Angenommen, wir entdecken ein stellares Schwarzes Loch, das in der Nähe des Sonnensystems vorbeizieht, und wir haben die Technologie und die Zeit, um eine bemannte Mission zu entsenden, um es zu untersuchen.
Gibt es irgendwelche Experimente oder Beobachtungen, die uns helfen würden, mehr zu lernen, vielleicht einige unserer Theorien zu testen, oder die ganze Mission ist sinnlos?
Ich würde dies gerne als Einstellung verwenden, wenn es Sinn macht.
Ausgedachte Geschichte
Mein „Held“ ist ein Physiker, der an einer unheilbaren Krankheit leidet, die ihn jedoch nicht daran hindern wird, seine Mission zu erfüllen. Er weiß, dass es eine einfache Fahrt ist, und deshalb hat er sich freiwillig bereit erklärt, dorthin geschickt zu werden. Mein Plan war, einige Beobachtungen zu machen, mit Sonden zu experimentieren und schließlich in das Schwarze Loch einzudringen. Ich weiß, es ist ein Klischee, aber es fühlt sich cool an.
Es gibt so viele Dinge, die man studieren könnte, indem man ein Schwarzes Loch betrachtet. Es gibt viele offene oder teilweise ungelöste Probleme, die sie umgeben:
Ist die allgemeine Relativitätstheorie genau? Alle Beweise sprechen dafür, aber mehr Experimente schaden nie. Viele Tests der Allgemeinen Relativitätstheorie könnten in der Nähe des Schwarzen Lochs wiederholt werden, wo relativistische Effekte extrem stark sind. Die Tests könnten beinhalten
Wir könnten auch alternative Gravitationstheorien testen und vielleicht einige davon ausschließen.
Gibt es überhaupt Schwarze Löcher? Während es eine Menge Beweise für Schwarze Löcher oder schwarzlochähnliche Objekte gibt, wurden Alternativen oder Modifikationen vorgeschlagen, einschließlich
Viele dieser Ideen sind wild, und einige können nicht durch Beobachtungen von Schwarzen Löchern (oder "Schwarzloch-ähnlichen Objekten") getestet werden.
Nun, all dies könnte von Computern erledigt werden, nicht von Menschen. Warum also Menschen schicken, die diese lästige Luft, Nahrung, Wasser, Abfallentsorgung, Lebenserhaltungssysteme, Lebensversicherungen usw. brauchen? Gute Frage. Hier sind meine Antworten:
Die Kommunikation ist schwierig, und Menschen können spontane Entscheidungen treffen. Licht breitet sich mit endlicher Geschwindigkeit aus, und in astronomischen Maßstäben ist das lästig. Es dauert 8 Minuten, bis Licht von der Sonne zur Erde gelangt (eine astronomische Einheit oder AE). Das Sonnensystem ist viel größer – sogar Neptun ist 30 AE von der Sonne entfernt. Dieses Schwarze Loch ist wahrscheinlich weiter entfernt, besonders wenn es das System nicht stört (unwahrscheinlich, es sei denn, es ist wirklich weit entfernt).
Daher können Sie entweder die Reiseroute im Voraus programmieren oder Personen schicken, die vor Ort Entscheidungen treffen können. Mission Control wird nicht da sein, um die Schiffscomputer durch diese Sache zu führen, und Menschen haben ein gewisses Talent dafür, Probleme zu lösen, wenn die Dinge nicht wie geplant laufen.
Wie @HDE22686 feststellte, gibt es viele interessante Phänomene im Zusammenhang mit Schwarzen Löchern. Angesichts der Möglichkeit, einen aus der Nähe zu studieren, ist es wahrscheinlich, dass Missionen gesendet werden . Die Beschreibung all der coolen Phänomene, die mit Schwarzen Löchern verbunden sind, bedeutet jedoch nur, dass sie untersucht werden – nicht, dass Menschen da sein werden, um sie zu sehen
Zusammenfassend werden wir Menschen – die die Missionen durcheinanderbringen könnten – auf seltsame und potenziell grausame Weise töten, Millionen von Kilometern von zu Hause entfernt, ohne Chance auf Wiedererlangung – wenn Maschinen die Arbeit noch besser erledigen können. Missionen? Ja! Personen? Nein .
Gegenwärtig haben wir zwei Haupttheorien der Physik:
Wir haben es nicht geschafft, diese beiden zusammenzubringen. Einer der Gründe dafür ist, dass wir keine Experimente durchführen konnten, die beide gleichzeitig testen. Objekte, die klein genug sind, um Quanteneffekte zu haben, werden von der Schwerkraft nicht merklich beeinflusst. Zumindest nicht stark genug, um zwischen verschiedenen Gravitationstheorien unterscheiden zu können.
Unsere anderen Theorien (z. B. Elektromagnetismus) können mit der einen oder anderen übereinstimmen, aber nicht mit beiden gleichzeitig.
Schwarze Löcher verändern die Dinge. Hier ist die Schwerkraft sehr stark und sogar Elektronen werden die Anziehungskraft spüren.
Wenn wir in der Lage wären, sowohl eine Neutrinoquelle als auch einen Neutrinodetektor mitzubringen, würden wir viel über diese mysteriösen Teilchen erfahren. Allerdings sind Neutrino-Detektoren auf dem aktuellen oder in der nahen Zukunft liegenden technischen Niveau sehr massiv und nichts, was man von der Erde wegbewegen kann.
Ich bin sicher, dass es auch ohne das zahlreiche Experimente gibt, die wir mit einem bescheidenen Elektronenstrahl durchführen könnten, die sehr nützlich sein werden.
Das Hauptexperiment, das ich sehe, besteht darin, einen Laser oder einen Elektronenstrahl sehr nahe an den Ereignishorizont zu senden und dort, wo er herauskommt, einen Detektor zu platzieren.
Nützliche Ergebnisse wären der Ablenkwinkel und die für die Fahrt benötigte Zeit. Vielleicht auch, wie breit der Strahl geworden ist.
Wenn sich das Loch dreht, ist das Senden von Strahlen sowohl mit als auch gegen die Drehung interessant.
Hier geht es um Wissenschaft, was bedeutet, dass wir im Voraus nicht wissen, welche Experimente wir durchführen wollen. Die Ergebnisse des einen Experiments werden neue physikalische Theorien vorschlagen. Diese werden neue Experimente zur Durchführung vorschlagen.
Eine Maschine kann das nicht. (Es sei denn, Sie haben eine leistungsstarke KI) Wenn keine Menschen vor Ort sind, müssen die Ergebnisse zur Erde gesendet und neue Befehle zurückgesendet werden. Das wird zu lange dauern und das Schwarze Loch wird sich entfernen, bevor wir fertig sind.
Ich schlage eine Crew vor, die aus einer Mischung von Astronauten und Physikern besteht. Beide müssen die andere Seite gut verstehen, aber am Ende unterscheiden sie sich in ihren Zielen. Die Astronauten werden alle am Leben erhalten und in einem Stück nach Hause zurückkehren wollen. Die Physiker werden weitere Experimente durchführen wollen. Mehr ! MEHR !!
Andere Antworten haben vorgeschlagen, mehrere unbemannte Sonden anstelle einer bemannten zu schicken. Ich schlage ein bemanntes Schiff mit vielen unbemannten Sonden vor. Das Schiff hält sich vorsichtig weit weg von der Strahlung, die Sonden nähern sich, nicht nahe genug, dass Gezeiteneffekte sie zerstören könnten, aber auf jeden Fall in Gebiete mit harter Strahlung.
Es kommt die Zeit, in der sich das Loch entfernt und wir zur Erde zurückkehren müssen. Hinterlassen Sie etwas, das Aliens entdecken können, vielleicht so etwas wie die Pioneer Plaques und Voyager Golden Discs.
Das Loch wird ein Magnet für Wissenschaftler aus jeder Zivilisation sein, die es in der Nähe passiert, und ein guter Treffpunkt.
Vielleicht finden wir dort schon ein außerirdisches Artefakt ...
Schicken Sie keine Menschen!
Es gibt zwei grundlegende Gründe, Menschen in den Weltraum zu schicken:
1) Um mit dem Unerwarteten fertig zu werden. Wenn Ihre Mission aus dem Ruder läuft, ist die Erfolgswahrscheinlichkeit viel größer, wenn Sie ein sehr flexibles System an Bord haben: einen Menschen. Denken Sie an Apollo 11, der in den Steingarten herunterkommt. Die damalige Technik hätte die Rakete zum Absturz gebracht, selbst moderne Technik hätte es schwer, sie sicher zu landen. Ein menschlicher Pilot war in der Lage, das Problem zu analysieren und zu lösen, wodurch die Mission gerettet wurde.
2) Wenn es ein Analyseproblem gibt, das vernünftigerweise nicht von Technikern gehandhabt werden kann. Die Technik der Apollo-Ära konnte beim Sammeln von Mondgestein keine vernünftige Arbeit leisten. Wenn wir andere Proben mit nach Hause bringen wollten als die, die gerade unter der Schaufel waren, mussten wir Menschen schicken. (Und beachten Sie, dass das Landeproblem in Nr. 1 auch ein Beispiel dafür ist.)
Wenden Sie nun diese Standards auf eine Schwarze-Loch-Mission an:
1) Das Unerwartete, sicher. Es ist immer nützlich, einen Menschen zu schicken. Das bedeutet jedoch eine Menge lebenserhaltender Ausrüstung. Sie können mehrere unbemannte Missionen zum Preis einer bemannten senden.
2) Jobs, die einen Menschen brauchen. Welche Berufe? Es gibt keine Proben zum Aufheben oder ähnliches, es wird eine extrem tödliche Umgebung außerhalb des Rumpfes sein. Was können die Menschen tun??? Im Grunde nichts!
Bedenken Sie auch, dass die interessantesten Beobachtungen so niedrig wie möglich gemacht werden:
1) Delta-v-Anforderungen bedeuten, dass Sie niedriger werden können, wenn Sie Ihren gesamten Kraftstoff beim Abstieg verbrennen und keinen für die Rückkehr nach Hause sparen können.
2) Je tiefer man geht, desto gefährlicher wird die Umgebung. Wenn Sie in die Nähe kommen, würde ich mit verlorenen Sonden rechnen , da es viele sich schnell bewegende Trümmer geben wird.
Hinweis: Wenn das Schwarze Loch weit genug entfernt ist, können Sie eine bemannte Mission als Mutterschiff schicken. Eine Verzögerungszeit von Minuten oder Stunden könnte über eine Verzögerung von Monaten von der Erde hinweg von beträchtlichem Wert sein.
1201
und 1202
alarmierenden Alarme in einer vollautomatisierten Sonde hätten für sich allein schon ausreichen können, um einer automatisierten Mission ernsthafte Probleme zu bereiten und möglicherweise zu einem Misserfolg der Mission zu führen. aber die Astronauten konnten aus den Fenstern schauen, sich vergewissern, dass die Steuerung noch funktionierte, und die Landung weitgehend ungehindert fortsetzen. Und lassen Sie uns nicht einmal über die Explosion des Sauerstofftanks und den nahezu vollständigen Ausfall der Stromversorgung bei Apollo 13 sprechen.Die Kosten für die Entsendung einer bemannten Mission im Vergleich zu vielen unbemannten Sonden werden letztere sehr verlockend machen. Sicherlich können sich Menschen besser an Situationen anpassen, aber die Technologie ist an einem Punkt angelangt, an dem die meisten Situationen, an die sie sich anpassen können, so unwahrscheinlich sind, dass sie auftreten, dass Sie diese Vorkommnisse durch die Redundanz der Sonden ausgleichen würden.
Das andere Argument für das Entsenden von Leuten könnte sein, etwas so völlig Unerwartetes zu erforschen/auszuchecken, dass wir keine Möglichkeit hätten, es in der Programmierung der Sonde zu berücksichtigen. Aber – und das ist vielleicht nur der Zyniker in mir – das halte ich für äußerst unwahrscheinlich. In einer weit genug entfernten Zukunft, dass dies überhaupt machbar ist (obwohl zugegeben, wenn wir damit einverstanden wären, dass die Sonde 10000 Jahre braucht, um sie herzustellen, und weitere 3000 Jahre, um die Daten zu erhalten, könnten wir es mit der heutigen Technologie schaffen!) Technik ist (hoffentlich ) wird so billig und klein sein, dass es einfach genug sein wird, die Sonden dazu zu bringen, alle Daten zu sammeln, die sie können. Wir denken, es könnteObjekte sein, die das Schwarze Loch umkreisen, richtig? Ein paar Dutzend dieser Sonden werden also so eingestellt, dass sie den Kurs umlenken und stattdessen diese umkreisen und Daten von ihnen sammeln. Ich gehe davon aus, dass sie alle über fortschrittliche Physikverarbeitungseinheiten verfügen und in der Lage wären, diese Umlaufbahnen im laufenden Betrieb zu berechnen. Und dennoch könnten einige von ihnen abstürzen (oder einfach ins Leere abdriften), aber auch hier können Sie ein Dutzend Sonden für die Kosten einer bemannten Mission schicken.
Ich könnte potenziell lebende Menschen als Botschafter sehen, für den Fall, dass auf außerirdische Intelligenz gestoßen wird, aber der Zyniker in mir bezweifelt doppelt, dass wir jemals außerirdisches Leben finden werden, geschweige denn intelligentes Leben. (Es glaubt, dass es solche gibt – das Universum ist zu groß, um es nicht zu tun – aber es ist auch zu groß, um überhaupt auf solche zu stoßen.) Die Sonden, die all diese Daten sammeln, Petabyte um Petabyte davon, werden jeden Beweis für Leben finden, das dort draußen sein könnte. Sie werden es natürlich nicht erkennen, aber die menschlichen Wissenschaftler auf der Erde 15000 Jahre später (nachdem sie ein mysteriöses Signal aus dem Weltraum erhalten haben, das sie entschlüsseln, um festzustellen, dass sie es perfekt in altes Englisch entschlüsseln können, und nachdem sie Historiker konsultiert haben, die die Aufzeichnungen geführt haben der Antike,Beweise sammeln, dass es irgendein Potenzial für die Lebensbedingungen auf einem dieser Körper geben könnte. Aber dafür sind die Sonden sowieso nicht wirklich da. Sie sammeln alle Daten, die sie finden können, weil es damals billig war, aber hauptsächlich haben sie sich das Schwarze Loch angesehen. Einige dieser Informationen könnten Einblicke in die aktuelle Zivilisation geben, wenn sie sie aus einer Sprache übersetzen können, die vor Tausenden von Jahren ausgestorben ist. Aber andererseits könnten sie 15000 Jahre in die Zukunft dieses bereits zukünftigen Punktes ein Miniatur-Schwarzes Loch gebaut und die meisten Experimente trotzdem repliziert haben.
Ehrlich gesagt, mit der Zeitverzögerung bin ich mir nicht sicher, ob ich überhaupt einen Nutzen darin sehe, unbemannte Missionen zu senden. Wenn ich das überhaupt tun würde, wäre es nur eine Sonde, auf die „Kilroy was here“ gesprüht wurde, nur zum Kichern.
Eine bemannte Mission über diese Entfernung zu schicken – egal wie gefährlich ein Schwarzes Loch ist – ist ein Todesurteil. (Selbst wenn sie zurückkommen könnten, wäre alles und jedes, was sie jemals gekannt haben, schon seit Ewigkeiten tot.) Das ist jedoch kein Problem für den Helden in Ihrer Geschichte und ist in der Tat eine Art Verkaufsargument.
Ich habe einen einfachen Vorschlag, warum sie eine bemannte Mission schicken würden – er will gehen. "Ich werde sowieso sterben, aber ich wäre der einzige Mensch in der gesamten Menschheitsgeschichte, der ein schwarzes Loch aus der Nähe sehen könnte." Klingt nach Motivation genug für mich. Meiner Ansicht nach ist er nicht in der Lage, eine staatliche Raumfahrtbehörde davon zu überzeugen, ihn das tun zu lassen, aber eine private Luft- und Raumfahrtfirma findet den Ernst in seiner Mission und übernimmt (...Wortspiel beabsichtigt) das Projekt. Er muss die Daten nicht wirklich sammeln oder interpretieren, aber er kann sie verstehen, wenn sein Schiff sie ihm meldet. Er muss all diese Schlussfolgerungen ziehen und erkennen, dass er der erste Mensch in der Geschichte ist, der nicht nur ein Schwarzes Loch aus der Nähe sieht, sondern endlich auch Hawking-Strahlung/Informationsverlust/allgemeine Relativitätstheorie versteht. Er stirbt an einem friedlichen Tod, während die Kamera herauszoomt und den Cartoon des Kerls mit der großen Nase enthüllt, der über die Wand späht.
Menschen schicken!
Wieso den? Wegen der Archäologie...
Wie andere gesagt haben, können Computer die Mission bewältigen, eine Reihe von Experimenten durchführen und uns die Ergebnisse zurücksenden. Diese automatisierten Experimente sind per Definition darauf beschränkt, die erwarteten Eigenschaften des Schwarzen Lochs zu untersuchen. Sie können auf kleinste Abweichungen in etablierten Theorien testen und detaillierte Messungen der physikalischen Eigenschaften des Schwarzen Lochs liefern.
Aber automatisierte Experimente können das Unerwartete nicht untersuchen. Dieses Schwarze Loch hat möglicherweise ein eigenes Sonnensystem, das sich in langsam abnehmenden Umlaufbahnen um es dreht. Die Planeten dieses Sonnensystems werden unterschiedlichen Ursprungs sein, da sie aus verschiedenen Sonnensystemen gestohlen wurden, durch die das Schwarze Loch ging. Das Studium dieser Planeten und ihrer umgebenden Staubwolken ist unsere Gelegenheit, Materie aus einer größeren Entfernung zu untersuchen, als wir jemals reisen könnten.
Und einige dieser adoptierten Welten könnten sogar einst intelligentes Leben beherbergt haben.
Es gibt ein paar Fallstricke beim Versuch, ein Schwarzes Loch aus der Nähe zu untersuchen
Mein Lieblings-Scifi-Autor Greg Egan hat genau darüber eine Kurzgeschichte geschrieben. Es ist kostenlos online verfügbar, wenn Sie neugierig sind: The Planck Dive .
Quick TLDR: Es spielt in einer sehr weit entfernten transhumanen Gesellschaft, und sie tun dies aus reiner wissenschaftlicher Neugier, indem sie ihre Persönlichkeiten teilen.
Wie andere gesagt haben, gibt es eigentlich keinen Grund, eine Person auf eine einfache Reise zu schicken, außer der Erfahrung damit. Wie Sie sagen, eine Art elegante Art für einen wissenschaftlich denkenden Menschen zu sterben.
Schwarze Löcher sind per definitionem unsichtbar. Die einzige Möglichkeit, eines zu finden, besteht darin, sich umzusehen, um zu sehen, wie Sterne von ihnen blockiert werden.
Um Daten von einem Schwarzen Loch zu erhalten, müssten Sie die Auswirkungen auf die Umgebung und nicht das Schwarze Loch selbst untersuchen.
Ein "kleines" Schwarzes Loch ist ein sofortiger Tod aufgrund der Spagettifizierung des Menschen und der Sonde.
Die geschätzte Innenansicht eines supermassereichen Schwarzen Lochs:
Ein großes Schwarzes Loch ist ein langsamer Tod, weil der Ereignishorizont viel weiter draußen liegt, wo die Schwerkraft noch „überlebensfähig“ ist. Dies wäre wahrscheinlich die erstaunlichste Art zu sterben, weil Sie sehen würden, wie das Universum langsam verblasst. Auf der Erde könnten aufgrund der Zeitdilatation vielleicht mehr als 100 Jahre vergehen, während für dich vielleicht nur 10 Minuten vergangen sind.
Es ist ganz einfach: Sie passieren es und es gibt keine Möglichkeit, Sie oder Ihre Daten daraus herauszuholen. Ein schwarzes Loch ist per Definition schwarz, weil es alles aufsaugt. Röntgenstrahlen, Hochfrequenzwellen, ganze Sterne und auch Licht. Das bedeutet, dass Sie, sobald Sie drin sind, mit sich selbst Karten spielen müssen, bis Sie und das Shuttle aus der Existenz verschwinden.
Ein Schwarzes Loch ist so schwer, dass sich die Zeit selbst anders verhält. Denn wir leben nicht nur im Raum oder in der Zeit, sondern in der Raumzeit. Die Raumzeit kann sich ausdehnen, je nachdem, wie "schwer" etwas ist. Zum Beispiel müssen unsere Satelliten alle 60 Jahre 1 Sekunde zu ihrer eigenen Uhr hinzufügen, weil die Zeit auf der Erde ein kleines bisschen langsamer geht. Dies ist in der Nähe eines Schwarzen Lochs genau dasselbe wie auf der Erde, außer dass es so stark vergrößert ist, dass jemand, der außerhalb des Ereignishorizonts fliegt, Sie für immer fallen sehen würde, sobald Sie den Ereignishorizont passiert haben.
Spaghettification tritt auf, wenn die Schwerkraft am nahen Ende eines Objekts höher ist als am anderen Ende. (Auf der Erde wären das deine Füße.) Weil ein Schwarzes Loch viel mächtiger ist als die Erde, wird es dich vom nächsten bis zum weitesten Ende ausdehnen, bis du im Grunde eine lange Menschenkette bist.
Ein Schwarzes Loch ist so schwer, dass es den Raum um sich herum wie ein Vergrößerungsglas verzerrt.
Es hat keinen Sinn, jemanden in ein schwarzes Loch zu schicken, denn wenn er einmal drin ist, hat er keine Möglichkeit, irgendwelche Funde zurückzuschicken.
Jemanden in die Nähe eines Schwarzen Lochs zu schicken, könnte es ihm jedoch ermöglichen, die verschiedenen Merkmale zu untersuchen, die in anderen Antworten erwähnt werden.
Für die Zwecke Ihrer Geschichte könnte die Mission eine sein, die sich einem Schwarzen Loch nähert, um es zu untersuchen, aber ohne Möglichkeit, das eventuelle Überschreiten des Ereignishorizonts zu verhindern. Dieser Teil wäre nicht die eigentliche Absicht der Mission, sondern ein unvermeidliches Ende einer Mission, die sich darauf konzentriert, was vorher getan werden könnte.
Als jemand mit weniger wissenschaftlichem Hintergrund als viele der Mitwirkenden zu dieser Frage ist meine Bauchreaktion, dass ein Teil des Arguments für Menschen, die schwarze Löcher erforschen, einfach durch die Betrachtung der menschlichen Natur und ihrer Rolle in der Geschichte begründet werden kann.
Wir sind von Natur aus abenteuerlustige Wesen, die sich zwangsläufig an unsere Umgebung gewöhnen und unseren Horizont erweitern wollen. Die Tatsache, dass wir neugierig sind und mehr über unsere Umgebung wissen wollen (sei es terrestrisch oder außerirdisch), legt für mich nahe, dass wir, obwohl vielleicht Millionen von Jahren später, unweigerlich versuchen werden, diese Phänomene selbst zu erforschen.
Einige der ermächtigendsten, inspirierendsten und kühnsten Unternehmungen der Menschheit waren von sicheren Todesfällen/Verletzungen/Verlusten gekennzeichnet, selbst von denen, die sich auf sie einließen. Das Versprechen unserer Spezies ist, dass wir trotz dieser Faktoren immer weiter forschen wollen.
Wenn es Individuen gibt, die bereit sind und wollen, einen solchen Sprung zu wagen, warum sollte man ihnen das nicht erlauben, und sei es nur, um unsere Natur zu unterhalten.
(Philosophische Antwort, vermutet aus einer Annahme der wirtschaftlichen, technologischen und rechtlichen Durchführbarkeit des Projekts)
Serban Tanasa
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NZKschatrija
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