Если верить творениям научной фантастики, черные дыры служат вратами в другие миры, либо в отдаленные части вселенной. Но реальность немного сложнее. И вне фантастического фильма падение в черную дыру плохая затея.
Оказывается, что люди, попавшие в черную дыру, обладают небольшим шансом попасть либо обратно в свой мир, либо в какое-то экзотическое место. Это связано с тем, что черные дыры фактически изгибают само пространство, поэтому точки, которые обычно удалены друг от друга, становятся гораздо ближе.
Самый частый пример - это изгиб листа бумаги. Если вы нарисуете линию на бумаге, она будет следовать форме бумаги, и ее длина не изменяется, как бы вы не сгибали этот лист. Но если вы пройдете сквозь бумагу, то конечные точки линии будут намного ближе друг к другу.
Важно понимать, что черная дыра - это не пустое пространство, а место, где огромное количество материи сжимается в крошечную область, называемую сингулярностью. Сингулярность бесконечно мала и плотна.
По мере приближения к черной дыре скорость, необходимая для того, чтобы избежать гравитации черной дыры увеличивается. Поскольку ничто не может двигаться быстрее света, это означает, что ничто не сможет выйти из черной дыры. Но есть лазейка - черная дыра не всасывает все вокруг, как пылесос. Ее сила простирается только до горизонта событий, за пределы которого ничто не может выбраться, радиусом которого является расстояние от центра черной дыры. Этот радиус становится больше, поскольку больше материи попадает в дыру.
Вся материя, попавшая в черную дыру, начинает дробится и сдавливаться в точку с бесконечной плотностью. Если вы попадете в черную дыру, то скорее всего сначала вас растянет приливными силами как спагетти, а затем вы будете размолоты в "ничего". Потом ваше "тело" добавится к радиусу горизонта событий.
В конце концов вы будете выпущены в виде излучения Хокинга. Расчеты знаменитого физика теоретика Стивена Хокинга показали, что черные дыры выделяют фотоны. При этом черные дыры теряют массу, потому что согласно уравнению Эйнштейна E=mc2, энергия и масса эквивалентны. Черные дыры в конечном итоге испаряются, но ждать этого нужно очень долго. Например, черная дыра с массой Солнца, а это очень маленькая величина по космическим меркам, затрачивает порядка 10^87 лет, чтобы испариться и превратиться во всплеск гамма-лучей.
Как насчет червоточин
Гравитация изгибает пространство. Любой объект создает местную гравитационную скважину, которая становится глубже к центру этого объекта.
Черные дыры ведут себя не так, как обычные объекты. Кривизна пространства просто продолжает расти и расти, пока вы не достигнете сингулярности в центре черной дыры, где эта кривизна бесконечна. У вас просто будет отверстие, и пока вы двигаетесь к центру, его стороны становятся более крутыми до тех пор, пока не станут вертикальными, а в пространстве это будет выглядеть как бесконечно растянутая ямка.
Ученые используют теорию относительности Эйнштейна для описания изгиба пространства, но уравнения Эйнштейна разрушаются об особенности черных дыр. Пока никто не разработал способ заставить квантово-механическую теорию работать с гравитацией, чтобы выяснить - как же может выглядеть сингулярность.
Черные дыры не статичны. Любой объект в пространстве имеет тенденцию вращаться. Это означает, что если сингулярность достаточно быстро вращается, то она может стать кольцом, а не точкой. Кольцо сингулярности могло бы послужить воротами в другие вселенные. Таким образом, черная дыра может быть червоточиной, вратами через пространство и время.
Идея настолько интригующая, потому что, когда у вас есть точка сингулярности, и вы находитесь внутри горизонта событий, независимо от того, как вы перемещаетесь, сингулярность всегда будет в будущем. Но кольцевая сингулярность может вести себя по-другому - часть, которая раздавила вас в ничто, не всегда должна быть в вашем будущем, из-за странных способов, которыми кольцевая сингулярность будет изгибать и закручивать пространство и время.
Однако концепция кольцевой сингулярности как "шлюза" далека от правды. Во-первых, никто не знает, как возникает кольцевая сингулярность. Другая проблема заключается в том, что всякий раз, когда люди пытались разработать математику черной дыры, они сталкивались с проблемами поддержания стабильности шлюза. В любой реалистичной конструкции они по-прежнему считаются дико неустойчивыми ко всему. Единственный потенциальный способ создания червоточин - это воспользоваться "экзотической материей" - материей с отрицательной массой. Но пока никто не имеет четкого представления об этом.
Другая проблема заключается в том, что если черные дыры могут быть шлюзами в другие вселенные, то хотя бы случайно ученые бы зафиксировали, как материя выходит из "ниоткуда", а этого пока не разу не было. В некоторых теориях предполагается, что черные дыры запускают целые другие вселенные, вызывая другие Большие Взрывы. Но такие теории очень противоречивы.
И последнее, одним из следствий черных дыр как шлюзов является путешествие во времени. Из-за относительности, нет такого понятия, как "сейчас", которое применяется везде во вселенной. Мгновенное путешествие из точки А в точку Б в любой точке вселенной также будет связано с путешествиями во времени, и вы можете в конечном итоге оказаться где-то до того, как туда уехать. Поскольку никто не видит путешественников во времени сегодня, кажется маловероятным, что путешествие во времени возможно даже в нашей вселенной. Это указывает на то, что черные дыры менее полезны в качестве генераторов червоточины.
Хотя и возможно, что черные дыры могут быть шлюзами в другие миры, велика вероятность того, что это не так.
👍 👍 👍
