Помощь по Теле2, тарифы, вопросы

Конечно же, ты умрешь, чувак. Но вряд ли тебе хватит такого лаконичного ответа, ведь так? Поэтому давай пофантазируем и представим, что с тобой будет, окажись ты в таком неприятном и странном месте, как черная дыра.

А для начала вспомним, что это вообще такое. Итак, черная дыра – это область пространства, настолько плотная, что даже свет и его кванты, не могут преодолеть гравитационное притяжение этой области. Ведь чем плотнее объект, тем более сильное у него гравитационное поле. Граница черной дыры имеет отдельное название – горизонт событий. То, что происходит около горизонта событий, является большой тайной. Астрофизики, несмотря на многолетние исследования, могут только лишь предполагать те или иные свойства, но мы думаем, что и эта загадка будет скоро раскрыта.

Ранее Карл Шварцшильд предположил, что подобные объекты существуют, он не мог знать, что они есть, но беря во внимание теорию относительности Эйнштейна, понял, что они должны быть. Кстати говоря, черные дыры вовсе не черные – у них полностью отсутствует цвет. Хотя о них можно говорить очень долго, так как данные космические объекты, вероятно, занимают первое место по ломке мозгов современных учёных ввиду своих удивительных свойств.

Сейчас же ученые, которые прекрасно могут наблюдать и обычные черные дыры, и массивные, и их слияние, и поглощение ими галактик, бьются над дальнейшими разгадками тайн Вселенной. Но уже есть некоторые сведения, которые наконец-таки помогут ответить на один из самых важных вопросов современного человека: что будет, если я окажусь у горизонта событий или вовсе попаду в черную дыру?

Для начала надо понять, что черные дыры замедляют время внутри себя. Значит, приближаясь к ней, ты, несомненно, будешь чувствовать, как время замедляется, а твои часы начинают отсчитывать секунды всё медленней и медленней. К тому же, в черной дыре точно есть масса предметов, которые имеют совершенно другое «смещение времени», чем твоё тело, то есть теоретически ты сможешь увидеть в ней объекты, которые попали туда до тебя, а если посмотришь назад – то, что только будет проходить через дыру.

Если бы Вы должны были предпринять попытку проникнуть в черную дыру, Ваше тело наиболее вероятно напомнило бы зубную пасту, вытесняемую из тюбика.
Чарльз Луи, астрофизик, работник музея Natural History’s Hayden Planetarium.

Далее начинается так называемая «спагеттификация» – реальный астрофизический термин, который обозначает сильное растяжение объектов по вертикали и горизонтали, что вызывается большой приливной волной в гравитационном поле. Это одна из проблем, которая не позволяет нам изучать черные дыры в практическом смысле. Тело гипотетического астронавта по мере приближения к центру черной дыры будет растягиваться, приобретая форму спагетти или лапши. Это же касается и любых других объектов, которые приближаются к горизонту событий. Очень неплохо описал это свойство в своей книги «Краткая история времени».

Прыгая вперед головой в черную дыру, ваша макушка испытала бы гораздо большую гравитацию, чем кончики пальцев ваших ног. Такой эффект заставил бы вас растягиваться все больше и больше. В конечном счете Вы превратитесь в поток субатомных частиц, которые затянет в черную дыру.
Мартин Рис, британский астрофизик

Но после того как ты попадешь в дыру, твоё тело будет полностью уничтожено в результате коллапса, который тебя неминуемо настигнет. Не будет там портала в другое измерение или входа в твою библиотеку, чтобы швыряться книжками в свою дочь. Да и спагеттификации тоже может не быть, интенсивное излечение аккреционного диска вокруг черной дыры, вероятно, сожжет тебя ещё до того момента, когда ты приблизишься к ней на своём корабле. Аккреционный диск, по мнению профессора Бруно Коппи (Массачусетский технологический институт, США), состоит из плазмы, в которой образуются плазменные структуры – кольца – или их последовательность.

Для стороннего наблюдателя ты будешь двигаться в сторону центра бесконечно долго, в итоге замерев у границы черной дыры. Но в твоём собственном ощущении времени ты продолжишь движение дальше. Тут начинается самое интересное. Ясное дело, что ты давно умрешь и сгинешь в ней, но если у тебя будет возможность сохранить жизнь в условиях такой гравитации, то вполне вероятно, что ты можешь увидеть то, чего не видел ни один человек. Математические модели разнятся в своих выводах, но некоторые из них предполагают, что астронавт сможет увидеть отдаленные события будущего за очень короткий промежуток времени, включая и смерть Вселенной. В случае пересечения горизонта событий возможно увидеть уже всю историю мира за считанные мгновения.

Черные дыры являются одними из самых удивительных и в то же время пугающих объектов нашей Вселенной. Возникают они в тот момент, когда в звездах, имеющих огромную массу, заканчивается ядерное топливо. Ядерные реакции прекращаются и светила начинают остывать. Тело звезды сжимается под действием гравитации и постепенно она начинает притягивать к себе более мелкие объекты, трансформируясь в черную дыру.

Первые исследования

Изучать черные дыры светила науки начали не так давно, несмотря на то что основные концепции их существования были разработаны еще в прошлом столетии. Само понятие «черной дыры» было введено в 1967 году Дж. Уиллером, хотя вывод о том, что эти объекты неизбежно возникают при коллапсе массивных звезд, был сделан еще в 30-х годах прошлого столетия. Все, что внутри черной дыры - астероиды, свет, поглощенные ею кометы, - когда-то приблизилось слишком близко к границам этого загадочного объекта и не сумело их покинуть.

Границы черных дыр

Первая из границ черной дыры называется пределом статичности. Это граница области, попадая в которую посторонний объект уже не может находиться в состоянии покоя и начинает вращаться относительно черной дыры, чтобы удержаться от падения в нее. Вторая граница зовется горизонтом событий. Все, что внутри черной дыры, когда-то проходило ее внешнюю границу и двигалось по направлению к точке сингулярности. По мнению ученых, здесь вещество вливается в эту центральную точку, плотность которой стремится к значению бесконечности. Люди не могут знать, какие законы физики действуют внутри объектов с такой плотностью, и поэтому описать характеристики этого места невозможно. В буквальном смысле слова оно является «черной дырой» (или, быть может, «пробелом») в знаниях человечества об окружающем мире.

Строение черных дыр

Горизонтом событий называется неприступная граница черной дыры. Внутри этой границы находится зона, которую не могут покинуть даже объекты, скорость движения которых равна скорости света. Даже кванты самого света не могут покинуть горизонт событий. Находясь в этой точке, никакой предмет уже не может вырваться из черной дыры. О том, что внутри черной дыры, мы не можем узнать по определению - ведь в ее глубинах находится так называемая точка сингулярности, которая формируется за счет предельного сжатия вещества. Когда объект попадает внутрь горизонта событий, с этого момента он никогда не сможет вырваться снова из нее и стать видимым для наблюдателей. С другой стороны, те, кто находятся внутри черных дыр, не могут видеть ничего из происходящего снаружи.

Размер горизонта событий, окружающего этот загадочный космический объект, всегда прямо пропорционален массе самой дыры. Если ее масса будет удвоена, то вдвое больше станет и внешняя граница. Если бы ученые смогли найти способ, позволяющий превратить Землю в черную дыру, то размер горизонта событий составлял бы всего лишь 2 см в поперечном разрезе.

Основные категории

Как правило, масса среднестатистических черных дыр приблизительно равна трем солнечным массам и более. Из двух видов черных дыр выделяют звездные, а также сверхмассивные. Их масса превосходит массу Солнца в несколько сотен тысяч раз. Звездные образуются после смерти больших небесных светил. Черные дыры обычной массы появляются после завершения жизненного цикла больших звезд. Оба вида черных дыр, несмотря на различное происхождение, имеют сходные свойства. Сверхмассивные черные дыры расположены в центрах галактик. Ученые предполагают, что они сформировались во времена образования галактик за счет слияния плотно прилежащих друг к другу звезд. Однако это только догадки, не подтвержденные фактами.

Что внутри черной дыры: догадки

Некоторые из математиков считают, что внутри этих загадочных объектов Вселенной находятся так называемые червоточины - переходы в другие Вселенные. Иными словами, в точке сингулярности расположен пространственно-временной туннель. Эта концепция послужила для многих писателей и режиссеров. Однако подавляющее большинство астрономов считают, что никаких туннелей между Вселенными не существует. Однако даже если бы они действительно были, у человека нет никаких способов узнать, что находится внутри черной дыры.

Существует и другая концепция, согласно которой в противоположном конце такого туннеля находится белая дыра, откуда из нашей Вселенной в другой мир через черные дыры поступает гигантское количество энергии. Однако на данном этапе развития науки и техники о путешествиях подобного рода не может быть и речи.

Связь с теорией относительности

Черные дыры являются одним из самых удивительных предсказаний А. Эйнштейна. Известно, что сила тяготения, которая создается на поверхности любой планеты, обратно пропорциональна квадрату ее радиуса и прямо пропорциональна ее массе. Для этого небесного тела можно определить понятие второй космической скорости, которая необходима, чтобы преодолеть эту силу тяготения. Для Земли она равна 11 км/сек. Если же масса небесного тела будет увеличиваться, а диаметр - наоборот, уменьшаться, то вторая космическая скорость со временем может превысить скорость света. И поскольку, согласно теории относительности, никакой объект не может двигаться быстрее скорости света, то образуется объект, не дающий ничему вырваться за его пределы.

В 1963 году учеными были обнаружены квазары - космические объекты, являющиеся гигантскими источниками радиоизлучения. Располагаются они очень далеко от нашей галактики - их удаленность составляет миллиарды световых лет от Земли. Чтобы объяснить чрезвычайно высокую активность квазаров, ученые ввели гипотезу о том, что внутри них располагаются черные дыры. Эта точка зрения сейчас является общепринятой в научных кругах. Исследования, которые проводились в течение последних 50 лет, не только подтвердили данную гипотезу, но и привели ученых к выводу о том, что черные дыры есть в центре каждой галактики. В центре нашей галактики также есть такой объект, его масса составляет 4 миллиона солнечных масс. Эта черная дыра носит название «Стрелец А», и поскольку она расположена ближе всего к нам, ее больше всего исследуют астрономы.

Излучение Хокинга

Этот тип излучения, открытый известным физиком Стивеном Хокингом, значительно усложняет жизнь современным ученым - ведь из-за этого открытия в теории черных дыр появилось немало трудностей. В классической физике существует понятие вакуума. Этим словом обозначается полная пустота и отсутствие материи. Однако с развитием квантовой физики понятие вакуума было видоизменено. Ученые выяснили, что он заполнен так называемыми виртуальными частицами - под воздействием сильного поля они могут превратиться в реальные. В 1974 году Хокинг выяснил, что подобные превращения могут происходить в сильном гравитационном поле черной дыры - возле ее внешней границы, горизонта событий. Такое рождение является парным - появляется частица и античастица. Как правило, античастица обречена на падение в черную дыру, а частица улетает. В результате ученые наблюдают некоторое излучение вокруг этих космических объектов. Оно и получило название излучения Хокинга.

В ходе этого излучения то вещество, что внутри черной дыры, медленно испаряется. Дыра теряет массу, при этом интенсивность излучения обратно пропорциональна величине квадрата ее массы. Интенсивность излучения Хокинга ничтожно мала по космическим меркам. Если предположить, что существует дыра массой в 10 солнц, и на нее не попадает ни свет, ни какие-либо материальные объекты, то даже в этом случае время ее распада будет чудовищно велико. Жизнь такой дыры будет превосходить все время существования нашей Вселенной на 65 порядков.

Вопрос о сохранении информации

Одной из основных проблем, которая появилась после открытия излучения Хокинга, является проблема потери информации. Связана она с вопросом, кажущимся на первый взгляд очень простым: что произойдет, когда черная дыра испарится полностью? Обе теории - как квантовая физика, так и классическая - имеют дело с описанием состояния системы. Обладая информацией о начальном состоянии системы, при помощи теории можно описать, каким образом она будет меняться.

При этом в процессе эволюции информация о начальном состоянии не теряется - действует своего рода закон о сохранении информации. Но если черная дыра испарится полностью, то наблюдатель теряет информацию о той части физического мира, который когда-то попал в дыру. Стивен Хокинг считал, что информация о начальном состоянии системы каким-то образом восстанавливается после того, как черная дыра испарилась полностью. Но трудность состоит в том, что по определению из черной дыры передача информации невозможна - ничто не может покинуть горизонт событий.

Что будет, если попадешь в черную дыру?

Считается, что если бы каким-либо невероятным способом человек мог попасть на поверхность черной дыры, то она сразу стала бы его затягивать в направлении себя. В конечном счете человек бы растянулся настолько, что превратился бы в поток субатомных частиц, движущихся по направлению к точке сингулярности. Доказать эту гипотезу, конечо же, невозможно, ведь ученые вряд ли когда-нибудь смогут узнать, что происходит внутри черных дыр. Сейчас некоторые физики заявляют, что если бы человек попал в черную дыру, то у него появился бы клон. Первая из его версий сразу же была бы уничтожена потоком раскаленных частиц излучения Хокинга, а вторая бы прошла через горизонт событий без возможности вернуться назад.

Чёрные дыры пользуются непреходящей популярностью в современной культуре. Вряд ли какой-то другой тип космических объектов (кроме астероидов и метеоритов, конечно) привлекает к себе такое количество исследователей и просто интересующихся космосом. Интерес к чёрным дырам подогревают и адронный коллайдер, и недавнее открытие гравитационных волн.

Как раз в связи с последним открытием можно утверждать, что чёрные дыры всё-таки существуют. А значит, мы с ними вполне можем встретиться. Астрофизик Кевин Пимбблет (Kevin Pimbblet) из Халлского университета в Великобритании рассказал, что произойдёт, если в чёрную дыру начнёт падать наша планета. По мнению Пимбблета, существует несколько сценариев развития событий.

Самым интересным и сложным для представления и понимания стал сценарий под названием «спагеттификация». Рассмотрим этот процесс поближе.

Часть нашей планеты, находящаяся ближе к чёрной дыре, будет притягиваться несколько быстрее. Так вещество начнёт постепенно перетекать тонкой струйкой в сторону чёрной дыры, становиться всё тоньше и длиннее. В итоге Земля приобретёт форму бесконечно длинной нити, которая исчезнет из поля зрения на границе горизонта событий. То же самое произойдёт и со всеми объектами на планете. И уже потом, через достаточно большое время, чёрная дыра затянет всё вещество, из которого состоит Земля.

Как будут работать органы чувств человека в это время - неизвестно. Вполне возможно, что при попадании в чёрную дыру земляне не заметят ничего необычного. По крайней мере, если это будет очень крупная чёрная дыра - так уж работает физика горизонта событий.

Другой сценарий предполагает менее оригинальное и более однозначное развитие событий. Если чёрная дыра будет располагаться в центре квазара, планета будет сожжена ещё на подходе. И говорить о каких-либо уникальных физических процессах в данном случае не приходится.

Ну а последний сценарий, предложенный Пимбблетом, кажется совсем фантастичным. По мнению учёного, существует некоторая вероятность, что в результате притяжения Земли чёрной дырой планета не исчезнет навсегда. Нет, известная нам планета будет уничтожена. Но вместо неё появится некая «голограмма», неточная копия.

К сожалению, все варианты сейчас представляют собой неподтверждённые гипотезы. Слишком мало мы знаем о чёрных дырах. Благодаря исследованиям, проведённым при помощи гигантского интерферометра LIGO, мы знаем только, что они существуют. Но что находится в чёрной дыре, за горизонтом событий, и способен ли это представить оперирующий трёхмерным пространством мозг человека - остаётся одной из самых интересных загадок современной науки.

Чёрные дыры пользуются непреходящей популярностью в современной культуре. Вряд ли какой-то другой тип космических объектов (кроме астероидов и метеоритов, конечно) привлекает к себе такое количество исследователей и просто интересующихся космосом. Интерес к чёрным дырам подогревают и адронный коллайдер, и недавнее открытие гравитационных волн.

Как раз в связи с последним открытием можно утверждать, что чёрные дыры всё-таки существуют. А значит, мы с ними вполне можем встретиться. Астрофизик Кевин Пимбблет (Kevin Pimbblet) из Халлского университета в Великобритании рассказал, что произойдёт, если в чёрную дыру начнёт падать наша планета. По мнению Пимбблета, существует несколько сценариев развития событий.

Самым интересным и сложным для представления и понимания стал сценарий под названием «спагеттификация». Рассмотрим этот процесс поближе.

Часть нашей планеты, находящаяся ближе к чёрной дыре, будет притягиваться несколько быстрее. Так вещество начнёт постепенно перетекать тонкой струйкой в сторону чёрной дыры, становиться всё тоньше и длиннее. В итоге Земля приобретёт форму бесконечно длинной нити, которая исчезнет из поля зрения на границе горизонта событий. То же самое произойдёт и со всеми объектами на планете. И уже потом, через достаточно большое время, чёрная дыра затянет всё вещество, из которого состоит Земля.

Как будут работать органы чувств человека в это время - неизвестно. Вполне возможно, что при попадании в чёрную дыру земляне не заметят ничего необычного. По крайней мере, если это будет очень крупная чёрная дыра - так уж работает физика горизонта событий.

Другой сценарий предполагает менее оригинальное и более однозначное развитие событий. Если чёрная дыра будет располагаться в центре квазара, планета будет сожжена ещё на подходе. И говорить о каких-либо уникальных физических процессах в данном случае не приходится.

Ну а последний сценарий, предложенный Пимбблетом, кажется совсем фантастичным. По мнению учёного, существует некоторая вероятность, что в результате притяжения Земли чёрной дырой планета не исчезнет навсегда. Нет, известная нам планета будет уничтожена. Но вместо неё появится некая «голограмма», неточная копия.

К сожалению, все варианты сейчас представляют собой неподтверждённые гипотезы. Слишком мало мы знаем о чёрных дырах. Благодаря исследованиям, проведённым при помощи гигантского интерферометра LIGO, мы знаем только, что они существуют. Но что находится в чёрной дыре, за горизонтом событий, и способен ли это представить оперирующий трёхмерным пространством мозг человека - остаётся одной из самых интересных загадок современной науки.