Ce se întâmplă în interiorul unei găuri negre: ultimele 7 minute

2019

Imaginează-ți că te apropii de o gaură neagră de masă stelară, una de aproximativ 10 mase solare. Ce se întâmplă?

Mai întâi, efectul de maree. Gravitația nu este uniformă: trage mai puternic de picioarele tale (mai aproape de gaura neagră) decât de cap. Această diferență te întinde ca un fir de spaghetti. Fizicienii chiar numesc asta "spaghettificare". Pentru o gaură neagră mică, spaghettificarea te-ar ucide cu mult înainte de a ajunge la orizontul evenimentelor.

Dar dacă gaura neagră este supermasivă (precum TON 618), orizontul evenimentelor este atât de mare încât diferența gravitațională dintre capul și picioarele tale este neglijabilă. Ai putea traversa orizontul fără să simți nimic deosebit. Acesta este paradoxul: momentul din care nu mai poți scăpa niciodată ar fi complet banal din perspectiva ta.

Odată trecut de orizontul evenimentelor, toate căile duc spre centru. Nu este vorba de o forță care te trage, ci vorba despre geometria spațiu-timpului în sine. Viitorul tău indică literalmente spre singularitate. Încerci să mergi "în sus"? Tot spre centru este. Spațiul și timpul își schimbă rolurile: singularitatea nu este un loc în spațiu, ci un moment în timp. Un moment inevitabil.

Cât durează? Pentru o gaură neagră de masă stelară, din momentul în care traversezi orizontul până la singularitate, ai avea aproximativ 0,0001 secunde. Dar pentru o gaură neagră supermasivă, timpul se prelungește. Pentru una cu o masă de miliarde de sori, ai putea avea câteva minute: unele calcule sugerează în jur de 7 minute pentru o gaură neagră precum cele din centrele galaxiilor mari.

Ce este singularitatea? Aici fizica actuală se prăbușește. Relativitatea generală prezice un punct de densitate infinită și volum zero. Dar "infinit" în fizică înseamnă de obicei "ecuația noastră nu mai funcționează aici". Avem nevoie de o teorie a gravitației cuantice, o fuziune a mecanicii cuantice cu relativitatea generală, pe care încă nu o avem.

Din exterior, un observator care te urmărește cum cazi ar vedea ceva complet diferit. Pe măsură ce te apropii de orizontul evenimentelor, lumina pe care o emiți se deplasează tot mai mult spre roșu (deplasarea spre roșu gravitațională). Pari să încetinești, să te estompezi și să îngheți la orizontul evenimentelor, fără a-l traversa vreodată. Din perspectiva lor, ai exista pentru totdeauna ca o imagine din ce în ce mai slabă la marginea găurii negre.

Această asimetrie dintre experiența persoanei care cade și cea a observatorului este una dintre cele mai profunde lecții ale relativității: timpul nu curge la fel pentru toată lumea.