Små små svarta hål, nu och förr

På min andra blogg (där jag skriver mer personligt och mycket om sådant jag läser) har jag ett projekt på gång att läsa alla noveller som fått Hugo-priset, som är ett viktigt pris inom science fiction-världen och delas ut i en rad olika kategorier varje år.

Nu har jag kommit fram till 1975, då Larry Niven vann med ”The Hole Man”. Just det jag vill skriva om den novellen passar faktiskt bättre här på min fysikblogg. Novellen är nämligen ett solitt exempel på hård sf, som grundar sig på spekulation kring faktiska vetenskapliga rön. Och den handlar om svarta hål.

Det här är inte den sortens berättelse som är någon direkt storslagen läsupplevelse. Mer en liten kluring är det. Varken handling eller personer är särskilt djupt eller intressant beskrivna, så det lämnar jag därhän — det intressanta är det vetenskapliga innehållet, om svarta hål. (Om du inte vill veta något alls om en berättelse innan du läser den, och har på känn att du vill läsa Nivens gamla noveller, då kan du sluta läsa här och återkomma senare när du har läst ”The Hole Man”. Den verkar inte finnas tillgänglig online men här finns en lista på antologier och samlingar där den har tryckts.)

Svarta hål är fenomen som många fascineras av — men den här gången är det inte fråga om jättestora lämningar efter kollapsade stjärnor, utan mycket små svarta hål som är lämningar efter universums första väldigt sammanpressade tidsålder. (Det här med små svarta hål kommer du förresten att kunna läsa mer om i decembernumret av Populär Astronomi!)

I novellen hittar några forskare lämningar efter främmande besökare på planeten Mars. De har bland annat lämnat efter sig en kommunikationsapparat, som sänder signaler i form av gravitationsvågor. Gravitationsvågorna gör den genom att sätta ett mikroskopiskt svart hål i svängning, ett svart hål som är upphängt i ett elektriskt fält.

Jag vet näst intill ingenting om gravitationsvågor, så jag kan inte säga något om hur starka vågor det skulle gå att göra med en sådan teknik, eller hur mätbara de skulle vara. Det är svårt att mäta, så mycket vet jag (se till exempel LIGO, ett instrument som inte lyckades detektera några gravitationsvågor — men som var mycket bra på det, vilket också är viktigt). Tydligen fanns det folk som diskuterade möjligheterna att kommunicera med gravitationsvågor i början av 70-talet. Hos IEEE hittar jag en senare artikel (bakom betalvägg, tyvärr) som reder ut litegrann om exakt hur svårt det skulle vara i praktiken.

En annan sak som jag faktiskt inte visste, bara för att jag aldrig tänkt på det: svarta hål kan ha elektrisk laddning. Man brukar säga att svarta hål ”inte har något hår”, vilket betyder att egenskaperna hos allt som försvinner i hålet utplånas. Tre egenskaper blir ändå kvar: massan förstås, rörelsemängdsmomentet (”snurret”, svarta hål kan rotera), och så faktiskt elektrisk laddning. Så ett litet svart hål skulle teoretiskt kunna matas med elektriskt laddade partiklar, och sedan styras med elektromagnetiska fält som i novellen.

Men en sak som Larry Niven inte visste, och som faktiskt stod klart för Stephen Hawking ganska kort efter att den här novellen skrevs, är att svarta hål inte är helt svarta. De kan så att säga avdunsta, genom något vi kallar Hawkingstrålning. Riktigt stora svarta hål krymper inte bort av detta, men små svarta hål kan inte överleva hur länge som helst. Om de blir tillräckligt små krymper de mycket fort, de försvinner i en explosion av gammastrålning. Och ett så litet hål som det rör sig om i den här berättelsen: 10^{14} gram (men mindre än en atom!), det borde ha dunstat bort för länge sedan, de lever bara (nåja, jämfört med universums ålder är det inte så långt) ett par miljarder år.

Det är inte helt klart för mig ifall det skulle kunna vara en halvt avdunstad rest av ett ursprungligen större svart hål, men så vitt jag har förstått finns det en gräns där ett svart hål är så stort att det kan hålla sig i jämvikt genom att svälja kosmisk bakgrundsstrålning, och alltså inte krymper. Enligt Wikipedia är det svarta hål med massor jämförbara med månens — 10^{22} gram — som blir kvar, men de som är mindre kokar bort.

Så den här kommunikationsmetoden kanske inte är något vi ska vänta alltför ivrigt på. Men det är en cool idé.

Om åka

Fysiker, sf-fantast, allmän entusiast.
Det här inlägget postades i detektorer, Gravitation, Vetenskap och science fiction. Bokmärk permalänken.

En kommentar till Små små svarta hål, nu och förr

  1. Ping: ”The Hole Man” av Larry Niven | Landet Annien

Kommentera

Fyll i dina uppgifter nedan eller klicka på en ikon för att logga in:

WordPress.com Logo

Du kommenterar med ditt WordPress.com-konto. Logga ut / Ändra )

Twitter-bild

Du kommenterar med ditt Twitter-konto. Logga ut / Ändra )

Facebook-foto

Du kommenterar med ditt Facebook-konto. Logga ut / Ändra )

Google+ photo

Du kommenterar med ditt Google+-konto. Logga ut / Ändra )

Ansluter till %s