Neilgi pēc tam, kad Einšteins 1915. gadā publicēja savu teoriju par vispārējo relativitāti, fiziķi sāka spekulēt par melno caurumu esamību. Šie telpas laika reģioni, no kuriem nekas (pat ne gaisma) nevar izbēgt, ir tie, kas dabiski rodas vismasīvāko zvaigžņu dzīves cikla beigās. Kaut arī parasti tiek uzskatīts, ka melnie caurumi ir nepatīkami ēdāji, daži fiziķi ir domājuši, vai viņi varētu atbalstīt arī savas planētu sistēmas.
Raugoties uz šī jautājuma risināšanu, Dr Sean Raymond - amerikāņu fiziķis, kas šobrīd atrodas Bourdeaux universitātē - izveidoja hipotētisku planētu sistēmu, kuras centrā atrodas melnais caurums. Balstoties uz virkni gravitācijas aprēķinu, viņš noteica, ka melnais caurums spēs noturēt deviņas atsevišķas Saules stabilā orbītā ap to, kas spētu uzturēt 550 planētas apdzīvojamā zonā.
Viņš nosauca šo hipotētisko sistēmu par “Melno caurumu galīgo Saules sistēmu”, kas sastāv no melna cauruma, kas nav vērpjams un ir miljons reizes masīvāks par Sauli. Tā ir aptuveni viena ceturtdaļa Strēlnieka A * masas, supermasīvā melnā cauruma (SMBH), kas atrodas Piena ceļa galaktikas centrā (kurā ir 4,31 miljons saules masu).
Kā norāda Raimonds, viena no šī melnā cauruma tiešajām priekšrocībām sistēmas centrā ir tā, ka tā var atbalstīt lielu skaitu Saules. Savas sistēmas dēļ Raimonds izvēlējās 9, uzskatot, ka viņš norāda, ka, pateicoties centrālā melnā cauruma milzīgajai gravitācijas ietekmei, to var uzturēt. Kā viņš rakstīja savā vietnē:
“Ņemot vērā to, cik masīvs ir melnais caurums, viens gredzens varētu turēt līdz 75 Saulēm! Bet tas apdzīvojamo zonu diezgan tālu virzītu uz āru, un es nevēlos, lai sistēma pārāk izkliedētos. Tāpēc gredzenā izmantošu 9 Saules, kas visu izstumj ar koeficientu 3. Gredzenu noliksim pie 0,5 AU, tālu ārpus iekšējās stabilās apļveida orbītas (apmēram 0,02 AU), bet labi apdzīvojamās zonas iekšpusē (no apmēram 2,7 līdz 5,4 AU). ”
Vēl viena būtiska priekšrocība, ka sistēmas centrā ir melnais caurums, ir tā, ka tā saraujas, kas tiek saukta par “kalna rādiusu” (aka. Kalna sfēra vai Roche lode). Tas būtībā ir reģions ap planētu, kur tās smagums ir dominējošs pār zvaigznes, kuru tā riņķo, un tāpēc var piesaistīt satelītus. Pēc Raimonda teiktā, planētas Kalna rādiuss būtu simtreiz mazāks ap miljons saules melno caurumu nekā ap Sauli.
Tas nozīmē, ka konkrētais kosmosa reģions varētu stabili ietilpt 100 reizes vairāk planētu, ja tās apkārt Saulei riņķotu ar melnu caurumu. Kā viņš paskaidroja:
“Planētas var būt ļoti tuvu viena otrai, jo melnā cauruma gravitācija ir tik spēcīga! Ja planētas ir mazas rotaļlietas ar karstajiem riteņiem, vairums planētu sistēmu ir izkārtotas tāpat kā parastajās automaģistrālēs (piezīme uz sāniem: es mīlu karstos riteņus). Katra automašīna paliek savā joslā, bet automašīnas ir daudz mazākas nekā attālums starp tām. Ap melno caurumu planētu sistēmas var samazināt līdz pat karstā riteņa izmēra sliedēm. Automašīnas ar karstajiem riteņiem - mūsu planētas - nemaz nemainās, taču tās var palikt stabilas, atrodoties daudz tuvāk. Viņi nepieskaras (tas nebūtu stabils), viņi ir tikai tuvāk viens otram. ”
Tas ļauj daudzām planētām izvietot sistēmu apdzīvojamā zonā. Balstoties uz Zemes kalna rādiusu, Raimonds lēš, ka apmēram sešas Zemes masas planētas varētu ietilpt stabilās orbītās tajā pašā zonā ap mūsu Sauli. Tas ir pamatots ar faktu, ka Zemes masas planētas varētu būt aptuveni 0,1 AU attālumā viena no otras un uzturēt stabilu orbītu.
Ņemot vērā, ka Saules apdzīvojamā zona aptuveni atbilst attālumiem starp Venēru un Marsu - attiecīgi 0,3 un 0,5 AU attālumā -, tas nozīmē, ka ir 0,8 AU vietas, kur strādāt. Tomēr ap melno caurumu ar 1 miljonu Saules masu tuvākā kaimiņu planēta varētu būt tikai 1/1000th (0,001) no AU, un tai joprojām ir stabila orbīta.
Veicot matemātiku, tas nozīmē, ka aptuveni 550 Zemes varētu ietilpt tajā pašā reģionā, kas riņķo ap melno caurumu un tā deviņām Saules. Šim visam scenārijam ir viens neliels trūkums, proti, ka melnajam caurumam vajadzētu palikt pie pašreizējās masas. Ja tas kļūtu lielāks, tas izraisītu, ka tās 550 planētu kalna rādiuss samazinās arvien tālāk.
Kad kalna rādiuss būs nokritis līdz vietai, kur tas bija tāda paša izmēra kā jebkura no Zemes masas planētām, melnais caurums sāks tos saplēst. Bet ar 1 miljonu Saules masu melnais caurums spēj ērti atbalstīt masīvu planētu sistēmu. "Ar mūsu miljons Saules melno caurumu Zemes kalna rādiuss (pašreizējā orbītā) jau būtu līdz robežai, tikai nedaudz vairāk nekā divas reizes pārsniedzot reālo Zemes rādiusu," viņš saka.
Visbeidzot, Raimonds apsver sekas, kādas varētu būt dzīvošanai šādā sistēmā. Par vienu gadu uz jebkuras planētas, kas atrodas sistēmas apdzīvojamā zonā, gads būtu daudz īsāks, jo to orbitālie periodi būtu daudz ātrāki. Būtībā gads ilgst aptuveni 1,6 dienas planētām apdzīvojamās zonas iekšējā malā un 4,6 dienas planētām apdzīvojamās zonas ārējā malā.
Turklāt uz jebkuras sistēmas planētas virsmas debesis būtu daudz pārpildītākas! Ja tik daudz planētu atrodas tuvu orbītā, tās iziet ļoti tuvu viena otrai. Tas būtībā nozīmē, ka no jebkuras atsevišķas Zemes virsmas cilvēki tuvāk esošās Zemes varēs redzēt tikpat skaidri, kā dažās dienās mēs redzam Mēnesi. Kā ilustrējis Raimonds:
Pēc tuvākās pieejas (savienojuma) attālums starp planētām ir aptuveni divas reizes lielāks par Zemes un Mēness attālumu. Šīs planētas ir visas Zemes lieluma, apmēram 4 reizes lielākas nekā Mēness. Tas nozīmē, ka kopā katrai planētas tuvākajai kaimiņienei debesīs parādās apmēram divreiz lielāks pilnmēness izmērs. Un ir divi tuvākie kaimiņi, iekšējais un ārējais. Plus, nākamie tuvākie kaimiņi ir divreiz tālāk, tāpēc tie joprojām ir tik lieli kā pilnmēness savienojuma laikā. Un vēl četras planētas, kurām savienojuma laikā būtu vismaz puse no pilnmēness. ”
Viņš arī norāda, ka savienojumi orbītā notiks gandrīz vienreiz, kas nozīmētu, ka ik pēc dažām dienām netrūks milzu priekšmetu, kas šķērso debesis. Un, protams, būtu arī pašas Saules. Atgādināt šo ainu Zvaigžņu karos, kur jauns Lūks Skyvalkers vēro divas tuksnesī uzspīdējušas saules? Nu, tas nedaudz gribētos, izņemot daudz foršāk!
Saskaņā ar Raimonda aprēķiniem, deviņas Saules ik pēc trim stundām ap orbītu aizpildītu orbītu. Ik pēc divdesmit minūtēm viena no šīm Saules spīd garām melnajam caurumam, lai to izdarītu tikai 49 sekundes. Šajā brīdī notiktu gravitācijas lēca, kur melnais caurums koncentrētu Saules gaismu uz planētu un izkropļotu Saules šķietamo formu.
Lai ilustrētu, kā tas varētu izskatīties, viņš piedāvā animāciju (parādīts iepriekš), ko izveidojis @GregroxMun - planētas modelētājs, kurš izstrādā kosmosa grafiku Kerbalam un citām programmām, izmantojot Space Engine.
Kaut arī šāda sistēma dabā nekad nevar rasties, ir interesanti zināt, ka šāda sistēma būtu fiziski iespējama. Un kas zina? Varbūt pietiekami progresīva suga ar spēju vilkt zvaigznes un planētas no vienas sistēmas un novietot tos orbītā ap melno caurumu, varētu modēt šo Ultimate Saules sistēmu. Iespējams, ka kaut ko meklē SETI pētnieki?
Šis hipotētiskais vingrinājums bija Raimonda otrais ieguldījums divu daļu sērijās ar nosaukumu “Melnie caurumi un planētas”. Pirmajā maksājumā “Melnā cauruma saules sistēma” Raimonds apsvēra, kas būtu, ja mūsu sistēma riņķotu ap melnā cauruma - saules bināro. Kā viņš norādīja, maigi izsakoties, sekas uz Zemi un citām Saules planētām būs interesantas!
Raimonds nesen paplašināja arī Ultimate Saules sistēmu, ierosinot Million Earth Earth Saules sistēmu. Pārbaudiet tos visus viņa vietnē PlanetPlanet.net.
