Zapraszamy do czarnej dziury

Z punktu widzenia teoretycznego, zjawiska wywoływane przez zakrzywienie czasoprzestrzeni nie są w żaden sposób zadziwiające. Są efektem masy i utworzonej przez nią krzywizny czasoprzestrzeni. A jednak ich oglądanie wywołuje uczucie nierealności. Zwielokrotnione obrazy galaktyk przypomina optyczną sztuczkę kalejdoskopu.

Dlatego lubimy sięgać po narzędzia, które pozwalają zwizualizować tę kosmiczną grę świateł. Naukowcy Jeremy Schnittman i Brian Powell z NASA zaprzęgli do tego zadania superkomputer. I w pięć dni, używając zaledwie 0,3 proc. mocy obliczeniowych, stworzyli symulację, której wygenerowanie na zwykłym domowym sprzęcie zajęłoby dekadę.

Przedstawia ona podróż do supermasywnej czarnej dziury. Z daleka widzimy rozgrzany pierścień gazu, którego centrum jest ciemnością. Pierścień wygląda dość niezwykle – jego tylna część wystaje spoza czarnej dziury. To masywny obiekt w centrum zakrzywia przestrzeń tak, że światło zza niego jest w stanie do nas dotrzeć. Efekty te widać znacznie lepiej, gdy znajdziemy się bliżej. Wtedy dość łatwo jest stracić orientację w przestrzeni – obrazy gazowego dysku i zewnętrznego świata wirują nam przed oczami.

W miarę zbliżania się widzimy otaczający czarną dziurę pierścień światła – to fotony, które ledwo co wymknęły się grawitacji. Przyciągnięte przez masę w centrum stały się jej tymczasowymi satelitami, by jednak wreszcie uwolnić się i wydostać na zewnątrz.

Zbliżenie się do czarnej dziury wcale nie musi oznaczać nieuniknionego upadku w grawitacyjną dolinę. Przy odpowiedniej orbicie możemy uciec ze szponów grawitacji. Podróż ta pozostawi jednak ślad – powrócimy młodsi od czekających na nas obserwatorów. Co jednak się wydarzy, gdy udamy się w podróż w jedną stronę, do centrum obiektu?

Za horyzontem zdarzeń rozpościera się nieuchwytny pejzaż świata, którego nie będzie dane nam poznać. To chyba dla fizyka najtrudniejsze: świadomość istnienia czegoś niemożliwego do zbadania. A może właśnie ta świadomość tajemnicy pozwala snuć teorie i wyobrażenie? Nieznane oznacza też nieograniczone. Myślimy z czarnej dziurze jako o nieprzeniknionej nicości. A przecież jest ona całkowitym zaprzeczeniem nicości – jest czystą materią. Tak bardzo czymś, że staje się światem samym w sobie.

Za pomocą symulacji możemy spróbować wyobrazić sobie, jak wygląda ta podróż. Cena one way ticket jest wysoka: nie tylko nie powrócimy nigdy, ale też w żaden sposób nie będziemy w stanie podzielić się odkryciami z zewnętrznym światem. Niejeden naukowiec byłby w stanie tę cenę zapłacić. Cóż bardziej nęcącego niż zanurzyć się w czystej materii? W czymś, co nie jest już do końca miejscem a bardziej ideą – osobliwością.

Osobliwość to punkt w centrum czarnej dziury, w którym przestrzeń zapada się nieskończenie mały obszar. Nie wiemy, czym to jest, ani jak się zachowuje. Możemy myśleć o tym jako o miejscu, w którym czas, przestrzeń i materia staje się jednością.

Zanim dotrzemy do osobliwości, rozglądamy się wokół – wciąż widzimy światło docierające do nas z zewnątrz (ono też już nigdy nie wydostanie się na zewnątrz). W drodze towarzyszą nam fotony świata, który zostawiamy za sobą. Obserwujemy zachód światła, zanurzając się objęciach grawitacji, stając się jednością z czasem, przestrzenią, fizyką.