Ez történne, ha egy fekete lyukba zuhannánk

Az univerzum egyik legfélelmetesebb jelenségéről, a fekete lyukakról talán mindenki hallott már. Létezésük alatt a téridő olyan tartományát értjük, ahonnan az erős gravitáció miatt semmi, még a fény sem tud távozni, tehát a felszínre vonatkoztatott szökési sebesség eléri vagy meghaladja a fénysebesség értékét. Azonban a fekete lyukban – az eseményhorizont mögött – nincs valódi égitest: a fekete lyuknak nincs belső szerkezete, kifelé pedig csak a tömege, töltése és perdülete nyilvánul meg.

A legtöbb esetben akkor jönnek létre, ha egy véges tömeg a gravitációs összeomlásnak nevezett folyamat során egy kritikus értéknél kisebb térfogatba tömörül össze. Ekkor az anyag összehúzódását okozó gravitációs erő minden más anyagi erőnél nagyobb lesz, az anyag pedig egyetlen pontba húzódik össze. Ebben a pontban az általános relativitáselmélet szerint bizonyos fizikai mennyiségek – mint a sűrűség vagy a térgörbület – végtelenné válnak, ezzel pedig gravitációs szingularitás jön létre, melynek gravitációja olyan erős, hogy annak markai közül sem anyag, sem fény nem tud távozni.

De mi történne akkor, ha egy képzeletbeli asztronauta a Tejútrendszer közepén pihenő fekete lyuk felé venné az irányt, és egészen addig meg sem állna, míg bele nem zuhanna? Nem meglepő módon a mutatványért az alanyunk az életével fizetne – addig azonban olyan látványban lenne része, mint senki másnak. A NASA-nak köszönhetően ráadásul már nem is kell senkinek feláldoznia magát, egy új, szuperszámítógéppel készített szimulációnak köszönhetően ugyanis most mind megnézhetjük, hogyan is nézne ki, ha egyszer egy fekete lyukba zuhannánk.

Ahogy azt Jeremy Schnittman, a NASA Goddard Ürrepülési Központjának asztrofizikusa elmondta, a szuperszámítógéppel két eltérő forgatókönyvet szimuláltak: az első során az űrhajós (azaz a kamera) épphogy elkerüli az eseményhorizontot, tehát még sikerül elkerülnie a fekete lyuk végtelen szorítását; a második esetben azonban már átlépi azt, így örök sötétségbe borul, és milliszekundumok alatt meg is semmisül. De nézzük, mi is történik a videóban.

Ahogy esünk bele a fekete lyukba, és egyre közelebb kerülünk, úgy nő a ránk ható gravitációs erő is – ez az erő viszont nem egyformán hat minden testrészünkre. Például a fekete lyukhoz már közelebb lévő lábainkat erősebb gravitációs vonzás éri, mint a valamivel még távolabb álló fejünk (feltéve persze, hogy lábbal lefelé zuhanunk). Ezt a hatást árapályerőnek hívják, és ahogy a nevéből is látszik, ugyanez az erő mozgatja a nagy földi vizeinket is. A Hold gravitációja mindig erősebben hat a Föld hozzá éppen közelebb eső felére, ami a bolygónk szilárd részeit se hagyja érintetlenül, de a könnyebben mozdítható víz látványosabban követi ezt a mozgást, dagálykúp formájában.

A fekete lyukhoz közeledve tehát lábunk egyre gyorsabban kezd el esni, mint a fejünk, aminek a kettő közötti részek (azaz a testünk egyéb elemei) nem annyira örülnének. Amikor a feszítés odáig fajul, hogy az árapályerő meghaladja a testet felépítő molekulákat összekötő erőt, akkor bármennyire is szomorú, de kettészakadunk. Itt azonban még nincs vége, a folyamat ugyanis újra és újra ismétlődik, egészen addig, amíg atomjainkra nem bomlunk. Mindeközben a téridő tölcsérszerűen szűkül össze a fekete lyuk közepe felé, így a testünket nemcsak nyújtja a gravitáció, hanem ezzel párhuzamosan össze is nyomja.

Ezt a folyamatot nevezték el angolszász tudósok spaghettificationnek, vagyis magyarul spagettifikációnak, bármennyire is hihetetlennek tűnik. A NASA által feltöltött videón egyébként magát a spagettifikációt nem figyelhetjük meg, csak azt, ahogy a kamera először 640 kilométerre áll a fekete lyuktól, majd egyre közelebb kerül hozzá.

Sokkal közelebb is lehetnek hozzánk, mint azt korábban hittük

Mivel a fekete lyukak teljesen sötétek, ezért megfigyelésük rendkívül nehéz, egyedül csak a környezetükre gyakorolt hatásuk alapján lehet őket azonosítani. Korábban úgy tudtuk, hogy a Földhöz legközelebb eső fekete lyuk az Európai Űrügynökség Gaia elnevezésű űrteleszkópja által felfedezett Gaia BH1 volt, ami körülbelül 1500 fényévre található. Egy tavalyi felfedezés azonban azt sejteti, hogy ebből a számból érdemes lenne egy nullát levágni. Persze nem az történt, hogy a Gaia BH1 hirtelen 1350 fényévvel közelebb került hozzánk, hanem az, hogy az Európai Űrügynökség űrteleszkópja hozzánk közelebb eső fekete lyukakat is észlelhetett.

Mindez annak az eredménye, hogy a Bika csillagképben található Hyadok nyílt halmazban nemrégiben olasz és spanyol csillagászok a halmaz csillagainak mozgását modellezve nem világító gravitációs központokat tudtak meghatározni. Méréseik alapján a halmazt a helyi gázfelhőkből nagyjából ugyanakkor születő csillagok alkotják, az itt található fekete lyukak azonban az elmúlt 150 millió év során részben vagy teljesen kilökődtek az űrnek ezen régiójából. A szakemberek szerint a valós adatokkal leginkább egybevágó forgatókönyv alapján viszont a klaszterben továbbra is két-három fekete lyuk rejtőzhet. Ha ez így van, ezek a Naprendszertől mindössze nagyjából 150 fényévnyire találhatók – aggodalomra azonban nincs ok, ezek ereje és mérete ugyanis elenyésző a Saggitarius A-hoz képest.