Zapewne słyszeliście że co wpadnie do CD nigdy już z niej nie ucieka a mimo to jest teoria o parowaniu Czarnych Dziur pana Hawkinga która mówi że CD mogą "wyparować". Oto krótkie wyjaśnienie na czym to polega.

Pewne teorie mówią że w przestrzeni mogą pojawić się tzw Cząstki Wirtualne (CW). Takie cząstki pojawiają się spontanicznie i są tworzone z energii próżni (na chwilę w danym miejscu próżnia ma ujemną energię).

Na rysunku w miejscu X pobrana zostaje energia i pojawia się para cząstek (A i B). ZAWSZE pojawia się para cząstek i są to cząstki przeciwne np foton i antyfoton czy elektron i antyelektron (czyli cząstka materii i równoważna jej cząstka antymaterii) Pojawiają się w ściśle określonej ODLEGŁOŚCI od siebie co symbolizują strzałki i na BARDZO krótki czas. Krótki czas wynika z tego że obie cząstki prawie natychmiast ANIHILUJĄ zmieniając się z powrotem w energię, która "zalepia" dziurę w ujemnej energii w punkcie X. Czyli wszystko wraca do normy a miejsce wygląda jakby nic się nie wydarzyło.
A teraz dodajemy Czarną Dziurę a właściwie szczególny przypadek gdy owe WC pojawiają się tak jak na tym rysunku poniżej:

Jak widać punkt pobrania energii X pojawił się WEWNĄTRZ Czarnej Dziury ale z powodu tego że odlgełość pojawienia się wirtualnych cząstek A i B jest zawsze stała to w tym wypadku jedna pojawia się wewnątrz CD a druga na zewnątrz. Jaki jest efekt? Normalnie po krótkim czasie obie by anihilowały i wszystko powróciłoby do stanu sprzed pojawienia się. Cząsteczki by "wyparowały" a ich energia zalepiłaby dziurę w energii Czarnej Dziury w punkcie X. Ale nie tu. Z środka CD nie wydostają się żadne oddziaływania a więc cząstka A "nie widzi" cząstki B i nie może z nią anihilować. Prowadzi to do tego że cząstka A na wieczność zostaje w środku CD a cząstka B odlatuje sobie gdzieś w kosmos. ALE z rachunku energii wynika że z CD UBYŁO tyle energii ile potrzeba było do stworzenia cząstki B a w miejscu X w Czarnej dziurze NADAL mamy ujemną energię bo ubyło jej w tym miejscu na DWIE cząsteczki a w CD jest tylko jedna. Właśnie ten ubytek energii w środku to owo parowanie. Ubytek energii jest kosmicznie mały ale takich reakcji zachodzą bardzo duże ilości więc ciągle UBYWA energii w CD aż w końcu CAŁA energia CD może w ten sposób wyparować i CD znika. Z matematyki wynika że im większa CD tym  mniejsza powierzchnia w stosunku do objętości. Oznacza to iż im większa CD tym wolniej paruje (proces jest wolniejszy) dlatego np 10 krotnie większa CD nie "paruje" 10 razy wolniej ale 100 razy wolniej. Dlatego supermałe i małe CD już zdążyły wyparować a wielkie CD będą parowały setki, tysiąca i miliony miliardów lat.

Rysunek jest oczywiście uproszczony i pomijam tu tłumaczenia szczegółów tak żeby było jak najprościej.

Dzidki, zapewne większość z Was co najmniej słyszała o czarnych dziurach znajdujących się w przestrzeni kosmicznej, ale czy wiedzieliście, że podobne zjawisko występuje na Ziemi? Chodzi oczywiście o różne wiry, ale to głównie wiry oceaniczne, które są matematycznymi odpowiednikami czarnych dziur. O niebezpieczeństwie związanym z wirami wodnymi pisali chociażby Juliusz Verne w swojej słynnej książce „20.000 mil podmorskiej żeglugi” czy też Edgar Allan Poe w „W bezdni Malstromu”. Co ciekawe, mają również ogromne znaczenie, jeśli chodzi o oczyszczanie wody w oceanach dzięki zachodzącemu w nich mechanizmowi.

Czym w ogóle są wiry wodne?

Wiry oceaniczne różnią się od siebie wielkością średnicy i niekiedy znikają po jakimś czasie z równie tajemniczych przyczyn, z jakich się pojawiły. To jest nie do końca zbadane zjawisko, które w przypadku większych wirów niesie ze sobą zbyt duże ryzyko, aby przeprowadzić dokładne badania (dlatego robi się to zazwyczaj na małych wirach, niezagrażających życiu człowieka). Średnica niektórych z nich sięga nawet 150 km długości i bez problemu mogą pochłonąć dziesiątki statków, które za bardzo się do nich zbliżą. W dodatku nic, co wpadnie do większego wiru nie może się z niego wydostać. Wiry mogą się przemieszczać po oceanie - pojawiły się nawet liczne wzmianki, że na Oceanie Południowym rozciągającym się od wybrzeża Antarktydy liczba wirów rośnie, co sprawia, że w kierunku północnym przesuwają się większe masy ciepłej, słonej wody. Badacze wysnuli teorię, że to zjawisko może łagodzić negatywny wpływ topniejących lodów z Bieguna Południowego, jednak nie oceniono całkowicie wpływu wirów na przebieg tego procesu – nadal prowadzone są badania w tym kierunku, ale ustalenie ich podobieństwa do czarnych dziur i istnienia czegoś na podobieństwo orbit grawitacyjnych w wirach wodnych pomogło w znacznym doprecyzowaniu tej teorii.

Ziemskie czarne dziury w oceanach

Współczesne badania wykazały, że w czarnej dziurze znajdującej się w przestrzeni kosmicznej krzywizna czasoprzestrzeni staje się nieskończona tak, jak i oddziaływanie siły grawitacji – jednak ciężko jest stwierdzić, co jest źródłem tego zjawiska. Podobnie w przypadku wirów wodnych, u których źródło nie jest do końca znane, ale występują różne teorie na temat przyczyn ich występowania. Wykazali to naukowcy ze Szwajcarskiego Federalnego Instytutu Technologii w Zurichu (ETH Zurich) i University of Miami, którzy doszli do takiego wniosku dzięki obserwacji większych wirów wodnych dzięki obrazom przesyłanym z satelitów. Tak dokładniej rozwiązanie problemu podobieństwa działania wirów wodnych i czarnych dziur w przestrzeni kosmicznej znaleźli George Haller (profesor dynamiki nieliniowej z ETC Zurich) oraz Francisco Beron-Vera (profesor oceanografii z University of Miami). Opublikowali oni pracę opisującą nową matematyczną technikę odnajdowania wirów o spójnych granicach w czasopiśmie „Journal of Fluid Mechanics”, gdzie zaznaczyli, że w oceanie jest niezwykle trudno odnaleźć spójną masę wody. Wszystko się porusza, dlatego zarówno z zewnątrz, jak i wewnątrz wir wygląda na niespójny oraz chaotyczny.

Profesorowie Haller i Beron-Vera dopiero na podstawie wykonanych zdjęć satelitarnych byli w stanie wskazać spójne punkty wody (nazywane także wyspami wodnymi). Dopiero wtedy okazało się, że struktura wirów oceanicznych do złudzenia przypomina czarne dziury. Nic, co znajdzie się zbyt blisko czarnej dziury w przestrzeni kosmicznej (nawet światło, stąd nazwa „czarna dziura”) nie może z niej uciec, za to jest taka odległość, przy której fotony ani nie wpadają w czarną dziurę ani też nie mogą uciec z jej pola grawitacyjnego, po którym krążą tworząc orbitę fotonową, która wygląda jak pierścień światła. I podobnie jest w przypadku wirów wodnych – przy tych o większej średnicy jest taka odległość, przy której ani nie wpada się w wir ani też nie można od niego wystarczająco się oddalić. To właśnie te orbity wirów i czarnych dziur stanowią tą barierę odległości, do której można się zbliżyć. Jednak warto tutaj zaznaczyć, że jedynie wiry o większej średnicy mają właściwości czarnych dziur – nie dotyczy to każdego (nie wszystkie są na tyle silne, żeby wytworzyć taką „orbitę grawitacyjną”).

Rola wirów wodnych w oceanicznym recyclingu

Wiry wodne działają trochę jak taka pralka – odgrywają ogromną rolę z oczyszczania oceanu z licznych zanieczyszczeń. Ale to też jedynie w przypadku tych silniejszych wirów o właściwościach podobnych do czarnych dziur, gdyż to właśnie te wiry są na tyle silne, aby przeprowadzić skuteczne oczyszczanie. Coś jak jakaś tania pralka vs dobry model Whirpoola [uwaga na sczerstwiały suchar, z którego pewnie i tak tylko ja się śmieję]. Ponieważ wiry oceaniczne działają na podobnej zasadzie do czarnych dziur i są stabilne, mogą działać jak mechanizm transportujący mikroorganizmy, zanieczyszczenia czy wody różniące się temperaturą i poziomem zasolenia od otaczających je wód.

Profesorowie Beron-Vera i Haller obserwowali grupę wirów pojawiających się regularnie w pobliżu Przylądka Igielnego w pobliżu RPA, które nazywane są Pierścieniami Agulhas. Zaobserwowali, że transportują one ciepłą, słoną wodę w kierunku północno-zachodnim, a co ciekawe odkryli, że aż siedem wirów należących do Pierścieni Agulhas działa na zasadzie czarnej dziury i pomimo wędrówki po oceanie przez rok obserwacji, zawierały w sobie nieustannie tą samą wodę. Oznacza to tyle, że zanieczyszczenia dostające się do tych wirów nie mają szansy na wydostanie się – jak widać Matka Natura na swój sposób zadbała również o porządkach w oceanach. Co ciekawe, to nie jedyne zaobserwowane wiry typu czarnej dziury - profesor Josefina Olascoaga z University of Miami przy pomocy metody Hellera i Berona-Veri odkryła takie same właściwości u olbrzymiego wiru znajdującego się w Zatoce Meksykańskiej. Na tej samej zasadzie działają również największe na świecie wiry wodne, które określa się nazwą „maelstorm” ze względu na ogromne niebezpieczeństwo, jakie ze sobą niosą i ich niszczycielską naturę (największym znanym maelstormem jest Saltstraumen znajdujący się na prawo od norweskiej miejscowości Bodø blisko Północnego Koła Biegunowego, który pochłania aż 400 milionów metrów sześciennych wody w zaledwie 6 godzin, a co ciekawe – nieopodal niego znaleziono osady, których pochodzenie szacuje się na ok. sprzed 10.000 lat).

Dodatkowa literatura dla zainteresowanych:

1.http://www.georgehaller.com/reprints/black_hole_vortices.pdf
2.https://www.semanticscholar.org/paper/Coherent-Lagrangian-vortices%3A-the-black-holes-of-Haller-Beron%E2%80%90Vera/5ae5b3b7226eb423196a527f1eca16b14b925fd7
3.https://presume.pl/ziemskie-czarne-dziury
4.https://www.twojapogoda.pl/wiadomosc/2018-08-22/juliusz-verne-mial-racje-tajemnicze-wiry-w-atlantyku-moga-pochlaniac-hektolitry-wody-wraz-ze-statkami/
5.https://kopalniawiedzy.pl/wir-czarna-dziura,18891
6.https://aceflashman.wordpress.com/2009/12/08/mile-wide-whirlpool-appears-off-nj-coast/
7.https://www.askdifference.com/whirlpool-vs-maelstrom/
8.https://www.fjordtours.com/things-to-do-in-norway/attractions/saltstraumen/
9.https://www.techeblog.com/researchers-discover-black-holes-in-the-ocean-nothing-can-ever-escape/
10.https://www.discovermagazine.com/the-sciences/how-black-holes-are-like-whirlpools
11.https://www.seeker.com/oceanic-black-holes-found-in-southern-atlantic-1767705196.html
12.https://www.ibtimes.com/what-are-oceanic-black-holes-satellites-capture-powerful-black-hole-whirlpools-atlantic-ocean