From asteroids capable of destroying entire species, to gamma-ray bursts and supernovae that could exterminate life on Earth, outer space has no shortage of forces that could wreak havoc on our tiny planet. But there’s something in space that seems more terrifying than any of these – something that wipes out everything it comes near. Could the Earth be swallowed by a black hole?
De la asteroizi capabili să distrugă specii întregi, la explozii de raze gama și supernove care ar putea să distrugă viața pe Terra, spațiul nu duce lipsă de forțe care pot devasta micuța noastră planetă. Dar există ceva în spațiu care este mai groaznic decât orice altceva — ceva care distruge tot ce îi iese în cale. Ar putea fi Pământul înghițit de o gaură neagră?
A black hole is an object so dense that space and time around it are inescapably modified, warped into an infinite sink. Nothing, not even light, can move fast enough to escape a black hole’s gravitational pull once it passes a certain boundary, known as the event horizon. Thus, a black hole is like a cosmic vacuum cleaner with infinite capacity, gobbling up everything in its path, and letting nothing out.
O gaură neagră e un obiect atât de dens încât spațiul și timpul din jurul ei sunt inevitabil deformate, într-o curbare infinită. Nimic, nici măcar lumina, nu se poate mișca destul de repede pentru a scăpa de forța gravitațională a găurii negre, odată ce trece de o anumită limită, numită orizontul evenimentelor. Așadar, o gaură neagră e un fel de aspirator cosmic cu capacitate imensă, devorând totul în calea sa, fără a lăsa nimic în urmă.
To determine whether a black hole could swallow the Earth, we first have to figure out where they are. But since they don’t emit light, how’s that possible? Fortunately, we’re able to observe their effect on the space around them. When matter approaches a black hole, the immense gravitational field accelerates it to high speed. This emits an enormous amount of light. And for objects too far away to be sucked in, the massive gravitational force still affects their orbits. If we observe several stars orbiting around an apparently empty point, a black hole could be leading the dance. Similarly, light that passes close enough to an event horizon will be deflected in a phenomenon known as gravitational lensing.
Pentru a determina dacă o gaură neagră ar putea înghiți planeta, trebuie să ne dăm seama unde se află acestea. Dar cum putem face asta din moment ce ele nu emit lumină? Din fericire, putem observa consecințele cauzate de ele în spațiul din jurul lor. Când materia se apropie de o gaură neagră, câmpul gravitațional imens o face să accelereze cu viteză mare. Astfel este emisă o cantitate enormă de lumină. Iar pentru obiectele care sunt prea departe de aceasta, orbitele lor sunt totuși afectate de masiva forță gravitațională. Dacă observăm câteva stele care orbitează un loc care pare gol, s-ar putea ca o gaură neagră să dirijeze acest spectacol. Similar, lumina care trece foarte aproape de un orizont al evenimentelor va fi deviată printr-un fenomen numit lentilă gravitațională.
Most of the black holes that we’ve found can be thought of as two main types. The smaller ones, called stellar mass black holes, have a mass up to 100 times larger than that of our sun. They’re formed when a massive star consumes all its nuclear fuel and its core collapses. We’ve observed several of these objects as close as 3000 light-years away, and there could be up to 100 million small black holes just in the Milky Way galaxy. So should we be worried? Probably not. Despite their large mass, stellar black holes only have a radius of around 300 kilometers or less, making the chances of a direct hit with us miniscule. Although because their gravitational fields can affect a planet from a large distance, they could be dangerous even without a direct collision. If a typical stellar-mass black hole were to pass in the region of Neptune, the orbit of the Earth would be considerably modified, with dire results.
Majoritatea găurilor negre descoperite pot fi clasificate în două feluri. Cele mici, numite găuri negre stelare, au o masă de 100 de ori mai mare ca soarele nostru. Se formează când o stea masivă își consumă tot combustibilul nuclear și nucleul ei se prăbușește. Am studiat astfel de obiecte la 3.000 de ani lumină de noi, și ar putea exista până la 100 de milioane de găuri negre mici doar în galaxia Calea Lactee. Deci ar trebui să fim îngrijorați? Cel mai probabil nu. În ciuda masei lor mare, găurile negre stelare au o rază de doar 300 de kilometri sau mai puțin, scăzând șansele să existe o coliziune directă cu planeta noastră. Deoarece câmpul lor gravitațional poate afecta o planetă și de la o distanță mare, ele pot fi periculoase și fără a exista o coliziune directă. Dacă o gaură neagră stelară ar trece prin vecinătatea lui Neptun, orbita Pământului s-ar modifica considerabil, având rezultate teribile.
Still, the combination of how small they are and how vast the galaxy is means that stellar black holes don’t give us much to worry about. But we still have to meet the second type: supermassive black holes. These have masses millions or billions times greater than that of our sun and have event horizons that could span billions of kilometers. These giants have grown to immense proportions by swallowing matter and merging with other black holes. Unlike their stellar cousins, supermassive black holes aren’t wandering through space. Instead, they lie at the center of galaxies, including our own. Our solar system is in a stable orbit around a supermassive black hole that resides at the center of the Milky Way, at a safe distance of 25,000 light-years. But that could change. If our galaxy collides with another, the Earth could be thrown towards the galactic center, close enough to the supermassive black hole to be eventually swallowed up. In fact, a collision with the Andromeda Galaxy is predicted to happen 4 billion years from now, which may not be great news for our home planet.
Totuși, combinația dintre cât de mici sunt ele și cât de vastă e galaxia ne arată că aceste găuri negre nu trebuie să ne îngrijoreze. Dar încă nu le-am întâlnit pe cele din a doua categorie: găurile negre supermasive. Masa acestora e de un milion, un miliard mai mare ca masa soarelui nostru și au un orizont al evenimentelor care se întinde pe miliarde de kilometri. Acestea au atins asemenea proporții prin înghițirea materiei și absorbția altor găuri negre. Spre deosebire de primul tip, cele supermasive nu rătăcesc prin spațiu. Însă sunt poziționate în centrul fiecărei galaxii, inclusiv într-a noastră. Sistemul nostru solar se află pe o orbită stabilă a unei găuri negre supermasive situată în centrul Căii Lactee, la o distanță de 25.000 de ani lumină. Dar asta se poate schimba. Dacă galaxia noastră intră în coliziune cu alta, Pământul ar putea fi aruncat spre centrul galaxiei, destul de aproape de gaura neagră supermasivă și va fi înghițit până la urmă. De fapt, se preconizează că o coliziune cu galaxia Andromeda va avea loc peste 4 miliarde de ani, ceea ce nu e o veste bună pentru planeta noastră.
But before we judge them too harshly, black holes aren’t simply agents of destruction. They played a crucial role in the formation of galaxies, the building blocks of our universe. Far from being shadowy characters in the cosmic play, black holes have fundamentally contributed in making the universe a bright and astonishing place.
Dar înainte să le judecăm prea aspru, găurile negre nu sunt doar agenți ai distrugerii. Acestea au jucat un rol important în formarea galaxiilor, elementele de bază ale universului. Departe de a fi personaje negative ale piesei de teatru cosmice, găurile negre au contribuit fundamental la transformarea universului într-un loc viu și uimitor.