Melnie caurumi, iespējams, ir visnoslēpumainākie objekti Visumā. Tie ir tik blīvi, ka gravitācijas spēks neļauj kaut kam, pat ne gaismam, atstāt melno caurumu. Fiziķi ir atklājuši daudzus melnos caurumus, sākot no maziem līdz supermasīviem, kuru svars ir miljonos vai miljardos saules. Svarīgs notikuma horizonta īpašums - ka gaisma to nevar šķērsot - rada robežu telpā: kad jūs to šķērsojat, jums ir lemts atrasties savdabībā. Bet ko jūs redzēsit iekrist melnajā caurumā? Gaismas nodzisīs vai paliks? Fiziķi zina atbildi, un jums tā patiks.
Mūsu pašu galaktikas centrā mēs redzējām, kā zvaigznes pārvietojas ap 4 miljonu saules masu masu centrālo punktu, neizstarojot gaismu. Šis objekts, Strēlnieks A *, ir skaidrs melnā cauruma kandidāts, kuru mēs varam noteikt tieši, mērot zvaigznes tā orbītā.
Bet ir dažas ļoti dīvainas lietas, kas notiek, kad tuvojas tuvāk melnā cauruma horizontam, un, šķērsojot to, tās kļūst vēl dīvainākas. Ir iemesls, kāpēc jūs, pārvarot šo neredzamo barjeru, nekad nevarēsit to pamest. Un nav svarīgi, kura melnā cauruma klase tevi iesūca, kāds kosmosa kuģis mēģina tevi izvest no turienes, vai kaut kas cits. Vispārējā relativitāte ir liels darījums, it īpaši, ja runa ir par melnajiem caurumiem. Iemesls ir saistīts ar Einšteina lielāko sasniegumu: tam ir sakars ar to, kā melnais caurums liekas telpas laikā.
Kad esat ļoti tālu no melnā cauruma, telpas audums ir mazāk izliekts. Faktiski, kad esat ļoti tālu no melnā cauruma, tā smagums nav atšķirams no jebkuras citas masas, vai tā būtu neitronu zvaigzne, parasta zvaigzne vai vienkārši izkliedēts gāzes mākonis. Kosmosa laiku var izliekt, bet viss, ko varat pateikt no tālienes, ir masas klātbūtne, un nav datu par šīs masas sadalījumu. Bet, ja paskatās savām acīm, tad gāzes mākoņa, zvaigznes vai neitronu zvaigznes vietā centrā būs absolūti melna lode, kas neizstaro nekādu gaismu.
Šis sfēriskais reģions, kas pazīstams kā notikumu horizonts, nav kaut kas fizisks, bet drīzāk noteikta lieluma telpas reģions, no kura gaisma nevar izkļūt. Varētu pieņemt, ka no attāluma melnā cauruma izmērs šķiet tāds, kāds tas patiesībā ir. Citiem vārdiem sakot, ja jūs nonāksit tuvu melnajam caurumam, tas uz kosmosa fona izskatīsies kā pilnīgi melns caurums, kura malās gaisma ir izkropļota.
Melnajam caurumam ar Zemes masu šī lode būs niecīga: apmēram 1 centimetra rādiusā; un melnajam caurumam ar saules masu šī sfēra būs aptuveni 3 kilometru rādiusā. Ja jūs mērogojat masu (un izmēru) līdz supermasīvam melnajam caurumam - piemēram, tam, kas atrodas mūsu galaktikas centrā -, jūs iegūstat planētas orbītas lielumu vai tādu milzu sarkanu zvaigzni kā Betelgeuse.
Kas notiek, kad tu esi pietuvojies un galu galā iekrīt melnajā caurumā?
Reklāmas video:
No attāluma redzamā ģeometrija atbildīs jūsu cerībām un aprēķiniem. Bet, progresējot savā perfekti konstruētajā un neiznīcināmajā kosmosa kuģī, tuvojoties melnajam caurumam, jūs sāksit pamanīt kaut ko dīvainu. Ja attālums starp jums un zvaigzni tiek sadalīts uz pusēm, zvaigznes leņķiskais izmērs šķiet divreiz lielāks. Ja saīsināsit attālumu līdz ceturtdaļai, tas būs četras reizes lielāks. Bet melnie caurumi ir atšķirīgi.
Atšķirībā no visiem citiem objektiem, pie kuriem jūs esat pieraduši, un, jo tuvāk tie, jo lielāki, šķiet, melnais caurums palielinās izmēros daudz ātrāk, pateicoties neticami telpas izliekumam.
No mūsu viedokļa uz Zemes melnais caurums galaktikas centrā parādīsies niecīgs, tā rādiuss izmērīts mikro loka sekundēs. Bet, salīdzinot ar naivo rādiusu, kuru aprēķina vispārējā relativitātē, tas liekas par 150% lielāks telpas izliekuma dēļ. Ja tuvosities tai tuvu, līdz brīdim, kad notikumu horizonts būs pilnmēness debesīs, tas būs četras reizes lielāks. Iemesls, protams, ir tas, ka, nonākot tuvāk melnajam caurumam, kosmosa laiks aizvien vairāk līkņo.
Un otrādi, novērotais melnā cauruma laukums aug arvien vairāk; kad jūs atrodaties vairākos ŠvarcŠildas rādiusā no tā, melnais caurums palielināsies līdz tādam izmēram, ka tas aizēnos gandrīz visu kuģa priekšējo skatu. Regulāri ģeometriski objekti neuzvedas šādā veidā.
Tuvojoties visdziļākajai stabilajai apļveida orbītai, kas ir 150% no notikuma horizonta rādiusa, jūs pamanīsit, ka skats uz priekšu uz jūsu kuģa kļūs pilnīgi melns. Kad jūs precīzi šķērsosit šo, pat aiz jums viss sāks ienirt tumsā. Tas atkal ir saistīts ar to, kā gaismas ceļi no dažādiem punktiem pārvietojas šajā ļoti izliektajā telpas laikā.
Šajā brīdī, ja vēl neesat šķērsojis notikumu horizontu, jūs joprojām varat iziet. Ja jūs pielietojat pietiekamu paātrinājumu prom no notikuma horizonta, varat atstāt tā smagumu un atgriezties drošā laika telpā prom no melnā cauruma. Jūsu gravitācijas sensori jums pateiks, kur lejupvērstais slīpums virzienā uz centru dod ceļu uz plakni, kur var redzēt zvaigžņu gaismu.
Bet, ja jūs turpināsit krist notikuma horizonta virzienā, galu galā jūs redzēsit, kā zvaigznīte sarūk līdz niecīgam punktam aiz jums, mainot krāsu uz zilu gravitācijas zilās nobīdes dēļ. Pēdējā brīdī, šķērsojot notikuma horizontu, šis punkts kļūs sarkans, balts un tad zils, kosmisko mikroviļņu un radioviļņu foniem mainoties redzamajā spektrā.
Un tad … būs tumsa. Nekas. No notikuma horizonta neviens kuģis no ārējā Visuma nevar sasniegt. Tagad jūs domāsit par sava kuģa spēcīgajiem dzinējiem un domāsit par to, kā jūs ar viņu palīdzību varētu izbēgt no šī slazda. Jūs atceraties, kurā virzienā atrodas singularitāte, un mēģiniet noteikt gravitācijas gradientu pret to. Tas tiek nodrošināts ar nosacījumu, ka aiz jums vai priekšā nav citas matērijas vai gaismas.
Pārsteidzoši, pat ja daudz gaismas izkrīt ārpus notikuma horizonta kopā ar jums - jūs redzēsit "pusi" no redzamā Visuma - uz kuģa jums būs arī gravitācijas sensori. Un, tiklīdz jūs šķērsosit notikuma horizontu, ar gaismu vai bez tās, notiks kaut kas dīvains.
Jūsu sensori jums pateiks, ka gravitācijas gradients, kas ved uz singularitāti, būs visur un visos virzienos. Pat pretējā virzienā pret singularitāti.
Kā tas ir iespējams?
Un tāpat, jo jūs atrodaties ārpus notikumu horizonta, tieši tur. Jebkurš gaismas stars, kuru jūs tagad izstarojat, virzīsies uz raksturīgumu; jūs esat pārāk dziļi melnā cauruma iekšpusē, lai tas nonāktu citur.
Cik ilgs laiks nepieciešams pēc horizonta šķērsošanas supermasīvā melnā caurumā, lai būtu tā centrā? Ticiet vai nē, kaut arī notikumu horizonts mūsu atskaites ietvarā var būt neliela stunda diametrā, singularitātes sasniegšana prasa tikai apmēram 20 sekundes. Stingri izliekta telpa ir biedējoša lieta.
Sliktākais ir tas, ka jebkurš paātrinājums jūs vēl ātrāk pietuvina singularitātei. Šajā posmā nav iespējams palielināt izdzīvošanas laiku. Singularitāte pastāv visos virzienos, kur vien jūs skatāties. Pretošanās ir veltīga.
Iļja Khel