Μαύρες τρύπες για…ταξίδια στο χρόνο;

Οι μαύρες τρύπες σχηματίζουν φυσικές χρονομηχανές που επιτρέπουν το ταξίδι τόσο στο παρελθόν όσο και στο μέλλον. Αλλά μην περιμένετε να επιστρέψετε για να επισκεφθείτε τους δεινόσαυρους σύντομα.

Προς το παρόν, δεν έχουμε διαστημόπλοιο που θα μπορούσε να μας οδηγήσει οπουδήποτε κοντά σε μια μαύρη τρύπα. Αλλά, ακόμα κι αν αφήσουμε αυτή τη μικρή λεπτομέρεια στην άκρη, η προσπάθεια να ταξιδέψετε στο παρελθόν χρησιμοποιώντας μια μαύρη τρύπα μπορεί να είναι το τελευταίο πράγμα που κάνετε ποτέ.

Τι είναι οι μαύρες τρύπες;

Μια μαύρη τρύπα είναι ένα εξαιρετικά ογκώδες αντικείμενο που σχηματίζεται συνήθως όταν ένα ετοιμοθάνατο αστέρι καταρρέει στον εαυτό του.

Όπως οι πλανήτες και τα αστέρια, οι μαύρες τρύπες έχουν βαρυτικά πεδία γύρω τους. Ένα βαρυτικό πεδίο είναι αυτό που μας κρατά κολλημένους στη Γη και αυτό που κάνει τη Γη να περιστρέφεται γύρω από τον Ήλιο.

Κατά κανόνα, όσο πιο μαζικό είναι ένα αντικείμενο, τόσο ισχυρότερο είναι το βαρυτικό του πεδίο.

Το βαρυτικό πεδίο της Γης καθιστά εξαιρετικά δύσκολη την πρόσβαση στο διάστημα. Γι’ αυτό κατασκευάζουμε πυραύλους: πρέπει να ταξιδέψουμε πολύ γρήγορα για να ξεφύγουμε από τη βαρύτητα της Γης.

Το βαρυτικό πεδίο μιας μαύρης τρύπας είναι τόσο ισχυρό που ακόμη και το φως δεν μπορεί να το ξεφύγει. Αυτό είναι εντυπωσιακό, αφού το φως είναι το πιο γρήγορο πράγμα που γνωρίζει η επιστήμη!

Παρεμπιπτόντως, αυτός είναι ο λόγος που οι μαύρες τρύπες είναι μαύρες: δεν μπορούμε να αναπηδήσουμε το φως από μια μαύρη τρύπα όπως θα μπορούσαμε να αναπηδήσουμε τη δέσμη ενός φακού από ένα δέντρο στο σκοτάδι.

Το σύμπαν διαστέλλεται

Η γενική θεωρία της σχετικότητας του Άλμπερτ Αϊνστάιν μας λέει ότι η ύλη και η ενέργεια έχουν μια περίεργη επίδραση στο σύμπαν. Η ύλη και η ενέργεια λυγίζουν και τεντώνουν το χώρο. Όσο πιο μαζικό είναι ένα αντικείμενο, τόσο περισσότερος χώρος τεντώνεται και κάμπτεται γύρω του.

Ένα τεράστιο αντικείμενο δημιουργεί ένα είδος κοιλάδας στο διάστημα. Όταν τα αντικείμενα πλησιάζουν, πέφτουν στην κοιλάδα.

Γι’ αυτό, όταν πλησιάζετε αρκετά σε οποιοδήποτε τεράστιο αντικείμενο, συμπεριλαμβανομένης μιας μαύρης τρύπας, πέφτετε προς το μέρος του. Αυτός είναι επίσης ο λόγος που το φως δεν μπορεί να ξεφύγει από μια μαύρη τρύπα: οι πλευρές της κοιλάδας είναι τόσο απότομες που το φως δεν πηγαίνει αρκετά γρήγορα για να αναρριχηθεί.

Η κοιλάδα που δημιουργείται από μια μαύρη τρύπα γίνεται όλο και πιο απότομη καθώς την πλησιάζετε από απόσταση. Το σημείο στο οποίο γίνεται τόσο απότομο που το φως δεν μπορεί να διαφύγει ονομάζεται ορίζοντας γεγονότων.

Οι ορίζοντες γεγονότων δεν είναι ενδιαφέροντες μόνο για τους επίδοξους ταξιδιώτες στο χρόνο: είναι επίσης ενδιαφέροντες για τους φιλοσόφους, επειδή έχουν επιπτώσεις στο πώς κατανοούμε τη φύση του χρόνου.

Χρόνος τάντωσης

Όταν ο χώρος τεντώνεται, τεντώνεται και ο χρόνος. Ένα ρολόι που βρίσκεται κοντά σε ένα τεράστιο αντικείμενο θα χτυπά πιο αργά από ένα ρολόι που βρίσκεται κοντά σε ένα πολύ μικρότερο αντικείμενο.

Ένα ρολόι κοντά σε μια μαύρη τρύπα θα χτυπά πολύ αργά σε σύγκριση με ένα ρολόι στη Γη. Ένας χρόνος κοντά σε μια μαύρη τρύπα θα μπορούσε να σημαίνει 80 χρόνια στη Γη, όπως ίσως έχετε δει στην ταινία Interstellar.

Με αυτόν τον τρόπο, οι μαύρες τρύπες μπορούν να χρησιμοποιηθούν για να ταξιδέψουν στο μέλλον. Αν θέλετε να πηδήξετε στο μέλλον της Γης, απλώς πετάξτε κοντά σε μια μαύρη τρύπα και μετά επιστρέψτε στη Γη.

Εάν πλησιάσετε αρκετά στο κέντρο της μαύρης τρύπας, το ρολόι σας θα χτυπά πιο αργά, αλλά θα πρέπει να μπορείτε να ξεφύγετε εφόσον δεν διασχίσετε τον ορίζοντα γεγονότων.

Βρόχοι στον χρόνο

Τι γίνεται με το παρελθόν; Εδώ είναι που τα πράγματα γίνονται πραγματικά ενδιαφέροντα. Μια μαύρη τρύπα λυγίζει το χρόνο τόσο πολύ που μπορεί να τυλιχτεί πίσω στον εαυτό της.

Φανταστείτε να παίρνετε ένα φύλλο χαρτιού και να ενώνετε τις δύο άκρες για να σχηματίσετε μια θηλιά. Αυτό φαίνεται να κάνει μια μαύρη τρύπα στον χρόνο.

Αυτό δημιουργεί μια φυσική μηχανή του χρόνου. Εάν μπορούσατε με κάποιο τρόπο να μπείτε στον βρόχο, τον οποίο οι φυσικοί αποκαλούν κλειστή χρονική καμπύλη, θα βρίσκεστε σε μια τροχιά μέσα στο διάστημα που ξεκινά στο μέλλον και τελειώνει στο παρελθόν.

Μέσα στον βρόχο, θα διαπιστώσετε επίσης ότι η αιτία και το αποτέλεσμα είναι δύσκολο να ξεμπερδέψουν. Πράγματα που βρίσκονται στο παρελθόν προκαλούν πράγματα να συμβούν στο μέλλον, τα οποία με τη σειρά τους προκαλούν να συμβαίνουν πράγματα στο παρελθόν!

Η παγίδα

Βρήκατε λοιπόν μια μαύρη τρύπα και θέλετε να χρησιμοποιήσετε το έμπιστο διαστημόπλοιό σας για να επιστρέψετε και να επισκεφθείτε τους δεινόσαυρους. Καλή τύχη.

Υπάρχουν τρία προβλήματα. Πρώτον, μπορείτε να ταξιδέψετε μόνο στο παρελθόν της μαύρης τρύπας. Αυτό σημαίνει ότι αν η μαύρη τρύπα δημιουργήθηκε μετά την εξαφάνιση των δεινοσαύρων, τότε δεν θα μπορείτε να πάτε αρκετά πίσω.

Δεύτερον, πιθανότατα θα πρέπει να διασχίσετε τον ορίζοντα γεγονότων για να μπείτε στο βρόχο. Αυτό σημαίνει ότι για να βγείτε από τον βρόχο σε μια συγκεκριμένη χρονική στιγμή στο παρελθόν, θα πρέπει να βγείτε από τον ορίζοντα γεγονότων. Αυτό σημαίνει ότι ταξιδεύουμε γρηγορότερα από το φως, κάτι που είμαστε σίγουροι ότι είναι αδύνατο.

Τρίτον, και πιθανώς το χειρότερο από όλα, εσείς και το πλοίο σας θα υποβάλλεστε σε «μακαρονάδα». Ακούγεται νόστιμο, σωστά;

Δυστυχώς, δεν είναι. Καθώς διασχίζατε τον ορίζοντα των γεγονότων θα ήσασταν απλωμένοι, σαν χυλοπίτες. Στην πραγματικότητα, πιθανότατα θα ήσασταν τόσο λεπτοί που θα ήσασταν απλώς μια σειρά από άτομα που σπειροειδώς κινούνται στο κενό.

Έτσι, ενώ είναι διασκεδαστικό να σκεφτόμαστε τις ιδιότητες της μαύρης τρύπας που παραμορφώνουν το χρόνο, για το άμεσο μέλλον η επίσκεψη στους δεινόσαυρους θα πρέπει να παραμείνει στη σφαίρα της φαντασίας.

Πηγή: Live Science, The Conversation