Ir pagājušas vairākas nedēļas, kopš nakts debesīs sāka notikt dīvainas lietas. Jūs, tāpat kā daudzi citi, aktīvi sekojat jaunumiem. Runā prezidents, viņu atbalsta astrofiziķi, ģeologi un klimatologi. Viņš ir nervozs, taču, godinot tradīcijas, viņš dala ziņas “sliktās” un “labās”. Labās ziņas: mēs neesam miruši, planēta netiek iznīcināta, tā netiek slaista kosmosā vai vērpta smaguma ritenī. Sliktie ir "ļoti interesantas klimata izmaiņas". Mēģinājumi izdzīvot blakus melnajai bedrei ir kā bēgšana no Titānika - par auksto nāvi okeānā.
Pirms ķeraties pie trauksmes gadījuma vai sākat trakot: nebaidieties, tas ir tikai domu eksperiments. Melnie caurumi ir viena no visbriesmīgākajām parādībām Visumā. Viņu milzīgais svars saliek telpu un laiku - un mūsu izpratni par viņu dabu - līdz robežai, līdz vienam punktam. Galaktiku kodolos slēpjas supermasīvi melnie caurumi, kas norij miljonus, miljardus zvaigžņu.
Kas notiks, ja mūsu Saules sistēmas tuvumā būs dzimis vai atklāts melnais caurums?
Tāpat kā vairumā hipotētisko jautājumu, arī velns ir sīkumos. Cik tuvu? No kurienes? Kāda ir masa?
Tūlīt jāatzīmē, ka mūsu saule nekad nekļūs par melno caurumu. Tam nepieciešama masa, kas ir lielāka par sauli - 10-15 reizes. Tad notiks gravitācijas sabrukums, gravitācijas ietekmē matērija burtiski sabrūk vienā punktā. Līdzīga parādība ir ūdeņraža bumbu centrā un aukstās kodolsintēzes teorijā, ja vien gravitācijai nav citas nozīmes. Turklāt citas kaimiņu galaktiku zvaigznes nav piemērotas potenciālo melno caurumu lomai. Lielākā daļa no tiem ir sarkanie punduri, un to masa ir 8-60% no mūsu Saules.
Paliek divas iespējas: vai nu mūsu tuvumā spontāni parādās melnā caurums, vai arī tas nāk no nekurienes. Bet pirmais, neraugoties uz protestu pret pētījumiem Lielajā hadronu sadursmē, nav iespējams (mēs to paskaidrosim vēlāk).
Runājot par otro, astronomi un astrofiziķi ir apstiprinājuši apmēram 2000 klīstošu melno caurumu esamību, taču izredzes, ka viens no viņiem sasniegs mūs, ir tuvu nullei. Un kā norādīja rakstnieks Duglass Adamss:
“Kosmoss ir lielisks. Jūs vienkārši nevarat saprast, cik viņš ir neticami un domājošs. Es domāju, tas var šķist garš ceļš līdz aptiekai, bet pēc kosmosa standartiem tās ir sēklas."
Reklāmas video:
Tas nozīmē, ka šāda notikuma varbūtība ir pārāk interesanta, lai to neuzskatītu par tuvāku.
Melno caurumu ietekme uz telpu un laiku
Ja paskatās uz melno caurumu no attāluma, tas izskatīsies kā jebkurš cits masīvs objekts. Kamēr tas atrodas tieši jūsu priekšā, tas ievēro klasiskās mehānikas likumus un Ņūtona universālās smaguma likumu, kas nosaka, ka pievilcība starp diviem objektiem ir proporcionāla to masai un samazinās, palielinoties attālumam. Citiem vārdiem sakot, nav gravitācijas atšķirības starp R136a1, “zilo” punduri, kas sver 265 saules, un tāda paša svara melno caurumu.
Tuvojieties melnajam caurumam, lai nokļūtu tā gravitācijas laukā, un jūs saskarsieties ar diviem dažādiem noteikumu kopumiem. Einšteina vispārējās relativitātes teorija, kas ļauj melnajiem caurumiem deformēt telpu un laiku, un ārkārtējs smagums, kas šo deformāciju noved līdz galam.
Ja vēlaties izpētīt melno caurumu, neizkāpjot no zvaigžņu kuģa, jūs atradīsit, ka jo tuvāk jūs nonākat masveida masas centrā, jo vairāk jūsu dzinēji sasprindzinās, lai jūs turētu apļveida orbītā. Sākumā mazi impulsi no raķetes to stabilizēs; bet jo tālāk jūs ejat, jo vairāk enerģijas jums būs jātērē, lai neizietu ārpus orbītas. Tā rezultātā tikai raķešu dzinēju nepārtraukta darbība jūs nošķirs no visa patērējošā nekā.
Tiklīdz jums beigsies degviela (vai jūs kļūsiet traks un izslēgsiet dzinējus), jūs šķērsosiet melnā cauruma notikumu horizontu, robežu, no kuras pat gaisma nevar atgriezties. Pēc tam jums būs jāatbild par visiem grēkiem. Nekas neapturēs nepielūdzamo kustību pretī singularitātei - bezgalīgi saspiestās telpas un laika kodolam, kur fizika, kā mēs to zinām, saritinās bumbā un vaimanā.
Laiks palēnināsies, progresējot. Ļoti daudz. No jūsu viedokļa nekas nemainīsies, bet jūsu triku vērojošie draugi redzēs kā izplūdušu zibeni. Bet tikai uz notikumu horizontu - gaisma netiek tālāk par to, kas nozīmē, ka neviens jūs nevar redzēt. Ideāls noziegums, vai ne?
Gravitācijas laika deformācijas ir pietiekami izplatītas, bet pārāk vājas, lai tās pamanītu. Piemēram, uz Zemes, dzīvojot miljardu gadu jūras līmenī, jūs būsiet par sekundi jaunāks par savu vienaudzi, kurš dzīvoja Everesta virsotnē. Viņi saka, ka laiks baidās no piramīdām, taču jums ir jāpavada pārāk daudz laika, atbalstot vaigu pret to, lai sajustu Parīzes laika palēnināšanos.
Laiks griežas melnā caurumā. Kad mēs sakām, ka no izkrišanas vienskaitlī nevar izvairīties, tas nozīmē ne tikai gravitācijas nepielūdzamo darbību vai telpas sagrozīšanu. Laiks melnajā caurumā sarūk līdz vietai, kurā ceļš uz īpatnību burtiski kļūst par tavu nākotni. Izbēgšana no īpatnības būs kā mēģinājums apturēt laiku.
Vai vēlaties uzzināt, kas notiks mūsu Saules sistēmā, ja tai izdosies nokļūt šādā spēku virpulī? Turpini lasīt.
Tiesas diena
Pieņemsim, ka melnā caurums ir ieslodzīts binārā sistēmā, apskaujot zvaigzni, kas gatavojas nonākt supernovā. Pēkšņi tas notiek, gravitācijas gigants šauj mūsu virzienā ar ātrumu desmitiem un simtiem kilometru sekundē. Kā mēs par to zinām?
Atbilde ir vienkārša: mēs to nezināsim, kamēr tas nesaskaras ar kaut ko, jo milzīgais melno caurumu smagums pat neizlaiž gaismu. Tātad, tā vietā, lai mēģinātu atrast melnos piparus uz melna paklāja, apskatīsim dažus veidus, kas mums palīdzēs tieši identificēt melno caurumu.
Pirmkārt, matērija, ko saplēsa melnais caurums, izstaro starojumu, kad akrēcijas disks griežas. Apkārtne spīdēs kā Jaungada laternu kaklarota, ko nēsā kaķis (dīvaina fantāzija, bet lai tā būtu).
Otrkārt, telpas izkropļojumus ap melnajiem caurumiem var noteikt ar zemes metodēm. Tas ir gravitācijas objektīvs, ko paredz Einšteina vispārējā relativitātes teorija. Efekts izpaužas masīvu objektu tuvumā, un astronomi to reģistrē.
Bet pat ideālos apstākļos atrast melno caurumu šādā veidā būs grūtāk nekā atrast blusas plankumainam sunim naktī ar binokli. Ar acu plāksteri. Lai veiksmīgi pievilktu gravitācijas lēcas, starp mums un zvaigzni jāiziet melnajam caurumam. Un pēc tam mums vēl jāpaveicas.
Turklāt melnā bedre var par sevi manīt, ja tā gravitācijas ceļā mijiedarbojas ar debesu objektiem, piemēram, planētām, zvaigznēm, asteroīdiem un komētām, kas atkal mūs noved pie galvenā jautājuma: cik tuvu atradīsies mūsu hipotētiskais melnais caurums, kas atrodas kaimiņos?
Protams, jo tuvāk, jo bīstamāk. Tuvojoties planētu un pavadoņu orbītām, viņi dejos salsu kā zirnekļa tīklā iesprostots zvirbulis, velkot šķības orbītas un izjaucot kārtību, kuru viņi mēģināja salikt kopš Nikolaja Kopernika laikiem.
Šeit uz Zemes mainītos bēgums un plūsma, kā arī debess krāsa. Ja gravitācija, pēc Žirinovska pasūtījuma, pārvieto planētas orbītu tālāk no Saules, tuvina to, padara to eliptisku, labākajā gadījumā mēs cietīsim no temperatūras izmaiņām un sezonu dīvainībām. Sliktākajā gadījumā (izņemot to, ka tā kļūst par melnās cauruma daļu), Zeme var iekrist Saulē vai doties garā ceļojumā kosmosa dziļumos, mūs visus nolemjot aukstai nāvei.
Slavenais astrofiziķis Nīls de Grasse Taisons reiz lakoniski izteica problēmas, kas rastos, ja tuvumā startētu "melnais viesis":
"Ja mēs apmeklēsim melno caurumu, Saules sistēmai būs slikta diena."
Nu, nepārvietosimies no kājas uz priekšu notikumu horizonta priekšā un beidzot nirsim.
Kontakts: labas un sliktas ziņas
Ir sešu burtu vārds krievu valodā, kas vislabāk raksturotu to, kas mūs sagaida. Sauksim to vienkārši par likteni. Zinātnieki iemācījās dalīt ar nulli, un mēs nonācām melnajā caurumā. Pat Brūss Viliss ar drosmīgu naftas darbinieku komandu, kas īpaši apmācīta Čeļabinskā, mūs nebūtu glābusi.
Ja Neptūna apkārtnē parādītos melna caurums, mēs to uzreiz sajustu. Zinātnieki tik labi zina Neptūna orbītu, ka var noteikt pat 1 loka sekundes (leņķa mērvienības) novirzi. Parasta melnā caurums ar desmit saules masu, kas lido ar ātrumu 300 km / s, sev izdotu vēl vienu desmito daļu gaismas gada.
Un šeit ir pēdējā labā ziņa: šāda izmēra melnā caurums dos mums vismaz 100 gadus, lai pabeigtu mūsu zemes lietas. Varbūt šāda mēroga briesmas beigs visus zemes karus vai sāks vienu globālu karu. Varbūt cilvēcei būs laiks pašai sevi iznīcināt, tiklīdz tā uzzinās, ka pēc simts gadiem - viss, kaput. Pagaidām tas nav svarīgi. Ja caurums pārvietojas lēnāk, liktenīgais gaidīšanas laiks palielināsies desmit reizes. Un tad vajadzētu būt pietiekami daudz laika, lai uzbūvētu šķirstu vai savāktu planētas čemodānu ar lietām.
Tuvojoties Neptūnam, melnā nāve izrauj gāzes gigantu no orbītas. Planēta sāk uzvesties dīvaini: attālinoties no mums, notiek sarkanā nobīde - tās starojuma viļņa garums, ieskaitot gaismu, nonāk sarkanajā spektrā. Tiklīdz Neptūns atrodas aiz melnā cauruma, gravitācijas objektīvs tiek pārvilkts pār melno sfēru un plūst ap to. Kad planēta atkal parādās, jau priekšā mums, tās krāsās notiek zila nobīde - viļņa garums iet uz šo spektra galu.
Sarkanā un zilā nobīde, kā likums, ir zvaigžņu objekta noņemšanas vai tuvošanās sekas attiecībā pret mums. Izskatās, ka Doplera efekts ātrās palīdzības brauciena laikā netālu no mums.
Tajā pašā laikā, kad melnais caurums "apēd" planētu, gāze pārvērsīsies gravitācijas spirālē, piemēram, cukurs, radot kokvilnas konfektes. No mūsu viedokļa spirāle uz visiem laikiem nonāks notikumu apvāršņā. Bet Neptūna nāves izstarotā gaisma atspoguļosies no melnā cauruma negatīvā, tāpat kā Saules korona aptumsuma laikā.
Jo tuvāk melnais caurums atrodas Zemei, jo vairāk izpausmes efekts, kas to ieskauj, izpaudīsies kā izliektā spogulī. Visi teleskopi redzēs tukšumu tikai melnā cauruma centrā.
Ja mūsu melnā nāve ir supermasīvs melnais caurums, vēsture jau beigsies - tās notikumu horizonts būs piecas reizes lielāks nekā Saules sistēma. Bet tas ir garlaicīgi. Apskatīsim, kā viens no šiem monstriem izskatās no iekšpuses.
Pasaules gals vai caur skatienu
Jūs uzkāpjat trušu caurumā, zinot, ka jūsu iepazīšanās ar viņu būs ļoti īsa. Mēs ceram, ka mums būs laiks vismaz novērtēt melnā cauruma interjeru. Par laimi mums, bet diemžēl Saules sistēmai šī melnā caurums ir supermasīvs. Mēs mainījām noteikumus, bet, ja mēs to nedarīsim, tas nez kāpēc būtu beidzies.
Nelielā melnajā caurumā, teiksim, ar 30 saules masu, gravitācijas pieauguma izraisītie plūdmaiņas spēki mūs nojauktu ilgi pirms mēs sasniedzam notikuma horizontu. Bet gravitācija ir aptuveni miljons Zemes. Lai izbaudītu uzvaru - galu galā esam sasnieguši notikumu horizontu - mums nebūs pat 0,0001 sekundes.
Ļoti atšķirīga pieredze mūs gaida supermasīvajā melnajā caurumā ar 5 miljonu saules masu, piemēram, mūsu galaktikas centrā. Jebkurā melnajā caurumā, kas absorbējis vairāk nekā 30 tūkstošu saules masu, notikumu horizonta plūdmaiņas spēki ir mazāki par vienu Zemi. Mums būs 16 sekundes, lai apskatītos (un mainītu spēles noteikumus), pirms mēs sasniedzam singularitātes punktu. Jo vairāk masas, jo vairāk laika.
Nokrišana notikumu apvāršņā ir kā aizmigšana vai iemīlēšanās: ir grūti noteikt sākuma punktu, kad tas notiks, bet pēc tam jūsu realitātes izjūta būs pavisam cita. Melnajā caurumā jūs redzēsiet zvaigznes (gaisma ienāk, bet ne otrādi), bet telpa ap jums atgādinās ziepju burbuļu.
Nu, pēc tam, kad jūs esat sasmalcināts nebūtībā, jūs nonāksit bezgalīga izliekuma punktā, kur beidzas mums zināmais laiks un telpa.
Iļja Khels