Filmas Interstellar nemelavo: juodosios bedugnės saulė gali palaikyti gyvybę aplink ją skriejančiose planetose

Remiantis antruoju termodinamikos dėsniu, gyvybei yra būtinas temperatūrų skirtumas, iš kurio ji galėtų gauti savo gyvavimui naudojamą energiją. Gyvybė Žemėje naudoja skirtumą tarp saulės ir šalto kosmoso vakuumo, o ką, jei apkeistume temperatūras vietomis, kur saulė šalta, o dangus karštas?

Būtent toks vaizdas būtų apie juodąją bedugnę besisukančioje planetoje, sako Tomáš Opatrný iš Palacký universiteto Olomouce, Čekijos respublikoje – į grunge grupės Soundgarden įsivaizduotąją tai nelabai panašu.

Šviesi, bet šalta

Nepaisant pavadinimo, dauguma juodųjų bedugnių yra vieni ryškiausių visatos objektų, nes į jas krentančios dujos ir kita medžiaga labai smarkiai įkaista ir švyti. Bet pasisotinusios juodosios bedugnės temperatūra yra praktiškai nulis kelvinų, jei neskaičiuosime Hawkingo spinduliavimo skleidžiamų dalelių srovelės, o tai reiškia, kad ji potencialiai galėtų būti šalta žvaigždė, sako Opatrný. „Reikia gan senos juodosios bedugnės, jau išsivaliusios apylinkes ir daugiau nebesimaitinančios.“

Palyginus su tokiu šalčiu, likusi visata alsuoja santykinai malonia 2,7 K šiluma (apie -270 ˚C), dėl kosminio mikrobangų fono (KMF), po Didžiojo sprogimo likusio karščio. Komanda paskaičiavo, kad Žemės dydžio planeta, besisukanti apie Saulės masės juodąją bedugnę, iš temperatūrų skirtumo galėtų gauti apie 900 vatus naudingos energijos – tiek energijos turėtų pakakti potencialiai egzistuoti gyvybei, bet vargu ar užtektų civilizacijai.

Sudėtinga gyvybė

Bet KMF anksčiau buvo karštesnis – Avi'is Loebas iš Harvardo universiteto anksčiau nurodė, kad praėjus maždaug 15 milijonų metų nuo DS, visatos fono temperatūra buvo 300 kelvinų (27 ˚C), o tokioje temperatūroje vanduo gali būti skystas. Tokioje temperatūroje, planeta, skriejanti apie pakankamai vėsią juodąją bedugnę, gautų 130 gigavatų galios, maždaug vieną milijonąją dalį to, ką dabar gauna Žemė. Tiek pakanka sudėtingos gyvybės palaikymui, nors tada visata buvo dar labai jauna, tad vargu ar jai būtų užtekę laiko pakankamai išsivystyti, kad galėtų tyrinėti šį galios energijos šaltinį.

Svarstydama, ar galima gauti dar daugiau energijos, komanda ėmėsi filmo Interstellar, kuriame Millerio planetos pasaulis sukasi labai arti masyvios, besisukančios Gargantua juodosios bedugnės. Pagal bendrąją reliatyvumo teoriją juodosios bedugnės gravitacija planetoje laiką sulėtina taip, kad 1 valanda prilygsta septyneriems metams išoriniame pasaulyje, tai yra, laikas pailgėja apie 60 000 kartų.

„Matėme filmą, tai buvo labai įdomi idėja, bet tada pradėjome galvoti apie problemas,“ sako Opatrný.

Aliuminio cunamiai

Šviesos energija yra proporcinga jos dažniui. Tai reiškia, kad kai KMF spinduliavimas pasiekia Millerio planetą, ir jos dažnis padidėja proporcingai laiko sulėtėjimui, energija išauga. Laiko sulėtėjimo faktoriui esant apie 60 000, Millerio planeta būtų įkaitinta iki beveik 900 ˚C.

Filme planetą siaubia milžiniškos vandens potvynio bangos, bet Opatrný sako, kad pagal jo paskaičiavimus, labiau tikėtinos būtų išsilydžiusio aliuminio bangos. Jei planeta būtų kiek toliau nuo juodosios bedugnės, laiko sulėtėjimo efektas būtų mažesnis ir planeta taptų tinkamesnė gyvybei. „Įdomu, kad [ši analizė] rodo, kad mikrobangų fonas būtų pražūtingas stebėtojams planetoje, tad filmas pasidarė dar mažiau realistiškas,“ sako Lawrence Krauss iš Arizonos valstijos universiteto.

Loebas mano, kad iš teorinės pusės šaltos saulės ir karšto dangaus idėja įdomi, bet praktiškai tai vargiai galėtų atsitikti visatoje. „Į juodąsias bedugnes nuolat krenta kažkiek materijos,“ sako jis, kas reiškia, kad juodosios bedugnės saulė ilgai neišliktų pakankamai šalta.

Mūsų būsimi namai

Kai visos žvaigždės užges, gyvybei galiausiai teks emigruoti į planetas, besisukančias apie juodąsias bedugnes, bet tokia būtinybė neiškils dar maždaug 100 trilijonų metų. Netgi tada, labiau tikėtina, kad bet kokios ateities būtybės veikiau absorbuos šviesą iš krentančios materijos, o ne tūnos po šalta saule, nes tada KMF jau bus visiškai išnykęs. „Kai žvaigždžių neliks, vienintelis energijos šaltinis juodosios bedugnės,“ sako Kraussas. „Apžvelgiamoje ateityje yra daug paprastesnių būdų gyventi.“

New Scientist