Az alábbi videón egy fekete lyukat lehet látni, melyen jól észrevehető a kilökődésék a peremmel merőlegesen. Ez, hogy ez hogy lehetséges? Hisz a fekete lyukból a fény se jut ki akkor, hogy lehet kilökődés?

Hát, megpróbálom érthetően elmagyarázni, igyekszem konyhanyelvet használni, ahol lehet.

Szóval a fekete lyuk valóban egy olyan objektum, amelynek van egy úgynevezett eseményhorizontja. Ez egy durván gömbfelület, gömbhéj, amely elhatárolja a belül lévő tömeget az univerzum többi részétől. Ez az a határ, ahonnan már a fény sem képes kiszabadulni, annyira erőssé válik a tömegvonzás.

Az a nagy sárga korong az akkréciós korong. Ez egy anyagfelhő, ami gázokból áll, méghozzá ionizált gázok egyvelege (vagyis plazma állapotú). Ez a hatalmas energia miatti nagy hőség következménye, sokmillió fokra hevül fel, miközben a fekete lyuk felé halad, mert folyamatosan ütközik nagy sebességgel más gázmolekulákkal. Mivel a fekete lyuk forog, ez a befelé áramló anyagot is keringésre készteti, ebből alakul ki az akkréciós korong. Nagyobb távolságban még vörös, közelebb a fekete lyukhoz már sárga, míg az eseményhorizonthoz közelebb már fehér színű, ez az anyagfelhő hőmérsékletét, és ezzel együtt az azt alkotó molekulák mozgási sebességét is reprezentálja.

A fekete lyuk eseményhorizontjának sugara néhány nagyságrenddel kisebb, mint az akkréciós korong sugara. Így a befelé hulló anyagmennyiség egyre inkább összepréselődik, egyre tömörebbé válik, ez viszont egyre inkább a fekete lyuk "pólusai" felé kezdi tolni az anyagot. Amikor azt elérte, ott elkezd összetömörödni. Eközben viszont már relativisztikus (fénysebességet megközelítő) sebességre tesz szert, a hatalmas gravitáló hatás és a folyamatos ütközések miatti felmelegedés következtében. Ennek az egyre tömörödő anyagtömegnek a fekete lyukhoz közelebbi része a fekete lyuk irányába, míg attól távolabbi részei ellenkező irányba lökődnek ki (kábé olyasmi formát öltve a pólusok felett, mint két, talpával egymásra illesztett kúp vagy inkább tölcsér). A befelé áramló anyagmennyiség nagyobb, így a fekete lyuktól távolabb eső tölcsérforma kisebb és elnyújtottabb; ez a csóva tulajdonképpen maga a jet (gázkitörés), ami ki tud törni a befelé zuhanó anyag kárára a fekete lyuk vonzásából.

Tehát ami a forgástengely irányában kilökődik, az még nem érte el az eseményhorizontot a fekete lyuk felé tartó zuhanása következtében, de már elég nagy sebességre tesz szert ahhoz, hogy le tudja küzdeni a fekete lyuk vonzását.

Ilyen szempontból nem is olyan nagyon rossz az a tölcséres elgondolásod, hiszen itt is valami hasonló történik: annyi anyag hullik befelé, amely már képtelen elférni az adott térfogatban, és ki tud lökődni a zuhanás közben elért sebességének következtében.

Ha valami még nem tiszta, vagy túl bonyolult lett a leírás, akkor írj, és megpróbálok válaszolni.

"Annyi kérdésem lenne még, hogy a fénysebesség értékét mégis, hogy állapították meg? "

Jó a kérdés :) Ezen nagyon sokat agyaltak a korabeli tudósok is. Galilei már próbálta azzal a módszerrel, hogy ő maga kiállt egy dombtetőre, a segédjét meg felküldte egy nem túl távoli domb tetejére. Mindkettőjüknél egy-egy lámpás volt, és a módszer a következő lett volna:

Galilei eltakarja a lámpás fényét. Amikor ezt a segédje észlelte, akor ő is eltakarta a lámpás fényét, Ugyanebben a pillanatban Galilei felfedte a lámpás fényét, és mikor ezt meglátta a segédje, akkor ő is felfedte a saját lámpása fényét. Többszöri sikertelen próbálkozás után Galilei rájött, hogy a reakcióidejük lényegesen nagyobb, mint amennyi idő alatt megteszi az utat a fény kettőjük között, szóval ezzel a kísérlettel megállapította azt, hogy a fény qrva gyors. Sokan próbálták még sokféleképpen, de ennél pontosabban még egy jó ideig senkinek sem sikerült meghatároznia a fény sebességét.

Aztán jött egy dán csillagász vagy 100 évvel később, aki a Jupiter holdjainak, azok közül is az IO-nak a mozgását figyelte. Apró eltéréseket vett észre annak mozgásában, nem pontosan ott volt, ahol lennie kellett volna (ha a fénysebesség végtelen lenne). Ezekből az apró eltérésekből úgy következtetett, hogy a fény sebességének végességéből adódnak, amelyet 220.000 km/s sebességűre becsült ennek alapján.

Aztán csaknem újabb kétszáz évvel később, egy másik tudós fogott egy fogaskereket, meg egy tükröt, és egymástól 8 kilométeres távolságba helyezte őket. Majd a fogaskerék fogai között egy fénycsóvát irányított a tükörre. Ha a fogaskerék állt, akkor két foga között pont látta a tükörben a visszaverődő fényt. Aztán elkezdte forgatni a fogaskereket, amely egy bizonyos fordulatszámnál pont mindig kitakarta a visszaverődő fényt. A fogaskerék-tükör távolságból, valamint a fordulatszámból pedig nagyon pontosan sikerült meghatároznia a fény sebességét (bőven 1%-os hibahatáron belül).

"A fekete lyukról még annyi érdekelne, hogy azaz eseményhorizont, amit írtál, ami elválasztja a belső részt a külsőtől az hasonlóan működik, mint a föld atmoszférája?

Ez alatt azt értem, hogy amíg el nem éri az eseményhorizontot addig a fényt nem nyeli el?"

Igen, valami ilyesmi. Minél közelebb halad el a fénysugár a fekete lyukhoz, annál jobban elgörbül a pályája, mert annál inkább meggörbül a tér is a fekete lyukhoz közeledve. Van olyan távolság tőle, amelyen a fény pont 180 fokos fordulatot vesz, vagyis ha a lámpádat ebbe az irányba fordítod, akkor a belőle kilépő fény elmegy a fekete lyuk közelében, megkerüli azt, és pont a te irányodban fogja elhagyni a fekete lyuk vonzáskörzetét. Még közelebbi pályán elhalad a fekete lyuk mellett, megkerüli azt, és 360 fokos fordulat után ugyanabban az irányban megy tovább, mintha a fekete lyuk ott sem lenne. Ennél beljebbi pályák is létezne, de innentől már nagyon kis távolsággal beljebb van csak az eseményhorizont, amit ha elér a fény, akkor örökre fekete lyuk körüli pályán ragad, mint pl. az ISS a Föld körül. Ezt nevezik eseményhorizontnak. Azért kapta ezt a nevet, mert a fény (helyesebben az elektromágneses hullámok) a jelenleg leggyorsabb ismert dolog, ami információt képes továbbítani. Ahonnan már a fény sem képes megszökni, arról a pontról már semmiféle információt nem tudunk szerezni, így az ezeken a pontokon történő eseményekről nem kapunk információt.

"Úgy, mint pl. a meteorokat nem kezd el vonzani a föld, amíg be nem lép a légkörben, noha a fekete lyuk esetében az eseményhorizonton kívül is van vonzás csak nem fénysebességű. Jól értelmezem? "

A meteorokat is vonzza a Föld akkor is, ha azok nem lépnek be a légkörbe. Mindnek elhajlítja a pályáját, és nem csak akkora, ha a közelébe jönnek. Az univerzum összes atomja gravitáló hatással bír minden más atomjára, tehát a te szempillád hegyének atomja is vonzó hatást fejt ki a tőlünk 2,5 millió fényév távolságra lévő Androméda galaxis minden egyes atomjára (és ugyanez érvényes visszafelé is). De ez a vonzó hatás olyannyira pici, hogy nemhogy mérhetetlen, de gyakorlatilag csaknem kiszámíthatatlan is. Viszont ahol nagyon sok atom van egy tömegben (és itt tényleg nagyon-nagyon sok atomra kell gondolni), azok gravitáló hatása összeadódik, és képes akár meteorokat is pályára állítani maguk körül. Mint pl. a Mars is így fogta be valószínűleg mindkét holdját.

Tehát a Föld is vonzó erőt fejt ki minden dologra, bármilyen messze is legyenek azok. De a vonzóerő mértéke a távolság arányában négyzetesen csökken, vagyis ami kétszer olyan messze van, arra csak negyedakkora vonzerőt tud kifejteni, ami tízszer olyan messze van, arra pedig már csak századakkora gravitációs hatással bír.

Tehát egy (és minden) fekete lyuk vonzóerőt fejt ki a Földünkre, az egész Naprendszerre, és gyakorlatilag az univerzum minden létező objektumára, akármilyen messze is tanyázik tőlük. Csak a vonzerő mértéke nem mindegy. Erre nagyon jó analógia két mágnes, ráadásul azok is ugyanilyen mértékben (a köztük lévő távolság négyzetével fordított arányban) fejtenek ki egymásra vonzerőt. Ha egymástól egy centire teszed le őket, akkor valamekkora erővel vonzzák egymást, ha egymástól két centire, akkor már csak negyedakkora a köztük lévő vonzerő mértéke.

A filmek azok filmek, nem mindig a valóságot ábrázolják (különben a filmek nagy része el sem készülne inkább, vagy hót unalmas lenne). A fekete lyukba zuhanás, és főleg konkrétan az abban tartózkodás már tényleg csak egy egy fikció volt az egész filmben, viszont ezt (és persze még néhány apróságot) kivéve egész reálisnak fogható fel a film.

A gravitációs mezőben lévő időlassulás viszont egy létező jelenség, de ez már durván a relativitáselmélethez, azon belül is az áltrelhez tartozik. Való igaz, hogy egy nagyobb gravitációs mezőben tartózkodó óra lassabban jár, mint egy kisebb gravitációs mezőben tartózkodó óra. Vagyis a Föld felszínén élő ember lassabban öregszik, mint aki fenn lakik az emeleten. De ez ilyen, relatíve kis gravitációs mező esetén mint amilyen a bolygónknak van, nem jelentős, gyakorlatilag elhanyagolható mértékű, mondjuk évente néhány nanomásodpercnyit jelent (vagy még annyit sem).

Ahol igazán durvává kezd válni a dolog, azok a neutroncsillagok. Azok felszínén már valóban olyan eltérések mutatkoznak, hogy a Földön élő emberke akár napokat is öregedhet, míg az ilyen erős gravitációs térben tartózkodó számára csupán órák telnek el. (Persze ha eltekintünk az elképzelhetetlen erejű gravitációtól, a borzalmasan erős röntgensugárzástól, az iszonyatos hőségtől, a brutális erejű mágneses mezőtől és hasonló "apróságoktól").

És innentől puszta feltételezés:

A fekete lyukak eseményhorizontját a mi időnkben elméletileg tetszőlegesen meg lehet közelíteni, de azt nem lehet elérni. Minél inkább megközelíted, az órád annál jobban le fog lassulni. Ezt mondjuk te nem tapasztalod, számodra ugyanolyan sebességgel jár tovább az óra, de a külső (földi) szemlélő számára egyre lassabban mozogsz, egyre lassabbnak tűnik a zuhanásod a fekete lyuk felé. amikor már nagyon megközelíted azt, akkor akár évezredek, évmilliók is eltelhetnek a földi társad számára, míg te csupán egyetlen másodpernyi zuhanást észlelsz a saját időd szerint. Mire elérnéd az eseményhorizontot, addigra végtelen idejűre nyúlik a zuhanásod a földi társad órája szerint.

De ez fordítva is igaz: ahogy zuhansz befelé, számodra a környező, "kinti" világ egyre felgyorsulni látszik. Hirtelen az eddig állónak tűnő csillagok lassan elindulnak, aztán egyre sebesebb vágtába csapnak át. Közben pulzálni kezdenek, egyre gyorsabban, majd lobbannak egyet, kettőt, és végül kihunynak. Az eseményhorizont közelében már másodpercek alatt évmilliárdok is lepörögnek, látod ahogy megszületnek és meghalnak a csillagok, helyükbe újabbak lépnek, hogy aztán rövid felvillanás után novaként vagy szupernovaként kihunyjanak. Galaxisok ütköznek, egyesülnek majd fénylenek fel bennük a csillagok milliárdjai másodpercek alatt, mint a tüzijátéknál az a sziporkázó fajta, míg el nem éred az eseményhorizontot: ekkorra az utolsó néhány másodperc alatt végignézheted az univerzum teljes élethosszát a legvégéig, tartson az bármeddig is.

Persze, ezt igazából nem látnád, mert az iszonyatos sugárzás, a mágneses tér, a hőség és a többiek már azelőtt végeznének veled, mielőtt relativisztikus sebességre tudnál gyorsulni, hogy láthass bármit is ebből a folyamatból. A spagettizálódás is ezek közé tartozik, bár azt már inkább csak a fekete lyukhoz közel érzékelnéd, ahol már akkora eltérés van a gravitáció hatásában egy méteren belül is, hogy erősebbé válik az atomokat molekulákká összetartó elektromágneses erőnél is. Így gyakorlatilag atomjaidra szaggat szét, és egy egyre vékonyodó, hosszú atomfelhő-csíkká alakulsz át.

Egyébként jelenleg takarító vagyok egy biztosító-társaságnál. :)