérlet 1 - Dobjunk rá atomot

A robbanások darabjaira tépnek dolgokat.

A hangulat megteremtéséhez robbantsuk fel a föld teljes nukleáris fegyverzetét a fekete lyukunk körül.

Bumm

A fekete lyukak megemésztenek bármit, ami az eseményhorizontjukba jut, legyen szó anyagról vagy energiáról.

És mivel E = mc2, bármilyen energia, ami a fekete lyukba kerül, megnöveli annak a tömegét.

A fekete lyukak tömege arányos a méretével, szóval ahogy robbannak az atombombák,

úgy lesz egyre nagyobb és nagyobb a kis fekete lyukunk.

• Kísérlet 2 - Antianyag

Az anyag és antianyag kiiktatják egymást.

Mi történik akkor, ha a hold tömegével egyenlő antianyagot dobunk a lyukba?

Sajnos amikor bármilyen anyag jut a fekete lyukakba az teljes mértékben figyelmen kívül veszi a

korábbi mivoltját - legyen szó anyagról vagy antianyagról

A fekete lyukak csak a gravitációval foglalkoznak

ami kizárólag az anyag tömeg-energiájától függ.

Egy anyag tömege megegyezik az antianyag változatáéval, szóval ha egy hold tömegű

antianyagot dobunk a lyukba, az pont ugyan olyan hatással lesz, mintha egy hold tömegű anyagot dobnánk.

A fekete lyuk ettől ugyan úgy csak megnő!

A fekete lyukaknak ezen képessége roppant érdekes: Azt jelenti, hogy függetlenül a méretüktől és

az erejüktől, a fekete lyukak bizonyos szempontból hasonlóak az elemi részecskékhez.

Egy elemi részecske, mint például az elektronok, roppant egyszerű dolgok,

amiket három fő tulajdonsággal letudunk írni: a tömegükkel, forgásukkal és töltöttségükkel.

És elképesztő módon ez igaz a fekete lyukakra is.

Van tömegük, képesek forogni és töltéssel rendelkeznek.

Ha létrejön egy feketelyuk, teljesen függetlenül attól, hogy egy összeomlott csillagból, egy anti-csillagból

vagy egy banánból keletkezik, minden egyes alkalommal letudjuk őket írni ezzel a három tulajdonsággal és semmi mással.

De ha a fekete lyuk igazából csak egy furcsa részecske -

képesek lennénk elpusztítani egyet egy anti fekete lyukkal?

• Kísérlet 3 - Anti Fekete Lyuk

Milyen izgalmas!

Egy részecske azonos tömeggel rendelkezik, mint az ellenkező anti részecskéje, csak ellentétes töltéssel.

Mivel a fekete lyukaknak van tömegük és töltésük, az ellentétjüknek azonos tömeggel és

ellentétes töltéssel kell rendelkeznie.

Mi van akkor, ha megpróbáljuk összeütköztetni őket?

Sajnos ez sem működne. A tömegük összeadódna és a töltöttségük csak kiütnék egymást.

Szóval az ütközés után csak egy új, kétszer nagyobb fekete lyukunk lenne, töltöttség nélkül.

Ok.

Nagyobban kell gondolkoznunk, és még tovább feszegetni a fizika határait.

• Kísérlet 4 - Pusztítsuk el az esemény horizontot.

Az igaz, hogy a fekete lyukak pörögnek és töltéssel rendelkeznek.

De még egy ilyen őrült dolognak is vannak határai.

Ha a pörgése lesz túl gyors, vagy a töltése lesz túl nagy egy fekete lyuknak, valami egészen

furcsa dolog történik: az eseményhorizont megszűnik létezni.

Leegyszerűsítve, a fekete lyukakról az az elképzelésünk, hogy az esemény horizonton belül egy szingularitás található -

egy a végtelenségig összetömörödött tömeg, aminek olyan erős gravitációs mezeje van, amitől semmi sem képes megszökni,

még a fény sem.

Ezért néznek ki úgy a fekete lyukak, mint egy nagy fekete gömb alakú “semmiség”.

Az eseményhorizont a külső pereme ennek a tökéletes börtönnek.

Lépj át rajta, és soha nem térhetsz vissza.

De amikor a fekete lyukak pörögnek, kicsit úgy működnek, mint egy mosógép.

Olyan, mintha ez a pörgés taszítaná a közelben lévő anyagokat, és próbálná kitessékelni őket a fekete lyukból.

• Ami nem történik meg, mert a fekete lyuk gravitációs mezeje túlságosan erős.

DE - Ha a pörgés túlságosan felgyorsul, ez a hatás győzni fog, és az eseményhorizont

megszűnik - a közeli anyagok nem lesznek többé bebörtönözve a végtelenségig!

Ugyan ez történik a töltésnél.

Ha túlságosan megnő, az áthatolhatatlan börtön megszűnik létezni.

Ha valahogyan képesek lennénk elpusztítani az eseményhorizontot, a szingularitás ugyan úgy megmaradna.

Az anyagok továbbra is vonzódnának felé.

Ha hozzáérnél, ugyan úgy pillanatokon belül megszűnnél létezni.

De a szingularitás magában nem lenne elég erős ahhoz, hogy magához vonzzon!

Olyan közel kerülhetnél hozzá, amennyire csak szeretnél, és ugyan úgy eltudnál menni mellőle.

• Siker! - Ez végül is a fekete lyuk elpusztításával egyenlő!

Megtudjuk csinálni?

• Kísérlet 5- Túltáplálás

Egyszerűen annyit kell tennünk, hogy túltöltjük, vagy túlságosan felgyorsítjuk a fekete lyuk forgását.

Ezt megtudjuk tenni azzal, hogy kis tömegű, de nagy töltéssel vagy gyorsan pörgő anyagokat

dobunk a lyukba, hogy a lyuk töltése vagy forgási sebessége gyorsabban nőjön, mint a tömege.

Addig kell túltáplálnunk a fekete lyukat, amíg az elér arra a pontra, hogy az eseményhorizont megszűnjön.

Bár, az, hogy erre van-e lehetőségünk,

a tudósok szenvedélyesen szeretnek erről vitatkozni.

Képzelj el egy feltöltött fekete lyukat.

Azonos töltöttségek taszítják egymást, és minél több azonos töltést passzírozunk egymáshoz,

annál erőteljesebben taszítják egymást.

Szóval tételezzük fel, hogy van egy negatív töltéssel rendelkező fekete lyukunk és elektronokkal próbáljuk

túltölteni, amiknek a töltésük sokkal nagyobb mint a tömegük.

Az elektronok taszítani fogják egymást.

És minél több elektront dobunk a lyukba, annál negatívabb lesz a fekete lyuk töltése,

ezáltal egyre jobban fogja taszítani az elektronokat.

Ha egyszer elérjük a felső határt, a lyuk taszító ereje olyan erős lesz, hogy nem fog több

elektront elnyelni.

Ilyenkor a fekete lyuk nem fogja magát engedni túltölteni.

A forgásuk nagyjából hasonlóan működik.

Amint eléri a fekete lyuk a felső határát, egyszerűen nem fog gyorsabban pörögni.

Viszont a tudósok felfedeztek egy elméletet, ami kiskapuként működhet.

Ha pont a felső limit elérése előtt dobunk a lyukba megfelelő mennyiségű, és

megfelelő tulajdonságú anyagot, elméletben képesek volnánk túltölteni azt.

A legtöbb tudós szkeptikus, de attól függetlenül próbáljuk meg!

• A vég - A fizika megtörése

Viszont van egy kis probléma.

Az eseményhorizont elrejti a fekete lyuk szingularitását.

Ha elpusztítanánk az eseményhorizontot, akkor egy “csupasz” szingularitásunk lenne.

Egy szingularitás, amit nem fed eseményhorizont.

Ez viszont felvet egy problémát: azt jelentheti, hogy az általunk ismert fizika megszűnik vele együtt.

A fekete lyukaknak van egy hatalmas titkuk.

A széles körben elterjed hiedelemmel ellentétben, ezek a szingularitások nem a fekete lyukak közepében vannak.

Nem.

Ez az eseményhorizont jövőjében található.

A fekete lyukak olyan drasztikusan torzítják az univerzumot, hogy az eseményhorizonton a tér és az idő

szerepei felcserélődnek.

Amint átléped a horizontot, a lyuk közepe felé vonzódni valójában a jövőbe utazással egyenlő.

Ezért nem tudsz megszökni belőle. Csak úgy megállni, és visszafordulni egyenlő lenne azzal,

hogy megállítod az időt, és a múlt felé utazol.

Szóval a szingularitás valójában a jövőben található, és nem “előtted”.

És úgy, ahogy senki sem lát a jövőbe, pont úgy nem fogod látni a szingularitást addig,

amíg nem érsz hozzá.

De igazából nem is érhetsz olyan dologhoz, ami a jövődben található. Körülbelül olyan érzés

lenne, mintha megtapasztalnád a következő szülinapodat.

Szóval akkor kezdenéd el érezni a szingularitást amikor már túl késő.

A szingularitások, amik a jövőben vannak nem jelentenek problémát, mert nem látjuk és nem is

tudunk kapcsolatba lépni velük.

De egy csupasz szingularitás előttünk lenne, mindenki láthatná. 117 00:06:49,509 –> 00:06:50,770 Mit is látnánk pontosan?

Nos, az egész lényege az, hogy senki sem tudhatja.

A szingularitás egy régió végtelen gravitációval, és a gravitáció a téridő torzulása.

A szingularitásnál a torzulás olyan elképesztő, hogy a téridő finom hálója

szó szerint nem létezik.

A tér és az idő nem létezik többé.

Ez azt jelenti, hogy nem tudsz megjósolni semmit, mivel az egy történés helyét és

idejét jelenti.

De a “hol” és a “mikor” megszűnt létezni!

Szóval van egy kiszámíthatatlan dolgunk, végtelen gravitációval, ebből adódóan végtelen energiával.

Ez azt jelenti, hogy bármi is lehet a szingularitás, bármiféle ok nélkül - egy halom banán,

egy elhagyott zokni vagy egy komplett naprendszer.

Az indoklás, ok-okozat és a fizika, úgy ahogy ismerjük megszűnne létezni.

Úgy hisszük, hogy a szingularitásoknak létezniük kell a természetben, mivel bizonyítani tudjuk, hogy

általános esetben, a gravitációs összeomlás szingularitásokhoz vezet.

Bár, a tudósaink azt is állítják, hogy a természet megtiltja a csupasz szingularitások létrejöttét.

Valami kötelezi ezeket a szingularitásokat, hogy eseményhorizontot hozzanak létre, hogy ne tudjanak

az univerzum végéig elterjedni.

Eseményhorizontok nélkül a fizikának semmi értelme nem lenne.

Bár a fekete lyukak az univerzum tökéletes szörnyeiként lettek felvázolva,

valójában az is lehetséges, hogy ezek a hősök, amik a szingularitások szörnyűségeitől megóvnak bennünket.

Szóval, ha elpusztítjuk egy fekete lyuk eseményhorizontját, azzal együtt lehet, hogy elpusztítjuk az univerzum alaptörvényeit is.

De tudod mit?

Inkább ne csináljuk ezt.

• Következtetés - A biztonságos út

Ahogy eddig ismerjük, csak egy módon tudnánk egy fekete lyukat biztonságosan elpusztítani: Várakozással.

Minden fekete lyuk aprócska részecskéket bocsátanak ki, amit a Hawking radiációnak nevezünk.

Ez az esemény azt éri el, hogy a lyukak szép lassan vesztenek a tömegükből, addig amíg el nem fogynak,

eseményhorizontot és csupasz szingularitást nem hagyva maguk után.

Az, hogy meddig tart egy fekete lyuknak teljes mértékben elillanni, az a lyuk tömegétől függ.

A mi kis fekete lyukunknak, ami nagyjából egy porszemcse méretével egyenlő, kb 1044 évbe tart megszünni.

10 milliárd billió billiószor rövidebbe, mint az univerzumunk életkora.

Szóval, eltudnánk pusztítani egy fekete lyukat?

Így van!

Csak várnunk kell.

De nem kell olyan sokat várnunk.

Rengeteg dolgot fedezhetünk fel a piciny kis bolygónkon is

• ha persze megvan hozzá a tudása az embernek.

Ahhoz, hogy ebben segíthessünk, létrehoztunk egy leckesorozatot, amivel a tudásod a

következő szintre léptetheted.

A Brilliant.org-nél lévő barátainkkal arra törekedtünk, hogy jobban elsajátíthasd,

jobban megérthesd a legnépszerűbb videóink témáit, a veszettségtől az emlősök anyagcseréjén át

a klímaváltozás és szupernóvákig.

Van egy lecke a fekete lyukakról is, ahol mélyebben megismerkedhetsz ezeknek az

alapelveivel, viselkedésükkel és életciklusukkal.

A Brilliant használata a legjobb módja elsajátítani mindent, a matematika, a természettudományok és

az informatikán túl mindenen.

Csak tűzz ki egy célt, és a Brilliant létrehoz neked egy utat. Ezen kívül felfegyverez minden szükséges

eszközzel a célod eléréséhez.

A Brillianton leckék ezrei közül választhatsz.

Mindegyik lecke interaktív, pont úgy, mint egy szemtől szembe lévő Kurzgesagt videó.

A legújabb kurzusok, “Az adatok feltárása vizuálisan”, megtanít mindent amire szükséged lehet

az adattudományban való utad elkezdéséhez.

És még programoznod sem kell tudnod hozzá.

Valós adathalmazokat analizálhatsz, mint például a Starbucks vállalatét, és ebből következtetéseket

vonhatsz le magadnak.

Egy világban, ahol minden az információról szól, az adattudomány ismerete majdnem elengedhetetlen

bármilyen szakmán belül.

A Brilliant a tökéletes hely, ahol ezt is megtanulhatod.

Ahhoz, hogy elkezdd a Kurzgesagt leckéit és kipróbálj mindent, ami a Brilliant-on fellelhető,

csak regisztrálnod kell a Brilliant.org/nutshell weboldalon, és kapsz hozzá egy 30 napos ingyenes próbaidőszakot.

A Kurzgesagt nézőinek extra jutalmak is járnak: Az első 200 ember, aki a használja a linket

20% kedvezmény jár az éves tagságukhoz a próbaidő lejárta után.

Imádjuk azt látni, ahogy a kutatásaink több tudományágat is képviselnek. A Brilliant