Казалось бы, что может быть загадочнее, чем способность чёрной дыры безвозвратно поглотить объект? Оказывается, кое-что способно удивить сильнее: чёрные дыры роняют законы физики, игнорируют правила природы и в духе бунтарей отвечают учёным – «не хочу и не буду».
· Первое и основное, с чем чёрные дыры не согласны, это фундаментальный физический закон о максимально возможной скорости, скорости света.
Смотрите, любое космическое тело обладает гравитационной силой, размер которой прямопропорционален массе объекта и обратнопропорционален квадрату радиуса объекта. Иными словами, чтобы покинуть этот объект, тело должно развить вторую космическую скорость. Как раз это мы обсуждали здесь. Для Земли эта скорость равна 11 км/сек.
Что такое чёрная дыра, в контексте данного вопроса? Это объект невероятно большой массы с малым радиусом. Да, радиус может достигать 4 световых дня, в случае чёрной дыры NGC 1277, но даже для такого радиуса масса несоизмеримо велика.
Получается, что гравитация объекта измеряется дробью, в числителе которой очень большое число, а в знаменателе малюсенькое. И по факту мы получаем очень большое число, описывающее гравитационную силу чёрной дыры. И если мы хотим сосчитать вторую космическую скорость для такого объекта, мы получаем значение скорости больше скорости света. Да, но ведь…
· Проблема излучения Хокинга. Это излучение - процесс ряда случайностей. Пары частица-античастица возникают всегда и везде. Но живут такие пары не долго, ведь они аннигилируются. Сталкиваются и взаимно уничтожаются, как + и – при сложении дают ноль. Когда этот процесс происходит на самом краю горизонта событий, то у частицы есть возможность избежать исчезновения, если её пара окажется уже за порогом точки невозврата. Античастица отправляется в пропасть чёрной дыры, а частица, которая не пересекала горизонта событий, отделяется и благополучно уходит. Все уходящие частицы сливаются в излучение Хокинга.
Получается, что чёрные дыры худеют и постепенно испаряются. Но это настолько незначительный процесс, что для исчезновения ЧД массой в 10 солнечных (ЧД средних размеров) понадобилось бы времени на 65 (!) порядков больше, чем существует Вселенная.
· И, наконец, энтропия чёрных дыр. (Да, впервые с момента существования канала слово «энтропия» встречается в статье).
Ещё один закон природы – ничто не может исчезнуть бесследно. Закон сохранения энергии или сохранения информации. Но и здесь чёрные дыры не согласны с физикой.
Все тела и объекты, попадающие в ЧД, перестают существовать для нас, для внешнего мира. Раз мы не можем изъять тело или даже свет из лап чёрной дыры, значит они считаются навсегда утраченными для нас. Но если смотреть на ситуацию с позиции чёрной дыры, глядя её глазами, то информация об объекте существует, она внутри. И закон сохранения не нарушен, всё верно. Но если ЧД могут испаряться, то рано или поздно это произойдёт. Информация, содержащаяся в чёрной дыре не может быть извлечена, следовательно она будет стёрта вместе с дырой. Что, опять же, ломает нашу физику.
Как мы видим, не любой закон может выдержать существование чёрных дыр и их деятельность. Именно поэтому теорию относительности (описывающую наш привычный мир) и квантовую механику (описывающую процессы в ЧД) мечтают объединить, создав общую стройную формулу. Этим занимается теория струн, к сожалению, пока безрезультатно. Но мы будем ждать и надеяться, ведь если есть хоть малейшая надежда познать всю вселенную – ожидания не напрасны.