Här är ett scenario som kommer att möta många av oss i den långa framtiden. Du kasta dig genom kosmos med nästan ljusets hastighet i ditt rymdskepp när du tar en fel sväng och passerar in i ett svart håls händelsehorisont. Eftersom ingenting, inte ens ljus kan undkomma dragningen från ett svart hål när det passerar in i händelseshorisonten, vad kan du göra för att maximera din existens innan du går med i singulariteten som en smet av partiklar?
Fysiker tänkte att svarthål var på samma sätt som kvicksand i denna situation. När du har korsat evenemangshorisonten eller Schwarzschild-radien är ditt datum med singulariteten säkert. Det kommer att inträffa vid någon tidpunkt i framtiden, i en begränsad tid av rätt tid. Ju mer du försöker kämpa, desto snabbare kommer din bortgång. Man trodde att din bästa strategi var att göra ingenting alls och bara fritt falla till ditt undergång.
Lyckligtvis har Geraint F. Lewis och Juliana Kwan från School of Physics vid University of Sydney fått några förslag som flyger inför denna stuggle = snabb dödhypotes. Deras papper heter No Way Back: Maximizing survival time under Schwarzschild evenemangshorisont, och det accepterades nyligen för publicering i Proceedings of the Astronomical Society of Australia.
När ett olyckligt offer faller in i händelseshorisonten för ett svart hål kommer de att överleva under en begränsad tid. Om du faller rakt ner i ett stjärnigt svart hål kommer du att hålla en bråkdel av en sekund. För ett supermassivt svart hål kan du hålla några timmar.
På grund av de enorma tidvattenkrafterna kommer ett olyckligt offer att drabbas av spagettifiering, där skillnader i tyngdkraft från ditt huvud till dina fötter sträcker dig ut. Men låt oss inte oroa oss för det nu. Du försöker maximera överlevnadstiden.
Eftersom du har ett rymdskepp som kan zippa runt från stjärna till stjärna har du en kraftfull motor som kan påverka din nedstigningshastighet. Peka ner mot singulariteten så faller du snabbare, pekar bort och du faller långsammare. Tänk på att du är inne i ett svart hål, flyger ett rymdskepp som kan resa nära ljusets hastighet, så Einsteins relativitetsteorier spelar in.
Och det är hur du använder din acceleration som definierar hur mycket personlig tid du har kvar.
I ett ögonblick av panik kan du rikta din raket utåt och skjuta den med full kraft och hålla motorn igång tills du kommer fram till den centrala singulariteten. Lewis och Kwan har emellertid visat att en sådan strategi i den omvecklade rymden inom händelseformen faktiskt påskyndar din undergång, och att du faktiskt kommer att uppleva mindre tid totalt sett. Så vad ska du göra? Lewis och Kwan har lösningen, identifierar en acceleration "sweet-spot" som ger dig maximal överlevnadstid. Allt du behöver göra, en gång över evenemangshorisonten, är att skjuta din raket under en viss tid och sedan stänga av den och njuta av resten av hösten.
Men hur länge ska du skjuta din raket för? Lewis och Kwan visar att detta är en enkel beräkning som involverar det svarta hålets massa, hur kraftfull din raket är och hur snabbt du korsade händelseshorisonten, lätt att göra på en stationär dator.
Här är en annan analogi från Lewis:
”Överväg ett lopp till centrum mellan en fritt faller och en raketeer. Anta att de korsar evenemangshorisonten tillsammans och håller hand. När de korsar startar de identiska stoppur. Den ena faller inåt, medan den andra accelererar mot centrum för lite, svänger sedan sin raket runt och bromsar så att den fria fallaren och raketern möts och håller ihop händerna strax innan de träffar singulariteten. En check på deras stoppur skulle avslöja att den fria fallaren skulle uppleva den mest personliga tiden på resan. Detta är relaterat till ett av de grundläggande resultaten från relativitet - människor i fritt fall upplever den maximala rätt tiden. ”
Så nu vet du. Även efter att du har fallit in i det svarta hålets händelseshorisont, finns det saker du kan göra för att förlänga din upprivande resa så att du får uppleva mer tid.
Tid du kan använda för att hantera ditt spaghettifieringsproblem.
Originalkälla: Arxiv forskningsdokument
