क्या ब्लैक होल के आसपास जीवन संभव है?

Paul M। सटर SUNY स्टोनी ब्रुक और फ्लैटिरॉन इंस्टीट्यूट में एस्ट्रोफिजिसिस्ट हैं,  स्पेसमैन एंड स्पेस रेडियो के होस्ट , और "your place in the universe।"  के ऑथर ने इस लेख में योगदान दिया

हम पानी की दुनिया पर सूरज की तरह परिक्रमा करने वाले सितारों पर जीवन के लिए संभावित घरों के बारे में सोच रहे हैं, लेकिन एक नए शोध पत्र में एक नया संभावित निवास स्थान पाया गया है: एक चट्टानी ग्रह जो एक तेजी से घूमते हुए सुपरमाइज़र ब्लैक होल के घटना क्षितिज के पिछले हिस्से की परिक्रमा कर रहा है।

 उस ब्लैक होल के चारों ओर की विदेशी ताकतें ग्रह को सही तरह से गर्म करने में सक्षम हैं, लेकिन परिदृश्य एक पकड़ के साथ आता है: ग्रह को प्रकाश की गति से लगभग परिक्रमा करनी चाहिए।

मानवता का ठौर - ठिकाना

 हम सभी संभावित स्थानों को नहीं जानते हैं कि हमारे ब्रह्मांड में जीवन उत्पन्न हो सकता है, क्योंकि अभी तक हमारे पास केवल एक उदाहरण है: हमें।  जबकि वैज्ञानिकों (और Sci-Fi लेखक) सभी प्रकार की विदेशी व्यवस्थाओं और जीवन-दर्शन के लिए संभावनाओं के बारे में सोचने का आनंद लेते हैं, अलौकिक बुद्धिमत्ता की गंभीर खोजों के लिए, हमारी सबसे अच्छी शर्त यह है कि हम अपनी परिस्थितियों को एक टेम्पलेट के रूप में उपयोग करें, जो जीवन के लिए शिकार नहीं है।  पृथ्वी पर हम जो कुछ भी पाते हैं, उससे बहुत अधिक भिन्न हैं।

 उससे हम दो अत्यंत व्यापक आवश्यकताओं को आकर्षित कर सकते हैं।  एक, हमारे अपने जैसे जीवन के लिए तरल पानी की आवश्यकता होती है।  पानी ब्रह्मांड में सबसे आम अणु है, जो हाइड्रोजन से बना है (तत्व संख्या 1 जब यह ब्रह्मांड में बहुतायत में आता है) और ऑक्सीजन (हमारे सूरज जैसे सितारों के अंदर संलयन प्रतिक्रियाओं का उपोत्पाद, यह भी बहुत आम बनाता है)।  लेकिन वह पानी आमतौर पर या तो प्लाज्मा में वाष्पीकृत हो जाता है (और इसलिए जीवन के लिए बहुत बुरा है) या बर्फ के रूप में इसकी ठोस, जमे हुए अवस्था में बंद हो जाता है (जीवन के लिए भी बहुत अच्छा नहीं है)।

 तरल सामान के द्वारा आने के लिए कठिन है, और गर्मी के एक स्रोत की आवश्यकता होती है जो इतना गर्म नहीं है कि पानी बस वाष्पित हो।  हमने केवल दो प्रकार के स्थानों में यह सही संतुलन पाया है: तारों का तथाकथित "रहने योग्य क्षेत्र", कक्षाओं का एक बैंड जहां प्रकाश इसका सही उत्पादन करता है;  और हमारे सौर मंडल में बाहरी ग्रहों के कुछ चंद्रमाओं की बर्फीली पपड़ी के नीचे दबे हुए हैं, जहां ज्वारीय ताप आवश्यक ऊर्जा उत्पन्न करता है।

 लेकिन सिर्फ कच्ची गर्मी ही काफी नहीं है।  जीवन एक जटिल प्रक्रिया है जो ऊर्जा का उपयोग दिलचस्प चीजें करने के लिए करती है (जैसे चारों ओर घूमना, खाना और प्रजनन करना)।  वे सभी प्रक्रियाएं पूरी तरह से कुशल नहीं हैं, इसलिए वे बेकार गर्मी पैदा करते हैं।  इस अपशिष्ट गर्मी को पर्यावरण से सुरक्षित रूप से दूर फेंक दिया जाना चाहिए;  अन्यथा, आप बुरे सपने ग्रीनहाउस परिदृश्यों के साथ समाप्त हो जाते हैं, तापमान अनियंत्रित स्तर तक बढ़ने और शुरू होने वाले किसी भी जीवन को मारने के साथ।


 पृथ्वी पर, हम अपने अपशिष्ट गर्मी को अवरक्त विकिरण के रूप में अंतरिक्ष के वैक्यूम में डुबो देते हैं।  यह विपरीत, ऊर्जा के स्रोत और सभी कचरे को रखने की जगह के बीच, हमारे घर के ग्रह पर जीवन को फलने-फूलने में सक्षम बनाता है, और संभवतः एक समान सेटअप के साथ किसी अन्य ग्रह को।

warm monsters


 पहली नज़र में, ब्लैक होल किसी भी संभावित जीवन के लिए कम से कम आमंत्रित घरों में दिखाई देते हैं।  आखिरकार, वे शुद्ध गुरुत्वाकर्षण से बनी वस्तुएं हैं, जो किसी भी चीज को खींचती हैं, जो उनके घटना क्षितिज के बहुत करीब पहुंच जाती है, उन्हें बाकी ब्रह्मांड के साथ हमेशा के लिए संपर्क से दूर कर देती है।  कुछ भी नहीं, प्रकाश भी नहीं, उनके गुरुत्वाकर्षण के मोव से बच सकते हैं।ब्लैक होल खुद को प्रकाश नहीं देते हैं - वे काले हैं, आखिरकार - लेकिन यह अपरिहार्य गुरुत्वाकर्षण पूरे ब्रह्मांड में एक आश्चर्य, अद्वितीय प्रदान कर सकता है।

ब्रह्मांड को अनुमति देना कुछ ऐसा है जिसे कॉस्मिक माइक्रोवेव बैकग्राउंड (CMB) कहा जाता है।  सीएमबी बचे हुए विकिरण है जब ब्रह्मांड सिर्फ एक बच्चा था, केवल 380,000 साल पुराना था।  यह, अब तक, पूरे ब्रह्मांड में विकिरण का सबसे बड़ा स्रोत है, आसानी से परिमाण के कई आदेशों द्वारा सभी तारों और आकाशगंगाओं को निगल रहा है।  इसका कारण यह नहीं है कि यह मुख्य रूप से विद्युत चुम्बकीय स्पेक्ट्रम (इसलिए नाम) के माइक्रोवेव क्षेत्र में है।
दूसरे शब्दों में, सीएमबी ठंडा है, जिसमें तापमान शून्य से लगभग 3 डिग्री अधिक है।
 लेकिन जैसा कि सीएमबी प्रकाश एक ब्लैक होल में गिरता है, यह चरम गुरुत्वाकर्षण से उच्च और उच्च ऊर्जा से टकराकर नीला हो जाता है।  घटना के क्षितिज को हिट करने से ठीक पहले, सीएमबी प्रकाश इतनी ऊर्जा प्राप्त कर सकता है कि यह स्पेक्ट्रम के अवरक्त, दृश्यमान और पराबैंगनी भागों में भी स्थानांतरित हो जाता है।दूसरे शब्दों में, ब्लैक होल के पास, सीएमबी ठंडा होना बंद हो जाता है, और बहुत, बहुत गर्म हो जाता है।क्या अधिक है, अगर ब्लैक होल कताई कर रहा है, तो यह प्रकाश को एक संकीर्ण बीम में केंद्रित करने में सक्षम है, जिससे सीएमबी आसमान पर एक ही स्थान के रूप में दिखाई देता है।  सूर्य की तरह का।

गोल्डीलॉक्स

 इसलिए यदि आप ब्लैक होल के करीब जाने में सक्षम हैं, तो आप अपने आप को आश्चर्यजनक रूप से गर्म पाएंगे, और यदि आप एक ग्रह हैं, तो आप बस अपने पानी की बर्फ को तरल पानी के महासागरों में परिवर्तित कर सकते हैं - जीवन के लिए एक संभावित घर।

 लेकिन जीवन को फलने-फूलने के लिए, उसे हीट सिंक की भी आवश्यकता होती है, जो कि ब्लैक होल द्वारा ही प्रदान किया जा सकता है।  ब्लैक होल के करीब, गुरुत्वाकर्षण की विकृतियाँ घटना क्षितिज की उपस्थिति को बढ़ाती हैं, यह सूजन की तुलना में कहीं अधिक बड़ी होती है जो आप शायद ही सोचते होंगे।ब्लैक होल के करीब पर्याप्त (घटना क्षितिज के 1% से कम त्रिज्या पर), गर्म सीएमबी केवल एक छोटी सी डिस्क को भरने के लिए सिकुड़ती है, जबकि घटना क्षितिज आकाश के 40% को कवर करने के लिए सूज जाती है।  यदि आपका ग्रह घूम रहा है, तो आपके पास "सूरज" और "रात" है - और जीवन में वह सब कुछ है जो उसे अपना व्यवसाय करने की आवश्यकता है।

 लेकिन इस दायरे में परिक्रमाएं आमतौर पर बेहद अस्थिर होती हैं, हर तरह से भयानक कालेपन की चपेट में आ जाती हैं।  हाल ही में, शोधकर्ताओं की एक टीम ने द एस्ट्रोफिजिकल जर्नल में एक विश्लेषण प्रकाशित किया, जिससे इस स्थिति का पता लगाया जा सके कि क्या स्थिति को स्थिर करने का कोई तरीका है।और उन्होंने इसे काम करने का एक तरीका पाया।  यदि ब्लैक होल बड़ा है, तो सूरज के द्रव्यमान का कम से कम 1.6x108 गुना, और तेजी से घूमता है, तो यह घटना क्षितिज के ठीक ऊपर एक "रहने योग्य क्षेत्र" को होस्ट करता है, जहां स्पेक्ट्रम के यूवी भाग में सीएमबी प्रकाश चोटियों पर रहता है।  गर्म, लेकिन भयानक नहीं।  कोई भी ग्रह और ग्रह अत्यधिक गुरुत्वाकर्षण बलों द्वारा नष्ट हो जाएंगे, और कोई भी दूर और सीएमबी बहुत ठंडा होगा।  लेकिन उस संकीर्ण बैंड में?  बस सही।

 हालांकि यह परिदृश्य संभव है, यह बहुत सुंदर नहीं होगा।  ग्रह को प्रकाश की गति के लगभग गति से परिक्रमा करनी होगी, जो कि समय के हजारों के फैलाव कारक का अनुभव करता है - जिसका अर्थ है कि उस दुनिया में जाने वाले प्रत्येक सेकंड के लिए, घंटे हमारे द्वारा स्लाइड करेंगे।  और कौन जानता है कि क्या कोई ग्रह अपना रास्ता भी पा सकता है जो जीवित रहते हुए भी ब्लैक होल के करीब है।फिर भी, काम दिखाता है कि हमें अपने दिमाग को खुला रखना है जब यह ब्रह्मांड के सबसे भयानक वातावरणों में से कुछ के लिए जीवन और संभावित घरों के लिए आता है।