Видео

Транскрипт

Црне рупе су највећи скуп чисте насилне енергије у космосу.

Ако се приближиш, прогутаће те и додаће твоју енергију у њихову колекцију.

И тако, та енергија се заувек губи.

Или не? Испоставља се да постоји “чит-код” за универзум.

Начин снабдевања цивилизација енергијом све до краја свега, или конструисања највеће бомбе у космосу.

Али како?

Зар нисмо научили да је сва енергија и светлост заувек заробљена у црним рупама?

То је истина.

Све што мислиш да знаш о најчуднијој ствари у универзуму ће управо постати чудније, због једног простог разлога:

Црне рупе се ротирају.

Зашто се црне рупе ротирају

Када звезде огромних маса умиру, њихова језгра пропадају под сопственом гравитациом у црне рупе.

То значи да нешто много велико постаје много, много ситно. Најмања могућа величина у свемиру.

Али звезде се ротирају и основна својина универзума је да све што се ротира не жели да стане.

То називамо: Момент импулса.

И тај момент импулса не може да нестане. Велика ствар која се ротира и постаје мања, се ротира брже.

Тако, како језгро звезде пропада, њен моментум га чини да се ротира све брже и брже све док не пропадне и постане црна рупа.

И црна рупа наставља да се ротира непојмљиво брзо.

Неке од њих се ротирају милионе пута у секунди.

Зашто су црне рупе посебне

Као и не-ротирајуће црне рупе,

…ротирајуће црне рупе имају хоризонт догађаја и сингуларитет у језгру, где је концентрисана цела њихова маса.

Сингуларитет је обично описан као једна бесконачно мала тачка без површине.

Али тачке не могу да се ротирају, тако да ротирајући сингуларитет не може да буде тачка.

Он је уместо тога сингуларитет у облику прстена.

Сингуларитет у облику прстена је прстен без дебљине и површине, који се ротира екстремно брзо и садржи сву масу црне тачке.

Црна рупа се ротира тако брзо да деформише простор и време.

Буквално вуче простор са собом, толика је њена снага.

То ствара нову и много чудну област у простор-времену: Ергосферу, која обухвата црну рупу.

Ако су бреме и простор потпуно сломљени у хоризонту догађаја, тада су само делимично сломљени унутар ергосфере.

У ергосфери ништа нема смисла.

Могуће је да се уђе и после изађе из ње, али највероватније то није добар доживљај.

То може овако да се замисли: Падати у статичну црну рупу је као упадати у рупу.

Бити унутар ергосфере ротирајуће црне рупе је као да се спушташ у смртоносни одлив.

Црна рупа преноси своју кинетичку енергију у форми ротирања на свему што улази у ергосферу.

“Прстени” сингуларитет те тера да играш хтео ли то или не.

Мораш да се крећеш брзином светлости само да би стојао у месту овде, што је немогуће.

Али ево нашег “чита”: Можемо да украдемо ту енергију, и има доста да се украде.

Како украсти енергију од чудовишта?

На пример, супер-масивна црна рупа у центру млечног пута

Можемо да украдемо толико енергије од ње колико све звезде у млечном путу заједно емитују за милион година.

Најлакши начин да украдемо ту енергију је, зачудо, да бацимо нешто у црну рупу.

Видели смо да кружни сингуларитет присиљава енергију на нама када улазимо у ергосферу,

…што много личи да смо у вртлогу, са простор-временом да кружи около и наоколо.

Ако си паметан можеш да искористиш воду у твоју корист и да пливаш брже него пре.

У пракси, то значи послати ракету у ергосферу и направити замену са црном рупом.

Дајемо мало масовне енергије, и она нам даје ротациону енергију.

Али није добра погодба, јер је профитабилнија за нас.

Уобичајно, када испалиш ракету, замењујеш хемијску енергију за кинетичку.

То је као када гураш себе напред у базену.

Али када испалиш ракету у ергосфери, то је као када гураш себе у базену са таласима.

Ротациона енергија таласа ти даје много јаче појачање него што можеш да добијеш гурајући сам себе.

Појачање од ротације црне рупе је толико велико, да напушташ ергосферу са много више енергије него шо си ушао у њу.

Црна рупа ти даје малу количину њене ротационе енергије и мало успорава.

Очито, то захтева много хране.

Срећом, црне рупе нису избирљиве.

Нека напредна будућа цивилизација би вероватно узимала астероиде и бацала их у црну рупу када им затреба појачање енергије.

Али постоји још бољи начин за узимање енергије од црне рупе, и тиме, зачудо, се прави највећа бомба што је било које живо биће икада мислило да направи:

Бомба црне рупе

Потребне су само две ствари да конструишемо бомбу црне рупе: једна брзо ротирајућа црна рупа и велико огледало.

Огледало мора потпуно да обухвати црну рупу,

…што личи на Дајсон Сферу, мега-структуру која сакупља енергију једне целе звезде.

Мада, наше огледало би било лакше направити.

Огледала су једноставнија, и црне рупе су много, много збијене него звезде.

Када би смо направили огледало 10 центиметара дебело, метал великог астероида би вероватно било довољан материјал за црну рупу масе нашег сунца.

Када је наше огледало на месту, добољно је да отворимо прозор и бацити електроенергетске таласе на црну рупу.

Можеш да замислиш шта се даље дешава, када замислиш да бацаш лопту на зид и она се враћа брже него метак.

Таласи погађају црну рупу брзином светлости.

Мала размера таласа пада мимо хоризонта догађаја и нестаје заувек.

Али много већа количина шљапка крог ергосферу,

…где црна рупа форсира део њене ротационе енергије на њих и појачава их.

Оне сада почињу суперрадијантно расипање, што су лепе научне речи значећи:

“Одскакање између огледала и црне рупе и постају јаче.”

Сваки пут када направе круг, постају експоненцијално снажније.

Отварањем неких прозора у огледалу, можемо извући енергију из таласа када они расту.

Што теоретски можемо да искористимо за стварање, што би било за све практичне сврхе, бескрајни извор енергије за трилионе година.

Или, могли би смо да га разнесемо.

Ако се таласи не ослободе, они постају све јачи и јачи.

…и узимају све више и више енергије од црне рупе, све док се огледало не разбије

Једна супермасивна црна рупа би ослободила толико енергије као супернова,

…чинећи бомбу највећом експлозијом које било које биће може икада створити.

Последњи дом у универзуму који умире

Лепота бомбе црне рупе, Пенроуз процес и суперрадијантно расипање, је у томе што то није научна фантастика.

У далекој будућности можда ће бити једини начин за преживљавање у нашем универзуму који умире.

Када се сви црвени патуљци охладе и сви бели патуљци претворе у црне патуљке, универзум ће заувек постати мрачан.

Ротирајуће црне рупе можда буду једини извор енергије у целокупном универзуму што жива бића могу да искористе.

Ако је тако, последње живо биће може једног дана окончати свој живот око једне црне рупе.

Што је једнако језиво и узбудљиво.

Испоставља се да чак и без икаквог светла, постоје места где можемо да идемо.

Црне рупе су толико интересантне колико су и мистериозне, али заправо је изненађујуће колико знамо.

Користећи математику можемо израчунати ствари и изнети теорије о томе како умиремо ако паднемо у њих.

Ако сте особа која се узбуђује математиком и рачуњањем ових ствари,

… наши пријатељи у Бриллиант-у су саставили фантастичан квиз за црну рупу како би вам помогли да их боље разумете.

Бриллиант је веб-сајт за решавање проблема који вас учи да размишљате као научник, водећи вас кроз проблеме.

Они користе овакве концепте, разбијају их у комаде величине уједа, представљају јасно размишљање у сваком делу, а потом се надовезују на занимљив закључак.

Ако посетите Brilliant.org/nutshell или кликнете на линк у опису, можете се пријавити бесплатно и научите разне врсте занимљивих ствари.

И као бонус за гледаоце Kurzgesagt, првих 688 људи ће добити 20% попуста на годишњу чланарину.

Ако заиста желите да научите о црним рупама и подржите Kurzgesagt, ово је један од најбољих начина да то урадите.