अगर सूर्य ब्लैक होल बन जाए तो?

सूर्य 6 किमी चौड़े ब्लैक होल में सिकुड़ गया: ग्रह अपनी कक्षाओं में बने रहते हैं, पर रोशनी और गर्मी चली जाती है

एक परिकल्पना: भौतिकी काग़ज़ पर इसकी अनुमति देती है, पर किसी ने इसे कभी नहीं देखा। सब कुछ आज के सिद्धांत के अनुसार है।

कदम-दर-कदम

वही खिंचाव

न्यूटन ने 1687 में दिखाया कि किसी गोल पिंड के बाहर उसका खिंचाव वैसा ही होता है मानो उसका सारा द्रव्यमान केंद्र में हो: यह कोश प्रमेय (शेल थ्योरम) है। आइंस्टाइन का गुरुत्व भी 1923 के बर्कहॉफ़ प्रमेय से यही कहता है: किसी गोल द्रव्यमान के बाहर अंतरिक्ष का आकार वही रहता है, भीतर का द्रव्यमान चाहे कुछ भी करे। इसलिए एक सूर्य के द्रव्यमान वाला ब्लैक होल पृथ्वी को ठीक वैसे ही खींचेगा जैसे अभी सूर्य खींचता है।

केवल दो चीज़ें बदलेंगी: धूप नहीं रहेगी, और सूर्य की गर्मी भी नहीं। इस कहानी का बाकी हिस्सा यही है कि इसका क्या मतलब होगा, मापी गई संख्याओं से निकाला गया। ऐसा कभी नहीं हुआ है, और हमारे सूर्य के साथ ऐसा हो भी नहीं सकता।

इसे कैसे बनाया जा सकता था

प्रकृति सूर्य के साथ ऐसा नहीं कर सकती। ब्लैक होल तब जन्म लेते हैं जब लगभग 20 सूर्यों से भारी किसी तारे का ईंधन खत्म हो जाता है और उसका कोर अपने ही ऊपर ढह जाता है। जो बचता है उसे लगभग 2.3 सूर्यों से भारी होना चाहिए, वरना वह न्यूट्रॉन तारा बनकर रुक जाता है: ज्ञात सबसे भारी न्यूट्रॉन तारे, PSR J0952−0607, का द्रव्यमान 2.35 सूर्य है (रोमानी और अन्य, 2022)।

इसलिए यह एक विचार प्रयोग है: सूर्य को बस उसी द्रव्यमान के ब्लैक होल से बदल दिया जाता है। उसे सचमुच दबाने से, सूर्य अपने पूरे जीवन में जितनी ऊर्जा देता है उससे सैकड़ों गुना अधिक ऊर्जा निकलती; यह यहाँ छोड़ दिया गया है। चित्र सिकुड़ने को बदलते पैमाने पर दिखाता है।

आठ मिनट की धूप

क्या पृथ्वी को खिंचाव में बदलाव पहले महसूस होता? गुरुत्व में बदलाव भी प्रकाश की गति से चलते हैं: 2017 में न्यूट्रॉन तारों की टक्कर GW170817 की गुरुत्वीय तरंगें 130 मिलियन वर्ष की यात्रा के बाद उसके प्रकाश के दो सेकंड के भीतर पहुँचीं। पर यहाँ भेजने को कोई बदलाव है ही नहीं: होल ठीक वैसे ही खींचता है जैसे सूर्य खींचता था।

चंद्रमा और ग्रह केवल सूर्य के प्रकाश से चमकते हैं, इसलिए वे भी बुझ जाएँगे, हर एक तब जब उससे परावर्तित आखिरी रोशनी हम तक पहुँचे: चंद्रमा सूर्य के तीन सेकंड के भीतर, बृहस्पति एक घंटे से भी ज़्यादा बाद, और नेपच्यून लगभग 8 घंटे बाद।

काला आकाश

बिखेरने को धूप न होने से हवा अब नीली नहीं चमकती, इसलिए दिन का आकाश रात जितना काला होता है। चंद्रमा गायब हो जाएगा, केवल वहीं पता चलेगा जहाँ वह तारों को छिपाता है। होल चित्र में दिखने के लिए बहुत छोटा है, इसलिए उसकी जगह चिह्नित की गई है।

ठंड

वह वहाँ कितनी जल्दी पहुँचती है, यह एक सरल मॉडल से निकाला गया है: नीचे से गर्मी ऊपर लाती चट्टान, और उसके ऊपर हवा जो गर्मी को अंतरिक्ष में जाने देती है। ठंड जैसे-जैसे हवा से जलवाष्प को, और बाद में कार्बन डाइऑक्साइड को, जमाकर बाहर करती है, ग्रीनहाउस प्रभाव कमज़ोर पड़ता जाता है। समुद्र से गरमाहट लाने वाली हवाएँ, जो शुरू में ज़मीन के ठंडा होने को धीमा करतीं, छोड़ दी गई हैं।

समुद्र जम जाता है

इसलिए समुद्र एक साल या एक सदी में पूरा नहीं जमेगा: बर्फ़ के ढक्कन के नीचे द्रव पानी दसियों हज़ार वर्षों तक बना रहेगा। तापमान और बर्फ़ की मोटाई इस मॉडल के हैं, और कोई पूर्ण मॉडल कुछ अलग मान दे सकता है।

अँधेरे में जीवन

सतह का जीवन, जो पौधों द्वारा धूप से बनाए भोजन पर टिका है, कुछ महीनों में मिट जाएगा। पर कुछ जीवन को कभी सूर्य की ज़रूरत नहीं थी: वह चट्टान से निकलने वाले रसायनों पर पलता है, समुद्र तल पर और ज़मीन के गहरे भीतर।

1977 में पनडुब्बी Alvin ने गैलापागोस द्वीपों के पास प्रशांत महासागर के तल पर गर्म झरने खोजे, जो विशाल ट्यूब कृमियों, सीपियों और केकड़ों से भरे थे। वे ऐसे सूक्ष्मजीवों पर जीते हैं जो अपनी ऊर्जा प्रकाश से नहीं, बल्कि चट्टान से उठते पानी में मौजूद हाइड्रोजन सल्फ़ाइड से लेते हैं।

इनमें से कई सूक्ष्मजीव, और जीव-जंतु भी, अब भी वह ऑक्सीजन साँस में लेते हैं जो पौधों ने धूप में बनाई और समुद्र में घुल गई। सूर्य के बिना और ऑक्सीजन नहीं बनेगी, इसलिए उसके घटने पर झरनों के बड़े जीव मिट जाएँगे। जिन सूक्ष्मजीवों को ऑक्सीजन नहीं चाहिए, वे चलते रहेंगे।

और गहराई में, 2008 में एक बैक्टीरिया, Desulforudis audaxviator, दक्षिण अफ़्रीका की एक सोने की खान में 2.8 किमी नीचे अकेला रहता पाया गया, जो चट्टान की रेडियोधर्मिता से टूटे पानी पर पलता है (चिवियन और अन्य)। ऐसा जीवन अँधेरे में लाखों वर्षों तक चल सकता है।

पास से

Event Horizon Telescope द्वारा खींचे गए ब्लैक होल, 2019 में M87* और 2022 में Sagittarius A*, प्रकाश का एक छल्ला दिखाते हैं क्योंकि उनमें गैस गिरती है और गरम होती है। सूर्य के होल के चारों ओर अंतरिक्ष लगभग खाली होगा, इसलिए उसमें कोई चमक नहीं होगी: वह केवल इससे पहचाना जाएगा कि आकाश को कैसे मोड़ता है।

चित्र में तारों के प्रकाश का मुड़ना सामान्य सापेक्षता के अनुसार है, किरण-दर-किरण। तारे खुद बनाए गए हैं, और आकाश असल से ज़्यादा चमकीला बनाया गया है, मानो अँधेरे की लंबे समय से आदी आँखों के लिए।

खिंचकर अलग

और पास, यह शरीर को क्षितिज तक पहुँचने से बहुत पहले एक लंबे पतले धागे में खींच देगा, जिसे खगोलविद स्पैगेटीफ़िकेशन कहते हैं। जहाँ सूर्य की सतह हुआ करती थी, 696,000 किमी दूर, वहाँ खिंचाव पृथ्वी के गुरुत्व के दस लाखवें हिस्से से भी कम है: ज्वार इस पर निर्भर है कि आप कितने पास हैं, इस पर नहीं कि होल कितना छोटा है।

बड़े होल अपने किनारे पर नरम होते हैं। चार मिलियन गुना भारी Sagittarius A* के क्षितिज पर व्यक्ति पर खिंचाव पृथ्वी के गुरुत्व से बहुत कम है, और आप बिना कुछ महसूस किए उसे पार कर सकते हैं। चित्र के छल्ले वे जगहें चिह्नित करते हैं जहाँ खिंचाव पृथ्वी के गुरुत्व का एक और दस गुना है।

असल में क्या होगा

कोई तारा तभी ब्लैक होल बनता है जब वह सूर्य से लगभग 20 गुना से अधिक द्रव्यमान के साथ जन्मा हो। इसके बजाय सूर्य के कोर का हाइड्रोजन खत्म हो जाएगा, वह अपनी चौड़ाई के लगभग 200 गुना तक फूलेगा और अपनी बाहरी परतें फेंक देगा। उसका गरम कोर एक श्वेत वामन बनकर बचेगा, लगभग पृथ्वी जितना बड़ा, जो खरबों वर्षों तक धीरे-धीरे ठंडा होता रहेगा।

पृथ्वी उसकी परिक्रमा करती रहेगी, अगर उससे पहले लाल दानव उसे निगल न ले, और रात के आकाश में सूर्य की जगह एक छोटा, धुँधलाता सफ़ेद तारा होगा। घटनाएँ में सिमुलेशन «सूर्य की मृत्यु» दिखाता है कि वह असल में कैसे खत्म होगा।

ज्ञात सबसे निकट ब्लैक होल, Gaia BH1, 1,560 प्रकाश-वर्ष दूर है (एल-बद्री और अन्य, 2023)। यह सूर्य से दस गुना भारी है, और सूर्य जैसा एक तारा उसकी परिक्रमा करता है, ठीक वैसे ही जैसे पृथ्वी ब्लैक होल बने सूर्य की परिक्रमा करती।