ett svart hål är en enkelriktad utgång från vårt universum.

tanken på ett svart hål – ett objekt så massivt att ingenting kunde undkomma greppet om dess gravitation – går tillbaka till 1700-talet. men den moderna historien om svarta hål börjar verkligen med Einsteins revolutionära gravitationsteori, färdigställd 1917. Under det senaste århundradet har forskare använt Einsteins gravitationsteori för att utveckla en bild av hur svarta hål måste vara. Här är några av de fantastiska egenskaperna hos svarta hål som de har förutsagt.

i princip kan något objekt-även en sten-göras till ett svart hål genom att klämma det i en tillräckligt liten volym. Under dessa förhållanden fortsätter objektet att kollapsa under sin egen vikt och krossar sig ner till nollstorlek. Men enligt Einsteins teori förblir objektets massa och gravitation bakom, i form av en extrem snedvridning av rymden och tiden runt den. Denna förvrängning av utrymme och tid är det svarta hålet.

i naturen är de enda föremålen som kan bilda ett svart hål på egen hand stora stjärnor – stjärnor flera gånger mer massiva än vår egen sol. I slutet av sina liv kollapsar dessa stjärnor under sin egen vikt och bildar ett svart hål. Medan den ursprungliga stjärnan kan vara miljontals miles bred, det resulterande svarta hålet är bara några miles över. Hålet i sig är format som en strandboll – sfärisk.

det resulterande svarta hålet är det mörkaste svarta i universum: oavsett hur kraftfullt ett ljus du lyser på det, studsar inget ljus någonsin tillbaka, eftersom ljuset sväljs av hålet. Ett svart hål är ett riktigt ” hål ”i rymden: allt som korsar hålets kant – kallat hålets” horisont ” – sväljs för alltid. Av denna anledning betraktas svarta hål som en kant av rymden, en enkelriktad utgångsdörr från vårt universum; ingenting inuti ett svart hål kan någonsin kommunicera med vårt universum igen, även i princip.

men svarta hål är ännu konstigare än så. När du kommer närmare ett svart hål, saktar flödet av tid ner, jämfört med flödet av tid långt från hålet. (Enligt Einsteins teori producerar varje massiv kropp, inklusive jorden, denna effekt. Jordens gravitation är så svag att tidens avmattning inte märks, men effekten har bekräftats med hjälp av känsliga instrument. Till exempel, vid havsnivå åldras du en miljarddels sekund mindre varje år än om du bodde på toppen av Mt. Everest.) Nära ett svart hål är tidens avmattning extrem. Ur observatörens synvinkel utanför det svarta hålet stannar tiden. Till exempel skulle ett föremål som faller i hålet verka fruset i tid vid hålets kant.

inuti ett svart hål ligger det verkliga mysteriet. Enligt Einsteins teori, tid och rum, på ett sätt, handelsplatser inuti hålet. Inuti det svarta hålet drar själva tidens flöde fallande föremål in i mitten av det svarta hålet. Ingen kraft i universum kan stoppa detta fall, mer än vi kan stoppa tidens flöde.

i mitten av det svarta hålet är där vår förståelse bryts ner. Einsteins gravitationsteori verkar förutsäga att tiden själv förstörs i mitten av hålet: tiden kommer till ett abrupt slut där. Av denna anledning, ett svart hål beskrivs ibland som ” omvänd skapelse.”Men ingen vet hur eller varför tiden kan komma till ett abrupt slut, mer än vi vet hur tiden skapades i första hand. Einsteins gravitationsteori gäller inte längre vid dessa minsta avstånd, och nya naturlagar måste hittas som beskriver vad som händer i mitten av ett svart hål.

leder insidan av ett svart hål till ett annat universum, som vissa forskare har hävdat? Sanningen är att ingen verkligen vet. Vi kan inte göra ett direkt experiment för att ta reda på, även i princip, eftersom ingen information eller bevis någonsin kan komma tillbaka ur ett svart hål. Det är det som gör det så viktigt att hitta och studera svarta hål från utsidan, samtidigt som man utvecklar teorier som mer säkert kan förutsäga vad som kan hända på insidan av det svarta hålet.

det är en sak att förutsäga hur svarta hål ska vara. Det är helt annat att jaga efter dem i naturen. Finns det verkligen svarta hål? Om så är fallet, hur är de? Utforska bevisen för svarta hål i nästa avsnitt >