O tym jak straciłem lekcję na czarne dziury

Fizyka. Poniedziałek. Zimno, szaro, za oknem deszcz, ciśnienie na poziomie bruku. Zaczynam temat o przeliczaniu jednostek. Będzie objętość, gęstość i masa. Demobilizacja i zmuła totalna.

– Proszę pana! Bo ja widziałem taki program, że się w czarnych dziurach zatrzymuje czas!

Gdy Edmund Niziurski pisał „Sposób na Alcybiadesa” astrofizykom dopiero zaczynała świtać myśl, że pewne rozwiązania równań Einsteina mogą opisywać czarne dziury. Gdyby nie to, Alcybiades na pewno uczyłby fizyki.

Wejść czy nie wejść?…

Dobra, nie męczmy się!

Gdy bardzo masywna gwiazda zużyje swoje paliwo to się może zapaść do ultragęstego obiektu. Grawitacja takiej zapadłej gwiazdy jest wówczas tak wielka, że nic – nawet światło – nie jest w stanie się z niej wydostać bo zwyczajnie porusza się zbyt wolno. Dlatego nazywa się to czarna dziura. Nie widać jej ale jest trochę jak soczewka zakrzywiając przestrzeń wokół siebie. Właśnie – zakrzywiając przestrzeń. Czas też. I rzeczywiście – im większa grawitacja, tym czas bardziej spowalnia. Czyli na parterze płynie wolniej niż na czwartym piętrze ale nikt tego nie odczuwa bo efekt jest zbyt słaby.

Ale w pobliżu czarnej dziury z czasem dzieją się rzeczy niezwykłe. Gdyby dwóch astronautów poleciało statkiem kosmicznym w jej okolice i jeden z nich chciałby ją zbadać, a drugi został na statku, wówczas dla obu zachodziłyby całkiem różne zdarzenia. Pierwszy z nich zbliżając się do czarnej dziury w pewnym momencie minąłby jej horyzont zdarzeń. Z jego perspektywy nie zaszłoby nic szczególnego – może poza faktem, że zginąłby w jej wnętrzu. Ponad wszelką wątpliwość – zginąłby. Drugi w tym czasie obserwowałby jak jego kolega opada coraz wolniej… i wolniej… i wolniej… nigdy nie opadając zupełnie. Czyli w istocie tak jakby zatrzymał się czas.

Najdziwniejsze rzeczy są jednak przed nami. Zgodnie z teorią względności te same zdarzenia mogą być równoczesne w jednym układzie odniesienia, a w drugim już nie muszą. Ale tu jest coś więcej. Tutaj to samo zdarzenie zachodzi i nie zachodzi. Naraz!

Patrzę: jarają się! Mnie to fascynuje i fascynuje to moich uczniów. Dopytują. Nawet tacy co nigdy nie dopytują.

Dałem się wypuścić na dryf jak Alcybiades – ale to ja ten dryf kontroluję. Przemyciłem trochę gęstości i masy – fizycznego betonu, ale jednocześnie takiego feelingu co to jest i jak to sobie wyobrażać. Konwencjonalną lekcję będę musiał zrobić i tak ale staram się nie zmarnować tej inspiracji. I zachwytu nauką, fizyką, rozkminami. Wyciskam z tej szansy maksimum i robię wszystko żeby trwała. Podpowiadam Hawkinga, Dragana i Interstellar. Mówię, że teoria względności to jest jeszcze normalna. Mechanika kwantowa – to dopiero hardcore.

– A dlaczego?

Dzwonek na przerwę. Wpisuję temat Czarne dziury. Straciłem lekcję o jednostkach. Zyskałem inspirację. Przynajmniej na jakiś czas.

Fragment o czarnych dziurach oczywiście w ekstremalnym uproszczeniu bo nie o tym jest ten wpis.

Po więcej zapraszam na przykład tutaj:

https://ed.ted.com/search?qs=black+hole

tutaj:

https://www.youtube.com/watch?v=tgewDHJsqvQ

lub do kultowej książki Hawkinga „Krótka historia czasu”.