4.4 Kjerne: hierarkisk struktur i et svært tett filamenthav

Hjem ／ Kapittel 4: Sorte hull

Kjernen i et svart hull er ikke tom. Der finnes et «hav» av ekstremt tette filamenter som hele tiden koker og velter. Overalt oppstår skjærsoner og flimmerpunkter fra gjentilkobling. Filamentene prøver gang på gang å sno seg til stabile former, men varer sjelden lenge; de viser seg kort som ustabile partikler og brytes så ned. Forstyrrelsene som frigjøres, danner bredbåndet bakgrunnsstøy som fortsetter å røre opp kjernen og holder den i «kok». Denne støyen er både et direkte resultat av kokingen og drivstoffet som opprettholder den.

I. Grunnbilde: tykk suppe, skjær og flimmerpunkter

• Tykk suppe: Den ekstreme tettheten gjør strømningen både viskøs og elastisk; helheten oppleves tung og bølgende, som en «tykk suppe».
• Skjærbånd: Tynne, tilstøtende lag beveger seg med ulik hastighet og danner utstrakte skjærsoner. Her hoper spenning seg lett opp, og strukturer blir omskrevet.
• Flimmerpunkter fra gjentilkobling: Nær kritiske forhold legges forbindelser mellom filamenter om på et øyeblikk. Hver gjentilkobling frigjør lokal spenning som bølgepakker, varme eller strømmer i større skala.

II. Hierarkisk organisering: tre nivåer fra mikro til makro

• Mikroskala: filamentbiter og små ringer
  Bitene klumper seg sammen og forsøker å lukke seg til svært små snurrer. Sterk trykk–strekk i kjernen og tett ytre støy gjør de fleste forsøk ustabile nesten med en gang. De eksisterer kort som ustabile partikler og går deretter i oppløsning.
• Mesoskala: bånd ordnet av skjær
  Små bølger strekkes og rettes inn av skjær i én retning og danner bånd. Mellom båndene ligger tynne glideflater der spenning gjentatte ganger lagres og slippes.
• Makroskala: drivende enheter
  Flere bånd flyter sammen til større drivende enheter. De vandrer langsomt, smelter sammen og deler seg, og bestemmer kjernens overordnede rytme og energifordeling.

De tre nivåene virker sammen. Mislykkede snurrer i mikroskala tilfører materiale og støy til mesoskala. De ordnede båndene i mesoskala blir «skjelettet» for driv på makroskala. Samtidig presser tilbakestrømmer og sammentrekninger i makroskala energi ned igjen mot små skalaer og lukker kretsløpet.

III. Rollen til ustabile partikler: dannelse, nedbrytning og ny omrøring

• Kontinuerlig dannelse
  Høy tetthet og stor spenning skyver stadig bitene mot snurring. Mange nyfødte snurrer ligger straks nær terskelen og kan bare eksistere et øyeblikk som ustabile partikler.
• Rask nedbrytning
  Ytre kompresjon øker, indre samspill går saktere på grunn av høy spenning, og omgivelsene er fulle av bølgepakker ute av fase. Samlet fører dette til hurtig kollaps.
• Injeksjon av bakgrunnsstøy
  Nedbrytningen sprer bredbåndede forstyrrelser med lav amplitude gjennom mediet. Kjernen absorberer og forsterker dem og gjør dem til nye kilder til omrøring.
• Positiv tilbakekobling
  Jo flere ustabile partikler som dannes, desto mer støy injiseres; jo sterkere støy, desto lettere brytes nye snurrer ned. Slik opprettholder kokingen seg selv.

Kjernen i saken: kjernen er ikke «uten snurr», men «snurr forsøkes stadig og brytes stadig opp». Nedbrytningen av ustabile partikler er ikke bare bakgrunnslyd; den er et av hoveddrivstoffene for den vedvarende kokingen.

IV. Materialkretsløp: trekke ut filament, føre tilbake filament og omorganisere

• Trekke ut filament: Lokale spennings topper og geometrisk samling drar materiale ut av havet til mer ordnede filamentbiter.
• Føre tilbake filament: Biter som overskrider bæreevnen, slakker og går tilbake til en mer diffus del av havet.
• Omorganisering: Skjær og gjentilkobling skriver fortløpende om hvordan filamenter henger sammen. Nye kanaler åpnes, gamle lukkes, og helhetsformen flytter seg sakte over tid.
• To tilstander side om side: Det finnes alltid to komponenter: en relativt justert, koherent strøm som virker som et skjelett, og en uregelmessig, bredbåndet bakgrunnsstøy som virker som «varme». Sammen balanserer de hverandre og bestemmer systemets øyeblikkelige plastisitet.

V. Energiregnskap: lagre, frigi og overføre i en lukket sløyfe

• Lagring: Krumming og tvist binder spenning i filamentenes geometri som «formenergi». Skjærordnede bånd oppfører seg som fjærer—jo mer de strekkes, jo strammere blir de.
• Frigivelse: Gjentilkobling låser opp formenergi til bølgepakker og varme. Også oppløsning av mislykkede snurrer frigjør energi og fyller opp støyen.
• Overføring: Energi pendler mellom skalaer. Små bølgepakker mater båndene; store tilbakestrømmer presser energi ned igjen til små skalaer.
• Lukket sløyfe: Lagring, frigivelse og overføring gjentas kontinuerlig, slik at kjernen kan holde seg aktiv uten vedvarende tilførsel utenfra. Ytre tilførsel kan forsterke sløyfen, men er ikke nødvendig.

VI. Tidsmønstre: av og på, hukommelse og gjenhenting

• Av og på: Gjentilkobling og nedbrytning skjer ikke jevnt, men i byger.
• Hukommelse: Etter en kraftig hendelse holder bakgrunnsstøyen seg forhøyet en stund, slik at nye snurrer lettere mislykkes.
• Gjenhenting: Når ytre tilførsel svekkes, slapper skjærbåndene gradvis av til lavere spenning, og støyen avtar—om enn sjelden til null.

VII. Oppsummert

Kjernen virker som en selvopprettholdende «mikser». Filamenter prøver stadig å sno seg og blir like ofte tatt fra hverandre. Skjærbånd og flimmerpunkter fra gjentilkobling flytter aktiviteten mellom skalaer, slik at spenning lagres, frigjøres og overføres i sykluser. Den vedvarende nedbrytningen av ustabile partikler fyller bakgrunnsstøyen uten stans—både et resultat av kokingen og grunnen til at den varer.