Óriási fekete lyukak falnak fel mindent az űrben, ami az útjukba kerül

Az első fekete lyukról készített fotó

A fekete lyukak misztikus, veszélyes és a sci-fikben különösen gyakori objektumok, de ábrázolásuk nem mindig pontos. Sara Rigby fizikus a fekete lyukakkal kapcsolatos téves ábrázolásokat igazította ki a BBC tudományos magazinjában.

A fekete lyukak nem a mesebeli telhetetlen hernyócskák

Egyesek azt mondják, hogy a fekete lyukak olyanok, mint Eric Carle könyvében a mesebeli telhetetlen hernyócska, ami állandóan eszik és sose lakik jól. De a mesebeli hernyóval szemben a fekete lyukak nem keresnek felfalandó csillagokat,

és nem is "éhesek", ha kifogynak a kozmikus táplálékból.

A fekete lyukak a téridő olyan régiói, ahol a gravitáció hihetetlenül erős.

Egy fekete lyuk illusztrációja Forrás: Afp

Ha egy csillag túl közel kerül hozzájuk, akkor az irdatlan erejű gravitáció elkezdi az égitestet az eseményhorizont felé húzni, amit ha átlép, onnan már nincs visszaút, a fekete lyuk egyszerűen beszippantja és örökre elnyeli a csillagot. De a fekete lyukakat nem az elnyelt anyag tartja fenn, és nem történik velük semmi, ha kifogynak az elnyelendő anyagokból.

Művészi ábra az M51-ULS-1 rendszer apró és szupersűrű vagy neutroncsillag, vagy pedig fekete lyuk tagjáról, amely anyagfelhőt szivattyúz ki a távolabbi és nagyméretű párjából. Az apró, de rettenetes gravitációs erővel rendelkező égitest mögött az M51-ULS-1 exobolygó kontúrja látszik Forrás: NASA/JPL-Caltech

A fekete lyukak nem mind óriásiak.

Néhányuk valóban hatalmas, akadnak több millió kilométer átmérőjű óriási behemótok, de vannak köztük kicsik is, naptömegűek, vagy még ennél is kisebbek. 2019-ben a csillagászok találtak egy mindössze 19 km átmérőjű "mini" fekete lyukat.

Extrém óriások és apró törpék

A fekete lyukak gravitációja hihetetlenül erős, de nem tér el más típusú gravitációtól. Egy tíz naptömegű fekete lyuk gravitációja pontosan akkora, mint egy 10 naptömegű csillagé. Tehát egy fekete lyukhoz közeli objektum úgy fog viselkedni, mintha a fekete lyukat kicserélnénk egy ugyanolyan tömegű csillagra.

Sőt, egyes tudósok azt sem tartják kizártnak, hogy fekete lyuk körül keringő bolygókon is potenciálisan létezhessen az élet.

Einstein és Rosen úgy vélték, hogy a fekete lyukak egyirányú féregjáratkapuk lehetnek Forrás: ESA

Fekete lyukat többféle módon meg lehet figyelni. Az igaz, hogy ha a fény túllépi az eseményhorizontot, nem menekül többé onnan,

mivel a szökési sebessége nagyobb lenne a fénysebességnél.

Ennek ellenére számos módja van annak, hogy mégis "láthassunk" fekete lyukakat. Az egyik ilyen módszer a csillagok mozgásának pontos analizálásán alapul. 2002-ben az asztronómusok egy csillag mozgását tanulmányozták a Tejútrendszer centrumában.

A Tejútrendszer központjának tágabb környezete. A látható fény tartományában rögzített nagy látószögű felvétel a Nyilas csillagkép ködökben gazdag vidékét ábrázolja a Tejútrendszer középpontjának irányában Forrás: ESO and Digitized Sky Survey 2. Acknowledgment: Davide De Martin and S. Guisard

A Nyilas (Sagittarius) csillagképben lévő S2 jelű csillag egy olyan, optikai tartományban láthatatlan objektum körül keringett, amiről kiderült, hogy nem más, mint egy szupertömegű fekete lyuk, ami a Sagittarius A nevet kapta.

Ez a felvétel az ESO Nagyon Nagy Távcsövének interferométeréhez (Very Large Telescope Interferometer) kapcsolódó GRAVITY műszerrel készült a Tejútrendszer központi fekete lyukának környezetéről 2021 júniusának végén Forrás: ESO/GRAVITY collaboration

2009-ben a csillagászok egy ennél is érdekesebb fekete lyukat azonosítottak, amikor az EHT (Event Horizont Telescope, Eseményhorizont Teleszkóp) képet készített egy olyan szupertömegű fekete lyukról,

amit egy csillag gázból és más anyagból álló nagy akkréciós lemeze vett körül.

Az akkréciós lemez spirálmozgással halad a középpont felé, és ezt a közel fénysebességgel forgó lemezt felforrósítja súrlódás, ami miatt elektromágneses sugárzást bocsát ki. Az EHT meg is örökítette egy rendkívüli felvételen az akkréciós lemez képét.

Az első fekete lyukról készített fotó Forrás: EHT Collaboration

A téridő elfajult területei

A fekete lyukak nem szó szerinti lyukak a téridőben. A fekete lyuk csak abban az értelemben számít "lyuknak", hogy ha valami belekerül, csapdába esik, ahonnan már nem tud kijutni.

A fekete lyuk a téridő olyan régiója, ahol a hagyományos fizikai törvények már nem érvényesülnek.

Hogy mi történik egy fekete lyuk belsejében, nem tudni biztosan. Mivel még a fény sem tudja elhagyni, így mi sem láthatunk belé. Néhány fizikus azt feltételezi, hogy a fekete lyukak a téridőt összehúzó, és az univerzum más területeire nyíló kapuk lehetnek.

Összeolvadó fekete lyukak művészi ábrája Forrás: NASA/Caltech/R. Hurt (IPAC)

A fekete lyukak nem fix pontok a téridőben, hanem mint a csillagok, a bolygók és minden más az univerzumban, a fekete lyukak is mobilak. Az első gravitációs hullám, amit 2015-ben érzékeltek, két fekete lyuk ütközésének és egyesülésének az eredménye. Ez a két fekete lyuk egymás körül keringett, egyre közelebb kerülve egymáshoz, majd végül ütköztek és egyesültek.

A spagettihatás azonnal megölné azt, aki a fekete lyuk közelébe kerülne

És végül még egy gyakori, főleg a sci-fi alkotásokban felbukkanó kérdés - lásd például a Csillagok között című nagy sikerű filmet -, hogy vajon mi történne az emberrel, ha átlépné az eseményhorizont határát. Amit egészen biztosra vehetünk az előzőekben hivatkozott sci-fi mű sugalmazásával szemben, hogy ezt nem lehetne túlélni.

Az időutazás nemcsak a sci-fi világát foglalkoztatja, de mai ismereteink szerint egy fekete lyuk nyitotta féregjáraton az ember nem tudna élve átjutni Forrás: Outer Places

De egy fekete lyukhoz közel kerülő ember nem úgy pusztulna el, hogy a szupersűrű objektum gravitációs ereje egy szempillantás alatt összezúzná, hanem az úgynevezett spagettihatás ölné meg. Képzeljük el, hogy valaki lábbal előre esik egy fekete lyuk felé. A gravitációs erő egyre jobban erősödik, ahogy közeledik az objektumhoz, de a lábára és a fejére ható gravitációs erő közti különbség ebben az esetben óriási lenne, ami azt jelenti, hogy az illető lába sokkal erőteljesebben gyorsulna a fekete lyuk közepe felé, mint a feje, vagyis kinyúlna és szétszakadna, úgy mint a spagetti.