Οι μαύρες τρύπες είναι από τα πιο δημοφιλή κοσμικά αντικείμενα στις ιστορίες επιστημονικής φαντασίας. Είναι στην κυριολεξία, αστρικά τέρατα, μάζες των οποίων η βαρυτική έλξη δεν επιτρέπει τίποτα να ξεφύγει. Υπάρχουν κάποια νοητικά πειράματα τα οποία μπορούν να μας βοηθήσουν να κατανοήσουμε τη λειτουργία τους. Νοητικά φυσικά, γιατί θα χρειαστούν πολλά ακόμα για να μπορέσουμε να πλησιάσουμε και να παρατηρήσουμε από κοντά μια μαύρη τρύπα.
Πρώτα κάτι γενικό. Οι μαύρες τρύπες είναι κοσμικά σώματα τεράστιας πυκνότητας. Όταν η μάζα της Γης στο χώρο που είναι συγκεντρωμένη ασκεί στα σώματα της επιφάνειάς της(και σε εμάς προφανώς) μία δύναμη που τους δίνει επιτάχυνσης περίπου 10m/s^2 προς το κέντρο της, οι μαύρες τρύπες είναι πολύ περισσότερη μάζα σε μικρότερο χώρο. Οι μαύρες τρύπες προέρχονται από θανάτους αστεριών. Όταν ένα αστέρι πεθαίνει, όλη η μάζα του καταρρέει σε έναν πολύ μικρό χώρο, δημιουργώντας ένα σώμα τεράστιας πυκνότητας. Αυτό το γεγονός προκαλεί μία τρομακτική έλξη βαρύτητας, η οποία δεν επιτρέπει ακόμα και το φως(τα φωτόνια) να ξεφύγουν.
Γι’ αυτό άλλωστε είναι και μαύρες. Σε έναν περιορισμένο χώρο γύρω από το κέντρο της μαύρης τρύπας, το φως δεν μπορεί να ξεφύγει. Έτσι λοιπόν, από εκείνο το χώρο δεν ξεφεύγουν φωτόνια, και δεν φτάνουν σε εμάς. Δεν μπορούμε να δούμε κάτι, εξ ου και η “μαύρη τρύπα”. Τα παρακάτω ίσως βοηθήσουν παραπάνω.
Έστω ότι ο Γιάννης και η Μαρία πηγαίνουν με ένα διαστημόπλοιο δίπλα σε μία μαύρη τρύπα. Ο Γιάννης, γενναία, πηδάει προς τη μαύρη τρύπα, ενώ η Μαρία παρατηρεί την πορεία του μέσα από το διαστημόπλοιο. Τί θα παρατηρήσουν οι δύο τους;
Η Μαρία θα δει τον Γιάννη να απομακρύνεται, καθώς πέφτει προς τη μαύρη τρύπα. Αρκετά παράδοξα θα συμβούν όμως. Πρώτον, θα δει τον Γιάννη να επιβραδύνει καθώς πλησιάζει προς τη μαύρη τρύπα, μέχρι που σε ένα σημείο θα φαίνεται να σταματά και να μένει ακίνητος. Το πιο περίεργο έρχεται μετά. Η Μαρία θα δει τον Γιάννη να εξαφανίζεται. Μετά μάλλον θα φύγει απογοητευμένη για τη Γη.
Τί συνέβη; Η μαύρη τρύπα δίνει μία τρομακτική επιτάχυνση στο Γιάννη λόγω της τεράστιας βαρύτητας. Επομένως, ο Γιάννης θα αρχίσει να επιταχύνεται. Η Θεωρία της Σχετικότητας όμως περιγράφει ότι καθώς ένα σώμα πλησιάζει την ταχύτητα του φωτός, τόσο πιο αργά τρέχει ο χρόνος για αυτό. Καθώς ο Γιάννης λοιπόν παρουσιάζει μία τρομακτική επιτάχυνση, ο χρόνος θα κινείται πιο αργά για αυτόν! Έτσι θα φανεί στη Μαρία ότι κινείται πιο αργά.
Γιατί εξαφανίστηκε;Η Μαρία βλέπει το Γιάννη καθώς τα φωτόνια που εκπέμπονται από αυτόν φτάνουν στο μάτι της. Όπως όμως όλα τα παιδιά του λυκείου μαθαίνουν, το φως είναι και σώμα και κύμα. Έτσι τα φωτόνια που εκπέμπονται από το Γιάννη, επηρεάζονται ομοίως από τη βαρύτητα της μαύρης τρύπας. Το μήκος κύματος τους θα μεγαλώσει. Έτσι θα μετακινηθούν προς το κόκκινο, μετά στο φάσμα του υπέρυθρου, μετά στα μικροκύματα κοκ. Καθώς το ανθρώπινο μάτι όμως μπορεί να δει μέχρι το κόκκινο όμως, η Μαρία θα δει το Γιάννη πιο μετά να εξαφανίζεται. Το φως που θα έρχεται από αυτόν θα έχει μετακινηθεί μετά το κόκκινο.
Τί θα βιώσει ο Γιάννης; Η εμπειρία ίσως είναι λίγο πιο δυσάρεστη για αυτόν. Ο χρόνος ναι μεν θα φαίνεται να κινείται κανονικά για αυτόν, αλλά θα έχει άλλα προβλήματα.
Η βαρύτητα που ασκεί η μαύρη τρύπα είναι τρομακτικής δύναμης. Επομένως όμως, η βαρύτητα που θα ασκείται στο κεφάλι του, θα είναι μεγαλύτερη από αυτή που θα ασκείται στα πόδια του(ας πούμε ότι έπεσε με το κεφάλι). Φαντάζεστε τη συνέχεια; Ο Γιάννης θα κοπεί πρώτα σε δύο κομμάτια, μετά σε 4, σε 6, σε 8, σε 16, μέχρι που θα φτάσει να είναι μία σειρά υποατομικών σωματιδίων (μετά από αρκετές διχοτομήσεις) η οποία θα κινείται με σχεδόν την ταχύτητα του φωτός προς το κέντρο της μαύρης τρύπας.
Άσχημη φάση για το Γιάννη.