Origem da viagem no tempo do buraco negro e tropos alternativos do universo na ficção científica?

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Até onde eu sei, a primeira pessoa a sugerir na literatura científica a existência do que hoje chamaríamos de buraco negro foi John Michell no Transações Filosóficas da Sociedade Real de Londres no 1783. Ele os chamou de "estrelas escuras". Certamente, na época não havia nenhuma evidência científica específica para sugerir que esses objetos realmente existissem, e a premissa de seu trabalho, de que a luz consistia em partículas que seriam desaceleradas pela gravidade, era fundamentalmente imprecisa. Uma base científica sólida (até onde sabemos hoje) para as "estrelas escuras" conjecturadas de Michell surgiu com a relatividade geral de Einstein no início do século XIX. Em que ponto os buracos negros apareceram pela primeira vez como elementos da ficção científica?

Tb, houve um trabalho de ficção em particular que estabeleceu o tropo dos buracos negros, fornecendo um meio de viajar no tempo, viajar para universos alternativos etc.? Eu estaria particularmente interessado em saber de quaisquer aparições de buracos negros ou objetos semelhantes na literatura de ficção científica entre a proposta de existência de Michell e o surgimento da relatividade geral no 1915.

por Bambu 30.07.2015 / 05:59

5 respostas

O livro Ficção científica e fato científico possui uma entrada "buraco negro" (uma versão expandida do esta entrada da Science Fiction Encyclopedia online), que menciona alguns exemplos iniciais de histórias que parecem antecipar coisas semelhantes a um buraco negro:

The idea of black holes had been vaguely anticipated in such constructs as the Hole in Space in Frank K. Kelly's "Starship Invincible" (1935), the hole created by the matter-annihilating giant positron in Nathan Schachner's "Negative Space" (1938), the the Pit generated by a collapsing star in Harry Walton's "Below—Absolute!" (1938). Fred Saberhagen's "The Face of the Deep" (1966) described the concept in detail ahead of the term's coinage.

Encontrei "Abaixo - Absoluto!", De Harry Walton. em uma coleção de DVD-R de antigos Ficção Científica Espantosa revistas de este vendedor do eBay. É um exemplo interessante de um objeto fictício que antecipa uma série de características de buracos negros, mesmo que a história tenha sido publicada no 1938, enquanto as histórias aqui e aqui dizem que a primeira sugestão na literatura de física de que uma estrela massiva pode entrar em colapso com o tamanho da Raio de Schwarzchild (o ponto em que diríamos agora que um buraco negro se forma, com o raio de Schwarzschild sendo a localização do horizonte de eventos do buraco negro) foi feito no 1939. Nesta história, alguns mineiros de meteoros encontram um "puro vácuo de escuridão não espacial", um "nada tornado tangível, um cânion de escuridão em que as estrelas foram perdidas", cujo "contorno contra a tapeçaria de estrelas era o de uma enorme , disco perfeitamente circular ". Eles o chamam de "poço" e logo recebem comunicações psíquicas de uma entidade que existe em outro universo - o que chama de "outro espaço" - conectado ao nosso universo pelo poço, que a entidade chama de "passagem" " A entidade explica que a Passagem é "uma ruptura artificial dos contínuos espaço-temporais envolvidos, os quais pudemos tirar proveito de uma rara ocorrência cósmica - uma super-nova ou estrela explosiva que simultaneamente rompeu seu espaço em um ponto que agora marca o extremo oposto da passagem ". Portanto, mesmo que o autor estivesse escrevendo antes de qualquer físico sugerir seriamente que uma estrela real poderia entrar em colapso no raio de Schwarzschild, é possível que ele estivesse ciente da Métrica de Schwarzschild que mais tarde viria a ser entendida como a descrição matemática de um buraco negro não rotativo ou de casos em que os físicos haviam levantado a questão de uma estrela em colapso até agora apenas para descartá-la como uma impossibilidade, como esse comentário do astrônomo / físico Arthur Eddington em p. 6 de A Constituição Interna das Estrelas de 1926:

A star of 250 million km. radius could not possibly have so high a density as the sun. Firstly, the force of gravitation would be so great that light would be unable to escape from it, the rays falling back to the star like a stone to the earth. Secondly, the red shift of the spectral lines would be so great that the spectrum would be shifted out of existence. Thirdly, the mass would produce so much curvature of the space-time metric that space would close up around the star, leaving us outside (i.e., nowhere).

Então, dependendo se você acha que Harry Walton deveria ser considerado como descrevendo um buraco negro ou apenas inventando um objeto fictício que coincidentemente tinha algumas propriedades semelhantes a um buraco negro, sua história poderia ser um exemplo inicial de um buraco negro como um portal para outro universo .

Outra possível história inicial do buraco negro mencionada no Ficção científica e fato científico A citação acima foi "The Face of the Deep" da 1966, que está disponível online aqui aqui, mas ao lê-lo, não tenho certeza se é correto dizer que "descreveu o conceito em detalhes" - ele fala sobre "um sol hipermassivo um bilhão de vezes o peso de Sol", mas sem sugerir que falta uma superfície material como outras estrelas. Talvez o autor do Ficção científica e fato científico O artigo estava pensando nos comentários sobre o "horizonte" do objeto, mas o que ele se refere na história é um "horizonte terrível do manto de poeira da hipermassa", enquanto um horizonte de eventos de buracos negros não é de forma alguma, mas é apenas um limite no espaço-tempo entre lugares onde é possível escapar do buraco negro e lugares onde não está. É possível, no entanto, que o autor estivesse pensando em termos da imagem "estrela congelada" de um buraco negro discutido aqui ('Agora, isso levou cedo a uma imagem de um buraco negro como um tipo estranho de objeto de animação suspensa, uma "estrela congelada" com detritos imobilizados em queda e astronautas com experiências de gansos pendurados acima dele em uma precipitação eternamente mais lenta "). De acordo com p. 4 de Física do buraco negro, "Os nomes" estrelas congeladas "ou" colapsadas "[foram] usadas por especialistas até o final dos anos sessenta", que caberiam na data de publicação do 1966 de "The Face of the Deep". De qualquer forma, essa história não envolve cair ou viajar para outro universo ou tempo.

A entrada também menciona uma história antiga, "He Fell into a Dark Hole", de Jerry Pournelle, da 1972, cuja entrada na wikipedia indica que é um exemplo antigo de viajar pelo espaço através de uma viagem através de um buraco negro (embora não no tempo ou em universos alternativos):

Ward develops a theory that can allow the Daniel Webster and the survivors to jump out of the system. However, the plan requires a spaceship to go into the black hole. Harriman volunteers and successfully pilots one of the crippled ships into the black hole. The theory works, and allows the survivors to escape to the nearest star.

A entrada também menciona outro exemplo inicial de atalhos inspirados em buracos negros no espaço, também de 1972: "The Second Kind of Loneliness", de George RR Martin. Na verdade, essa história não usa o termo buraco negro, mas a ideia parece pelo menos vagamente inspirada por eles:

The ring turned silent beneath me, its far side stretching away into noth-ingness. I touched a switch on my console. Below me, the nullspace en-gines woke.

In the center of the ring, a new star was born.

It was a tiny dot amid the dark at first. Green today, bright green. But not always, and not for long. Null-space has many colors.

I could see the far side of the ring then, if I'd wanted to. It was glowing with a light of its own. Alive and awake, the nullspace engines were pouring unimaginable amounts of energy inward, to rip wide a hole in space itself.

The hole had been there long be-fore Cerberus, long before man. Men found it, quite by accident, when they reached Pluto. They built the ring around it. Later they found two other holes, and built other star rings.

The holes were small, too small. But they could be enlarged. Temporarily, at the expense of vast amounts of power, they could be ripped open. Raw energy could be pumped through that tiny, unseen hole in the universe until the placid surface of nullspace roiled and lashed back, and the nullspace vortex formed.

Na página 372 do livro Máquinas do Tempo por Paul Nahin, há uma descrição da história do 1934 "Sidewise in Time" por Murray Leinster, que parece descrever algo como um buraco negro, e inclui a idéia de que as coisas que caíram neles não "deixariam de existir", mas "deixariam de existir em nosso espaço e tempo", sugerindo que elas acabariam de outros "espaço e tempo", então este poderia ser um exemplo inicial de buracos negros como portais para outro universo:

This is primarily a parallel-universe story, about which more is said in Chapter Four, but near its conclusion in the obligatory genius-explains-it-all dénoument, we read, "We know that gravity warps space....We can calculate the mass necessary to warp space so that it will close in completely, making a closed universe....We know, for example, that if two gigantic star masses of certain mass were to combine...they would simply vanish. But they would not cease to exist. They would merely cease to exist in our space and time." As another character sums it up, "Like crawling into a hole and pulling the hole in after you."

Tal como acontece com "Abaixo - Absoluto!" discutido acima, não está claro até que ponto esse autor estava ciente de um trabalho teórico real sobre o que chamamos de buracos negros, embora o comentário de que "a gravidade distorce o espaço" indique que ele estava pelo menos familiarizado com a teoria da relatividade geral que é usado para descrever buracos negros.

Vale a pena notar que a idéia de usar um buraco negro para viajar para outros universos realmente tem alguma base na física teórica - o espaço-tempo "estendido ao máximo" para um eterno idealizado buraco negro rotativo possui uma singularidade na qual os viajantes podem evitar cair e, em vez disso, orientar de maneira a sair de um buraco branco em uma região do espaço-tempo inacessível à nossa, exceto pela conexão buraco negro / buraco branco. o "Por dentro dos buracos negros" site do físico Andrew Hamilton contém um diagrama disso no Página de diagramas de Penrose, role para baixo até o diagrama inferior de um "buraco negro de Kerr", que é a solução ideal de buraco negro rotativo que mencionei. Outra característica interessante do modelo teórico é que existe uma região interior onde curvas timelike fechadas possíveis, ou seja, viagem no tempo (fato mencionado na seção inferior esta página do site "Inside Black Holes" e também na p. 144 do livro A história das estrelas em colapso, visível no google books aqui) Os físicos realmente não acham que isso é realista, pois, ao contrário da solução idealizada que é eterna e imutável, um buraco negro rotativo realista se formaria a partir do colapso da matéria e os físicos acham que esse buraco negro provavelmente teria um tipo diferente de singularidade que não pode ser evitado, para que não haja realmente nenhum caminho através do buraco negro que se conecte ao interior de um buraco branco (eu dei alguns detalhes em uma resposta de troca de pilha física aqui) Ainda assim, a solução buraco negro / buraco branco provavelmente inspirou muitas especulações de ficção científica sobre viagens para outras dimensões / universos - o Ficção científica e fato científico a entrada diz:

Such hypotheses led to the further elaboration of the basic idea into that of a "wormhole": a metaspatial tunnel connecting a black hole with a complementary "white hole", which could operate as a faster-than-light transport mechanism or a means of interuniversal travel. The popularisation of the notion was assisted by John Gribbin's White Holes: Cosmic Gushers in the Universe (1977) and Adrian Berry's The Iron Sun: Crossing the Universe Through Black Holes (1977).

Wormholes became the most fashionable mode of interstellar travel in the last decades of the twentieth century, notably deployed in such novels as Paul Preuss' The Gates of Heaven (1980), Robert J. Sawyer's Starplex (1996), and Iain M. Banks' The Algebraist (2004). They also function as doorways through time, as in Preuss' Re-Entry (1981) and Stephen Baxter's Timelike Infinity (1992) and "The Gravity Mine" (2000).

A entrada da Wikipedia para Buracos negros na ficção menciona que Preuss ' Os portões do céu e sua sequela Reentrada (1981) estabelecem que o buraco negro se conecta a outro universo e não apenas a outro local em nosso universo. Dependendo se isso é mencionado no primeiro livro ou apenas no segundo, talvez um exemplo anterior de viagem entre universos seja esta adaptação em quadrinhos 1980 do filme 1979 da Disney "O Buraco Negro", que Richard postou em um comentário no a esta pergunta (essa também pode ter sido a intenção dos cineastas, mas não ficou muito claro o que aconteceu no final do filme). E "Sidewise in Time", do 1934, que mencionei anteriormente, pode ser um exemplo muito mais antigo, onde a idéia de viajar para outro universo por um buraco negro é pelo menos mencionada, mesmo que isso não aconteça na história (embora, como eu disse, não está claro se o autor conhecia modelos teóricos reais de buracos negros ou se estava apenas inventando sua própria ciência fictícia com base no conhecimento vago do espaço curvado pela gravidade na relatividade geral). Quanto às viagens no tempo, não encontrei exemplos anteriores à resposta do user14111 às "Singularities Make Me Nervous" de Niven.

Porém, como eu disse acima, acho que a verdadeira origem desse tropo de entrar em um buraco negro e sair em uma região completamente diferente do espaço-tempo seria modelos teóricos reais inventados pelos físicos (olhando online, acho que essa idéia e a idéia de curvas fechadas semelhantes ao tempo no interior de um buraco negro em rotação que remonta ao papel "Estrutura global da família Kerr de campos gravitacionais" Brandon Carter, da 1968), que inspirou escritores de ficção científica posteriores a usar a idéia.

30.07.2015 / 21:51

O protagonista de Larry Nivenhistória curta "Singularidades me deixam nervoso" usa um buraco negro para viajar para seu próprio passado e dar dicas de mercado de ações. Segundo o ISFDB, foi publicado pela primeira vez em setembro do 1974 na antologia 1 Estelar editado por Judy-Lynn del Rey. Aqui, o personagem de Niven (como narrador em primeira pessoa) está explicando para o seu eu mais jovem:

"A hole into another universe, maybe, or into another part of this one, maybe. That's in the equations too. And there's a path around a rotating black hole that brings you back to your starting point without even going through the singularity. Which sounds harmless enough until you realize you're talking about event-points—points in space time."

He raises his glass. "Skoal."

I raise mine. "Right. I'm back before I started the trip. Most astrophysicists would rather believe there's a hole in the theory. Singularities make them nervous."

30.07.2015 / 07:48

A primeira referência que posso encontrar em este artigo da Wikipedia is A espada de Rhiannon (1950).

O artigo mencionado acima descreve como

a novel written by Leigh Brackett, originally published as "The Sea-Kings of Mars" in Thrilling Wonder Stories (June 1949). Greed entices the archaeologist looter Matt Carse into a forgotten tomb of the old Martian god Rhiannon. There a strange singularity plunges the unlikely hero into the Red Planet's fantastic past, when vast oceans covered the land and the legendary Sea-Kings ruled from terraced palaces of decadence and delight. The tomb encloses a bubble of darkness ... [like] those lank black spots far out in the galaxy which some scientists have dreamed are holes in the continuum itself, windows into the infinite outside our universe! Rhiannon is regarded as the best of Brackett's sword and planet works set in the neo-Burroughsian Martian past on the other side of the black hole, a bygone time representing the last gasp of a decadence endlessly nostalgic for the even more remote past.

Em termos da primeira referência a um buraco negro sendo usado para fins de viagem, acho A guerra para sempre (1974) por Joe Haldeman. A Wikipedia descreve como:

In this novel, humanity has discovered collapsars throughout the galaxy, and used them to colonise it. Spaceships and troops are also transported via the collapsars to wage war against an alien species. Due to time dilation, these trips are subjectively very brief, but decades or centuries pass elsewhere.

Esses 'colapsos' são, para todos os efeitos, buracos negros. Você notará que há viagens no tempo não intencionais usadas aqui também.

A primeira instância do uso de buracos negros para intencional viagem no tempo é Reentrada (1981) por Paul Preuss onde:

A government agent tracks down a fugitive who has discovered how to use the black hole gateways to travel back in time and possibly undo history

Note que esta é uma sequência de 'The Gates of Heaven' (1980).

30.07.2015 / 06:55

Isaac Asimov alegou ter escrito sobre um buraco negro na 1942:

I did think of a story I called "The Camel's Back," which involved, essentially, the formation of a black hole, decades before astronomers began to talk about black holes, but I never got past the first few pages.

[Ainda na memória verde, 1972, p. 366]

Como a história é inacabada e inédita, não se sabe se houve alguma referência a viagens no tempo ou universos alternativos.

30.07.2015 / 19:53

Houve "estrelas negras" ou "sóis negros" ocasionais na ficção científica desde os primeiros tempos, como em A Clarabóia do Espaço (1928). Teses foram concebidas como:

1) estrelas comuns que queimaram todo o seu combustível (geralmente por combustão ou colapso gravitacional em histórias anteriores) e agora estavam escuras e negras,

ou 2) estrelas tão massivas que a luz não poderia escapar delas, em histórias anteriores baseadas na teoria da "estrela negra" de Mitchell 1783 e mais tarde baseadas na relatividade.

Ou 3) Alguma combinação das teorias anteriores.

E, naturalmente, muitas dessas histórias eram bastante confusas sobre em qual categoria suas "estrelas negras" se encaixavam.

Uma história que meio que antecipa o uso de buracos negros para viagens no tempo é "Far Centaurus" (1944), de AE ​​Van Vogt, que apresentava "sóis solteiros" que lançariam qualquer assunto que os aproximasse no tempo.

[1]https://search.yahoo.com/yhs/search?p=A......E........Van+Vogt+%22Far+centaurus%22&ei=UTF-8&hspart=mozilla&hsimp=yhs-001

Essas "estrelas negras" ou "sóis negros" eram comuns na ficção científica o suficiente para que em 1967 qualquer fã de ficção científica reconhecesse o termo no Jornada nas Estrelas episódio "Amanhã é ontem".

31.07.2015 / 05:13