A feketelyukaknál van ez a dolog, hogy olyan erős a gravitálciója, hogy a fényt is magába húzza. Ezt nem teljesen értem. A bökkenő ott van, hogy a fény ugye nem anyag?

"Elvileg a fény részecske, mivel fotonokból áll, nem?"

Igen. Ám mindeközben elektromágneses hullám is, mert hullámként terjed a téridőben.

"Bár azt még mindig nem értem, hogy bármi, ami fénysebességgel utazik, miért nem torzul hatalmas mértékben."

Torzul, méghozzá hatalmas mértékben. Sőt, még annál is hatalmasabb mértékben :)

Ahogy a fénysebességet megközelíted, a mozgás irányában a távolságok számodra elkezdenek megrövidülni. Minél inkább megközelíted a fénysebességet, annál jelentősebbé válik ez a rövidülés a te szemszögedből (és egy külső, hozzád képest álló megfigyelő szemszögéből a te mozgásirányú kiterjedésed kezd megnőni, "megnyúlni"). Pontosan fénysebességnél pontosan nullára csökken a fénysebességgel mozgó megfigyelő számára a mozgásirányú távolság (ugyanekkor az ehhez képest "álló" megfigyelő szempontjából a fénysebességgel mozgó megfigyelő hossza nyúlik meg végtelen hosszúságúra). A fény pedig fénysebességgel halad, vagyis számára univerzumunk egy 0 vastagságú objektum, ugyanabban a pillanatban ér oda, ahová "becsapódik", mint amelyik pillanatban a kiindulási pontról "elindult" (szakszerűbben fogalmazva az emittálás (kibocsátás) és az abszorbálás (elnyelés) között nem telik el idő).

Annál is inkább nem, mert ahogy egyre inkább megközelíted a fénysebességet, úgy lassul le egyre inkább az általad mért idő "telési sebessége" is. Pontosan fénysebességgel haladva a hozzád képest álló megfigyelő ideje gyakorlatilag megállna telni számodra. A fény ugye pontosan fénysebességgel halad, tehát számára a hozzá képest nyugalomban lévő dolgok ideje megáll telni. Tulajdonképpen a fotonok számára nem is létezik olyan, hogy idő. A miáltalunk tapasztalt 4 dimenziós téridő a fotonok számára valójában egy kétdimenziós sík "ernyő", amire merőlegesen "haladnak" (gyakorlatilag nem is haladnak, hanem a téridő "nyomódik össze" számukra két dimenzióssá).

Amiket idézőjelbe tettem, azok szemléltető fogalmak, mert igazából elég nehéz elképzelni ezt a dolgot, mivel életünk során a hétköznapi körülmények között nem igazán találkozunk ehhez még csak hasonló jelenségekkel sem.

A fény ún. fényszerű világvonalakon közlekedik a téridőben. Hogy ezeknek mi a geometriája és merre haladnak, azt a téridő szerkezete illetve az azt meghatározó tömeg és energia dönti el, amely maga körül eltorzítja a téridőt. Fekete lyukak esetében az eseményhorizont az a felület, amelyen túl induló fényszerű világvonalak sosem (és emiatt időszerű világvonalak sem) kerülnek az eseményhorizonton kívülre. Azaz bármilyen esemény is történjen ezen belül, még az esetlegesen annak hírét vivő fényjelek sem tudnak kijutni a külső térbeli megfigyelőkhöz (és így semmi más jel sem) - ezért is hívják ezt a felületet eseményhorizontnak.

Ami a newtoni gravitációs elméletet illeti, ha az E=mc^2 képlet alapján a fotonnak is tulajdonítunk tömeget, akkor Newton elméletéből éppen feleakkora fényelhajlás adódik egy csillag körül, mint amennyi az általános relativitáselméletből következik. Ezt a híres 1919-es napfogyatkozásos megfigyelés (Eddington és csapata) igazolta is.

"A fényre elvileg nem kéne hatással lennie a gravitációnak. ez a földön sincs így."

Minden tömeggel rendelkező objektum hatást gyakorol minden tömeggel rendelkező objektumra. Te (vagy akár a kislábujjadon a köröm vagy a füledben lévő szőr is) elgörbíted a fény útját. Azonban a pici tömegnek köszönhetően olyan apró mértékű ez a fényelhajlás, hogy ahhoz nagyon sok nullát kellene írni a "0," után, hogy kifejezzük ezt az íveltérést.

Továbbá a gravitáció végtelen hatósugarú, így a fülszőrödön ücsörgő baktérium lábujja is vonzerőt fejt ki az Androméda köd túloldalán élő reptoid (vagy akármilyen lény) köldökpöszére (már ha van neki köldöke). Ám mivel a gravitáció hatása a távolság négyzetével fordítottan arányos, ezért ez a vonzerő olyan pici, hogy itt is rengeteg nullát kellene rajzolni a "0," után, hogy leírhassuk a hatás erejét.

A nagy tömegű objektumok szinte kizárólag csillagok maradványai. Egy normál csillag (mint amilyen a mi Napunk is) ha élete végére ér, akkor fehér törpévé válik. Ez egy olyan objektum, ami annyi anyagot tartalmaz, amelynek gravitációs vonzereje képes összeroppantani az atomokat egymástól távol tartó elektromágneses erőt, így az atomok szorosan egymás mellé kerülnek, csak a magerő taszító hatása tud érvényesülni.

A mi Napunknál kb. 3x több anyagot tartalmazó csillagok életük végén neutroncsillaggá omlanak össze. Ez egy olyan objektum, amiben a gravitáció ereje már a magerőt is képes legyőzni, az atomok magját alkotó nukleonok kerülnek szorosan egymás mellé. Gyakorlatilag atommag-sűrűségűvé omlik össze az objektum, az elektronok belepréselődnek az atommagokba, ezzel a protonok pozitív töltését semlegesítve. Ez iszonyatos energiafelszabadulással jár, ezen energiakitöréseket (és az egész összeomlási folyamatot) hívjuk szupernóvának. Ez a folyamat néhány pillanat alatt zajlik le, de az anyagnak idő kell, mire a középpontba zuhan. Ezen anyagmennyiségen keresztül kell törnie a felszabaduló energiamennyiségnek, ez eltarthat akár több hétig is.

A tömeg további növekedésével a gravitáció hatása egyenes arányban, az anyagmennyiség középponttól számított felszíne azonban négyzetgyök szerint nő. Ennek eredményeképp a mi Napunknál kb. 10-szer nehezebb csillagok életük végén ugyancsak neutroncsillagokká omlanak össze, azonban a gravitációs mező itt már olyan erős lesz, hogy az eseményhorizont (az a "gömbfelszín", amelyből már a fény sem tud kitörni) sugara nagyobbra nő, mint a neutroncsillag felszíne. Ezek az objektumok a fekete lyukak.

És innetől "fantázia":

Én úgy gondolom, hogy egy bizonyos határ felett maguk az atommagok sem képesek ellenállni a gravitáció hatásának. Ehhez azonban akkora anyagmennyiség összeállására van szükség, amekkorára eddig univerzumunk megszületése óta nem volt példa. Ez egy olyan határ, amelynek az anyagot az energiától elválasztó határ is képtelen már ellenállni, és az egész fekete lyuk tiszta energiává alakul át. Véleményem szerint ekkor születik egy új világegyetem.

Fantázia vége :)

"Tehát, elindul az űrhajó, szinte azonnal ott van a célállomásnál, "

Nono, azt ne feledd ki, hogy fel is kell gyorsulnia az űrhajónak erre a sebességre. Az elég tetemes időmennyiség, ha az ember által megszokott 1g-t akarjuk tartani a gyorsulással. Másrészt a fénysebesség 99%-át 0-ról kevesebb energiába telik elérni, mint onnan a fénysebesség 99,9%-át. Onnan pedig még több energiába kerül elérni a fénysebesség 99,99%át, mint 0-ról a 99,9%-át. Ahhoz pedig, hogy egy normál úrhajó által tízmillió évig történő utazás t egy másodperc alatt megtegyen ez az űrhajó, ahhoz nagyon sokkilences hányadát kell elérni a fénysebességnek (99,9999...).

"1 másodperc alatt eltellett 10 millió év. Tehát, tudományos szempontból csak az ürhajósnak érne valamit az út, a tudomány számára értelmetlen lenne egy ilyen utazás, mivel 10 millió év alatt térülne meg a befektetés."

20 millió év alatt térül meg a befektetés. Az űrhajósnak vissza is kell küldenie arról a távoli bolygóról az információt, ami újabb tízmillió évet vesz igénybe, mire a jelek visszaérnek onnan ;)

"Bár ilyen sebességnél gondolom hihetetlen mértékű lenne a torzulás is, amit alapból lehetetlen lenne túlélni."

Magából a torzulásból az űrhajós semmit sem vesz észre, számára önmaga vastagsága ugyanakkora marad, mintha a Földön ücsörögne. Az ő szempontjából az univerzum rövidül meg, megy össze a mozgás irányában.

A baj ott kezdődik, hogy ilyen sebességgel elég egyetlen hidrogénatomot eltalálni, és kompletten lerobban az egész űrhajó orra. A következő hidrogénatomnál pedig egy "apró" gammakitörésben megsemmisül az egész űrhajó.

A másik probléma a színeltolódás jelensége. Ez amolyan Doppler-effektus szerű jelenség, a lényege, hogy hozzánk képest mozgó objektumok által kibocsátott elektromágneses hullámok (EMH, mint a fény) frkvenciája megváltozik. Ha hozzánk közelednek, akkor kékeltolódás, ha tőlünk távolodnak akkor vöröseltolódás lép fel. Első esetben megnő az EMH-k frekvenciája, míg a vöröseltolódásnál lecsökken.

Tegyük fel, hogy az űrhajósunk halad mondjuk 0,999999 c-vel a bolygó felé, amit - mivel világunk relatív - úgy is lehet értelmezni, hogy a bolygó rohan a nyugalomban lévő (álló) űrhajósunk felé (univezumostul) ugyanekkora sebességgel. Így pedig a bolygó által kibocsátott sima, a látható tartományba eső fénysugarak olyan energiára tesznek szert, hogy űrhajósunk arcába érkezve, annak azonnal elfüstöl a feje az űrhajójával együtt.

Sok probléma van a fénysebességhez közeli sebességű utazásokkal, nem valószínű, hogy a közeljövőben meg tudnánk valósítani. Még fúziós reaktort sem tudunk építeni, pedig kémiai energiával nem igazán lehet számottevően megközelíteni a fénysebességet. Már az 1%-a is problémás jelenleg, és ne feledd, hogy az első 99% eléréséhez kevesebb energiára van szükség, mint a következő 0,9% abszolválásához.

"Érdekesen hangzik. Tehát ha lenne egy hajó, ami képes lenne megközelíteni a fénysebességet, a benne lévő ember, számára majdhogynem azonnal oda érne, ahova indulni szándékozott."

Hát ha eltekintünk az ehhez szükséges gyorsítási és lassítási szakaszoktól (amelyektől tulajdonképpen hiba eltekinteni), akkor igen. Elvileg a fénysebességet tetszőlegesen megközelítve az űrhajós által tapasztalt Lorentz-kontrakció is tetszőleges mértékű lehet, azaz a 10 millió fényév távolság is összezsugorodhat Pár millió km-re mondjuk, ami ugye pár (tíz) másodperces utazást jelent.