कताई काले छेद हाइपरसोनिक अंतरिक्ष यान के लिए कोमल पोर्टल खोल सकते हैं


कताई काले छेद हाइपरसोनिक अंतरिक्ष यान के लिए कोमल पोर्टल खोल सकते हैं

ओवरसाइज़्ड, कताई वाले ब्लैक होल के लिए, एक विलक्षणता जो एक अंतरिक्ष यान के साथ संघर्ष करना होगा, बहुत ही सौम्य होगी।

क्रेडिट: आरोन स्टोन / शटरस्टॉक

सबसे पोषित विज्ञान-कथा परिदृश्यों में से एक एक ब्लैक होल को एक पोर्टल के रूप में दूसरे आयाम या समय या ब्रह्मांड के लिए उपयोग कर रहा है। यह कल्पना पहले की कल्पना से वास्तविकता के करीब हो सकती है।

ब्लैक होल ब्रह्मांड में शायद सबसे रहस्यमय वस्तुएं हैं। वे गुरुत्वाकर्षण के परिणाम हैं जो मरते हुए तारे को बिना सीमा के कुचल देते हैं, जिससे एक वास्तविक विलक्षणता का निर्माण होता है – जो तब होता है जब एक संपूर्ण तारा एक बिंदु पर अनंत घनत्व वाली किसी वस्तु की उपज प्राप्त कर लेता है। यह घनी और गर्म विलक्षणता स्वयं स्पेसटाइम के कपड़े में छेद करती है, संभवतः हाइपरस्पेस यात्रा के लिए एक अवसर खोलती है। यही है, एक छोटी अवधि में कॉस्मिक पैमाने की दूरी पर यात्रा के लिए अनुमति देने वाले स्पेसटाइम के माध्यम से एक शॉर्टकट।

शोधकर्ताओं ने पहले सोचा था कि इस प्रकार के एक पोर्टल के रूप में ब्लैक होल का उपयोग करने का प्रयास करने वाले किसी भी अंतरिक्ष यान को प्रकृति के साथ सबसे खराब स्थिति में पहुंचना होगा। गर्म और घनी विलक्षणता अंतरिक्ष यान को पूरी तरह से वाष्पीकृत होने से पहले तेजी से असुविधाजनक ज्वार खींचने और निचोड़ने के अनुक्रम को सहन करने का कारण बनेगी।

मैसाचुसेट्स डार्टमाउथ विश्वविद्यालय में मेरी टीम और जॉर्जिया Gwinnett कॉलेज में एक सहयोगी ने दिखाया है कि सभी ब्लैक होल समान नहीं बनाए गए हैं। यदि हमारी अपनी आकाशगंगा के केंद्र में स्थित धनु A * जैसा ब्लैक होल बड़ा और घूमता है, तो एक अंतरिक्ष यान के लिए दृष्टिकोण नाटकीय रूप से बदल जाता है। ऐसा इसलिए है क्योंकि एक अंतरिक्ष यान के साथ संघर्ष करना होगा कि विलक्षणता बहुत कोमल है और एक बहुत ही शांतिपूर्ण मार्ग के लिए अनुमति दे सकता है।

इसका कारण यह है कि यह संभव है कि एक घूर्णन ब्लैक होल के अंदर प्रासंगिक विलक्षणता तकनीकी रूप से "कमजोर" है, और इस तरह इसके साथ बातचीत करने वाली वस्तुओं को नुकसान नहीं पहुंचाता है। सबसे पहले, यह तथ्य काउंटर सहज लग सकता है। लेकिन कोई इसे बिना जलाए बिना मोमबत्ती की 2,000 डिग्री की लौ के माध्यम से जल्दी से गुजरने के सामान्य अनुभव के अनुरूप के रूप में सोच सकता है।

मेरे सहकर्मी लियोर बर्को और मैं दो दशकों से ब्लैक होल के भौतिकी की जांच कर रहे हैं। 2016 में, मेरी पीएच.डी. छात्र, कैरोलिन मल्लरी, क्रिस्टोफर नोलन की ब्लॉकबस्टर फिल्म "इंटरस्टेलर" से प्रेरित होकर, यह पता लगाने के लिए कि क्या कूपर (मैथ्यू मैककोनाघी के चरित्र) का परीक्षण करने के लिए, गार्गेंटुआ में अपने गिरने से बच सकता है – एक काल्पनिक, सुपरमासिक, तेजी से घूर्णन ब्लैक होल लगभग 100 मिलियन बार द्रव्यमान में। हमारे सूरज की। "इंटरस्टेलर" नोबेल पुरस्कार विजेता एस्ट्रोफिजिसिस्ट किप थोर्न द्वारा लिखी गई पुस्तक पर आधारित थी और इस हॉलीवुड फिल्म के कथानक के लिए गार्गेशुआ के भौतिक गुण केंद्रीय हैं।

भौतिक विज्ञानी अमोस ओरी द्वारा दो दशक पहले किए गए काम पर निर्माण, और अपने मजबूत कम्प्यूटेशनल कौशल से लैस, मल्लरी ने एक कंप्यूटर मॉडल बनाया, जो अंतरिक्ष यान पर किसी भी आवश्यक भौतिक प्रभाव को कैप्चर करेगा, या किसी भी बड़ी वस्तु, एक बड़ी, घूर्णनशील काली में गिरती हुई छेद की तरह धनु A *।

उसने पाया कि सभी परिस्थितियों में एक घूर्णन ब्लैक होल में गिरने वाली वस्तु छेद के तथाकथित आंतरिक क्षितिज विलक्षणता के माध्यम से पारित होने पर असीम रूप से बड़े प्रभावों का अनुभव नहीं करेगी। यह विलक्षणता है कि एक घूमने वाले ब्लैक होल में प्रवेश करने वाली वस्तु इधर-उधर नहीं जा सकती या बच नहीं सकती है। इतना ही नहीं, सही परिस्थितियों में, इन प्रभावों को लापरवाही से छोटा किया जा सकता है, जो विलक्षणता के माध्यम से एक आरामदायक मार्ग के लिए अनुमति देता है। वास्तव में, गिरने वाली वस्तु पर बिल्कुल भी ध्यान देने योग्य प्रभाव नहीं हो सकता है। यह हाइपरस्पेस यात्रा के लिए पोर्ट के रूप में बड़े, घूर्णन ब्लैक होल का उपयोग करने की व्यवहार्यता को बढ़ाता है।

मल्लरी ने एक ऐसी विशेषता की भी खोज की जो पहले पूरी तरह से सराहनीय नहीं थी: यह तथ्य कि घूर्णन ब्लैक होल के संदर्भ में विलक्षणता के प्रभाव से अंतरिक्ष यान पर तेजी से खिंचाव और निचोड़ का चक्र बढ़ता जाएगा। लेकिन गार्जेंटुआ जैसे बहुत बड़े ब्लैक होल के लिए, इस प्रभाव की ताकत बहुत कम होगी। इसलिए, अंतरिक्ष यान और बोर्ड पर कोई भी व्यक्ति इसका पता नहीं लगाएगा।

महत्वपूर्ण बिंदु यह है कि ये प्रभाव बिना बाध्य हुए नहीं बढ़ते हैं; वास्तव में, वे परिमित रहते हैं, भले ही अंतरिक्ष यान पर तनाव अनिश्चित काल तक बढ़ता रहता है क्योंकि यह ब्लैक होल के निकट पहुंचता है।

मल्लरी के मॉडल के संदर्भ में कुछ महत्वपूर्ण सरलीकृत धारणाएं और परिणामी चेतावनी हैं। मुख्य धारणा यह है कि विचाराधीन ब्लैक होल पूरी तरह से अलग-थलग है और इस तरह एक स्रोत द्वारा निरंतर गड़बड़ी के अधीन नहीं है, जैसे कि इसके आसपास के क्षेत्र में किसी अन्य स्टार या यहां तक ​​कि किसी भी गिरने वाले विकिरण। जबकि यह धारणा महत्वपूर्ण सरलीकरण की अनुमति देती है, यह ध्यान देने योग्य है कि अधिकांश ब्लैक होल कॉस्मिक सामग्री – धूल, गैस, विकिरण से घिरे हैं।

इसलिए, मल्लरी के काम का एक स्वाभाविक विस्तार एक अधिक यथार्थवादी खगोल भौतिकी ब्लैक होल के संदर्भ में एक समान अध्ययन करना होगा।

ब्लैक होल भौतिकी के क्षेत्र में किसी वस्तु पर ब्लैक होल के प्रभावों की जांच करने के लिए कंप्यूटर सिमुलेशन का उपयोग करने का मल्लरी का दृष्टिकोण बहुत आम है। कहने की जरूरत नहीं है, हमारे पास अभी तक या ब्लैक होल के पास वास्तविक प्रयोगों को करने की क्षमता नहीं है, इसलिए वैज्ञानिक भविष्यवाणियां और नई खोज करके, समझ विकसित करने के लिए सिद्धांत और सिमुलेशन का सहारा लेते हैं।

गौरव खन्ना, भौतिकी के प्रोफेसर, मैसाचुसेट्स डार्टमाउथ विश्वविद्यालय

यह आलेख एक क्रिएटिव कॉमन्स लाइसेंस के तहत वार्तालाप से पुनर्प्रकाशित है। मूल लेख पढ़ें।