Spaghettizacja

Ten artykuł należy dopracować:

→ poprawić tłumaczenie fragmentów tekstu/pojęć (uwaga! nie należy używać automatycznych translatorów bez sprawdzenia uzyskanego dzięki nim tłumaczenia).
Dokładniejsze informacje o tym, co należy poprawić, być może znajdują się w dyskusji tego artykułu.
Po wyeliminowaniu niedoskonałości należy usunąć szablon {{Dopracować}} z tego artykułu.

Spaghettizacja (spagetyzacja, spaghettifikacja, inaczej nazywana efektem makaronu)^[1] – zjawisko w astrofizyce, które polega na pionowym rozciągnięciu oraz horyzontalnym ściśnięciu w podłużny kształt (ciało wydłuża makaron spaghetti) pod różnicy w natężeniu pola grawitacyjnego między dołem a górą ciała, co opisywane jest jako siły pływowe. W najbardziej skrajnych przypadkach, nieopodal czarnych dziur, rozciąganie jest tak mocne, że grawitacja wpadającego ciała nie jest w stanie utrzymać swoich zewnętrznych warstw. W małym obszarze horyzontalne ściśnięcie równoważy pionowe rozciągnięcie, więc małe obiekty, które zostaną zespaghettizowane, nie zmieniają swojej objętości.

Stephen Hawking opisuje to, jako lot fikcyjnego astronauty, który przechodzi przez horyzont czarnej dziury i jest „rozciągnięty jak spaghetti” poprzez gradient grawitacji (różnica w sile) od głowy do palców u stóp^[2]. Natomiast termin „spaghettizacja” został wymyślony wcześniej.

W polu grawitacyjnym wywołanym kulistą (punktową) masą, różnicę sił (siłę rozciągania) w kierunku grawitacji między środkiem ciała a punktem na jego powierzchni określa przybliżony wzór:

${\displaystyle \Delta F=r{\frac {2GmM}{R^{3}}}}$

Gdzie:

${\displaystyle \Delta F}$ – różnica sił, siła pływowa,

${\displaystyle r}$ – promień (długość) wpadającego ciała,

${\displaystyle R}$ – odległość do ciała wytwarzającego grawitację,

${\displaystyle m}$ – masa na którą działa siła,

${\displaystyle M}$ – masa ciała wytwarzającego grawitację,

${\displaystyle G}$ – stała grawitacji.

Siły rozciągania są proporcjonalne do promienia (długości) wpadającego ciała, dlatego są najsilniejsze w zewnętrznych warstwach ciała. Jeżeli spadające ciało jest płynne, to siła pływowa rozciąga je. Gdy spadające ciało jest wewnętrznie utrzymywane przez jego grawitację, to warunki, w których z powierzchni ciała warstwy najbliższe i najdalsze ciału centralnemu odrywają się od niego określa granica Roche’a^[3].

Odległość od centrum masywnego ciała, w której siły pływowe rozerwą obiekt (człowieka), zależny jest od masy ciała wytwarzającego grawitację. Dla supermasywnej czarnej dziury, takiej jaka została odkryta w centrum naszej Galaktyki, punkt taki leży głęboko wewnątrz obszaru ograniczonego horyzontem zdarzeń. Dlatego astronauta mógłby przekroczyć horyzont zdarzeń, nie zauważając żadnego zgniatania ani rozciągania, chociaż pozostałoby tylko kwestią czasu dotarcie do niebezpiecznego rejonu, ponieważ wewnątrz horyzontu zdarzeń spadanie w kierunku środka czarnej dziury byłoby nieuniknione. W przypadku małych czarnych dziur, których promień Schwarzchilda jest o wiele bliższy osobliwości, siły pływowe zabiłyby każdego astronautę zanim dotarłby do horyzontu zdarzeń. Na przykład dla czarnej dziury o masie 10 słońc pręt pękłby w odległości 320 km, daleko poza promieniem Schwarzschilda wynoszącym w tym wypadku 30 km. W przypadku czarnej dziury o masie 10 000 słońc, zdarzy się to w odległości 3200 km, wewnątrz promienia Schwarzschilda, który wynosi wtedy 30 000 km^[4][5].