4.4 Kerne: hierarkisk struktur i et meget tæt filamenthav

Hjem ／ Kapitel 4: Sorte huller

Kernen i et sort hul er ikke tom. Her findes et “hav” af ekstremt tætte filamenter, som hele tiden koger og vælter rundt. Overalt opstår skærzoner og glimpunkter fra genforbindelse. Filamenterne forsøger igen og igen at sno sig til stabile former, men holder sjældent længe; de viser sig kort som ustabile partikler og bryder siden ned. Nedbrydningen frigiver bredbåndet baggrundsstøj, der bliver ved med at sætte kernen i bevægelse og holder den i “kog”. Denne støj er både en direkte følge af koget og det brændstof, der opretholder det.

I. Grundbillede: tyk suppe, skæring og glimpunkter

• Tyk suppe: Den ekstreme tæthed gør strømningen både viskøs og elastisk; helheden fremstår tung og bølgende som en “tyk suppe”.
• Skærbånd: Tynde, tilstødende lag bevæger sig med forskellig hastighed og danner udstrakte skærzoner. Her ophobes spænding let, og strukturer bliver ofte skrevet om.
• Glimpunkter ved genforbindelse: Tæt på kritiske tilstande omlægges forbindelserne mellem filamenter meget hurtigt. Hver genforbindelse omsætter lokal spænding til bølgepakker, varme eller strømme i større skala.

II. Hierarkisk organisering: tre skalaer fra mikro til makro

• Mikroskala: filamentsegmenter og små ringe
  Segmenter klumper sig sammen og forsøger at lukke sig til meget små snoninger. På grund af stærk kompression i kernen og tætte ydre forstyrrelser bliver de fleste forsøg straks ustabile. De eksisterer kun kort som ustabile partikler og går derefter i opløsning.
• Mesoskala: bånd orienteret af skæring
  Mikrobølger strækkes af skæringen i én retning og ordner sig i bånd. Mellem båndene ligger tynde glideflader, hvor spænding gentagne gange lagres og frigives.
• Makroskala: drivende enheder
  Flere bånd flyder sammen til større drivende enheder. De vandrer langsomt, smelter sammen og deler sig og fastlægger kernens overordnede rytme og energifordeling.

De tre skalaer hænger tæt sammen. Mislykkede snoninger på mikroskala leverer både materiale og støj til mesoskala. De ordnede bånd på mesoskala danner “skelettet” for driv på makroskala. Samtidig presser tilbagefloder og sammentrækninger på makroskala energien ned mod små skalaer igen og lukker kredsløbet.

III. Ustabile partiklers rolle: dannelse, nedbrydning og ny omrøring

• Kontinuerlig dannelse
  Høj tæthed og stor spænding driver segmenterne mod snoning. Mange nyfødte snoninger ligger straks nær deres tærskel og kan kun eksistere et øjeblik som ustabile partikler.
• Hurtig nedbrydning
  Ydre kompression tiltager, den indre koordinering går langsommere på grund af høj spænding, og omgivelserne er fyldt med bølgepakker ude af fase. Samlet får dette snoningerne til at kollapse hurtigt.
• Indsprøjtning af baggrundsstøj
  Nedbrydningen spreder bredbåndede forstyrrelser med lav amplitude gennem mediet. Kernen absorberer og forstærker dem og gør dem til nye kilder til omrøring.
• Positiv tilbagekobling
  Jo flere ustabile partikler der dannes, desto mere baggrundsstøj tilføres; jo stærkere baggrunden er, desto lettere brydes nye snoninger ned. Derfor opretholder koget sig selv.

Kernepunktet er: kernen er ikke “uden snoninger”, men “snoninger forsøges uafbrudt og brydes uafbrudt op”. Nedbrydningen af ustabile partikler er ikke sekundært støj—den er et af hovedbrændstofferne bag det vedvarende kog.

IV. Stoffets kredsløb: trække filament, føre filament tilbage og omorganisere

• Trække filament: Lokale spændingsspidser og geometrisk samling trækker materiale ud af havet til mere ordnede filamentsegmenter.
• Føre filament tilbage: Segmenter, der overskrider deres bæreevne, slapper af og vender tilbage til en mere diffus komponent af havet.
• Omorganisering: Skæring og genforbindelse skriver løbende om, hvordan filamenter er forbundet. Nye kanaler åbnes, gamle lukkes, og helhedsformen flytter sig langsomt over tid.
• To samtidige tilstande: Der er altid to komponenter til stede: en relativt justeret, koherent strøm, der fungerer som skelet, og en uregelmæssig, bredbåndet baggrundsstøj, der virker som “varme”. Sammen balancerer de hinanden og bestemmer systemets øjeblikkelige plasticitet.

V. Energiregnskab: lagre, frigive og overføre i en lukket sløjfe

• Lagring: Krumning og vrid binder spænding i filamenternes geometri som “formenergi”. Skærorienterede bånd opfører sig som fjedre—jo mere de strækkes, jo strammere bliver de.
• Frigivelse: Genforbindelse låser formenergien op til bølgepakker og varme. Også nedbrudte, mislykkede snoninger frigiver energi og fodrer baggrunden.
• Overførsel: Energi pendler mellem skalaer. Små bølgepakker mætter båndene; storskala tilbagefloder presser energien tilbage til små skalaer.
• Lukket sløjfe: Lagring, frigivelse og overførsel gentages, så kernen kan forblive aktiv uden vedvarende tilførsel udefra. Ekstern tilførsel kan forstærke sløjfen, men er ikke nødvendig.

VI. Tidsmønstre: intermitterende, hukommelse og genopretning

• Intermitterende: Genforbindelse og nedbrydning sker ikke jævnt, men i klynger af udbrud.
• Hukommelse: Efter en kraftig hændelse forbliver baggrundsstøjen forhøjet i en periode, så nye snoninger lettere fejler.
• Genopretning: Når ekstern tilførsel aftager, slapper skærbåndene gradvist af til lavere spænding, og baggrundsstøjen falder—om end sjældent til nul.

VII. Sammenfattende

Kernen fungerer som en selvopretholdende “omrører”. Filamenter prøver uafbrudt at sno sig og pilles lige så uafbrudt fra hinanden. Skærbånd og glimpunkter ved genforbindelse flytter aktiviteten mellem skalaer, så spænding lagres, frigives og overføres i cykler. Den vedvarende nedbrydning af ustabile partikler fylder baggrundsstøjen uden ophør—både en følge af koget og grunden til, at det varer ved.