Як і в більшості гіпотетичних питань, диявол ховається в дрібницях. Наскільки близько? Звідки? Яка маса?
Варто відразу зазначити, що наше сонце ніколи не стане чорною дірою. Для цього потрібна маса, порядком перевершує сонячну - в 10-15 разів. Тоді трапиться гравітаційний колапс, під дією сили тяжіння матерія буквально схлопнется в одну точку. Схоже явище лежить в основі водневих бомб і в теорії холодного термоядерного синтезу, хіба тільки гравітація відіграє іншу роль. Більш того, на роль потенційних чорних дір не годяться і інші зірки в сусідніх галактиках. Більшість з них є червоними карликами і мають масу в 8-60% за наше Сонце.
Залишається два варіанти: або чорна діра спонтанно з'являється в наших околицях, або приходить незрозуміло звідки. Але перше, всупереч протестуючих проти досліджень на Великому адронному колайдері, неможливо.
«Космос великий. Ви просто не в змозі усвідомити, наскільки неймовірно і дивно він великий. Я маю на увазі, що вам може здатися довгою дорога в аптеку, але за мірками космосу це насіння ».
А значить, ймовірність такої події дуже цікава, щоб не розглянути її ближче.
Вплив чорних дір на простір і час
Якщо подивитися на чорну діру здалеку, вона буде схожа на будь-який інший масивний об'єкт. Поки вона прямо перед вами, вона підпорядковується законам класичної механіки і ньютоновскому закону універсальної гравітації, який говорить, що тяжіння між двома об'єктами пропорційно їх масі і зменшується зі збільшенням дистанції. Іншими словами, немає гравітаційної різниці між R136a1, «блакитним» карликом вагою в 265 сонць і чорною дірою з таким же вагою.
Підійдіть до чорної діри ближче, щоб потрапити в її гравітаційне поле, і ви зіткнетеся з двома різними наборами правил. З загальною теорією відносності Ейнштейна, яка допускає існування чорних дір, викривляється простір і час, і екстремальної гравітацією, яка доводить це викривлення до крайності.
Якщо ви хочете вивчити чорну діру, не вилазячи з зорельота, ви виявите, що чим ближче ви до осереддя величезної маси, тим більше ваші двигуни будуть надриватися, щоб утримати вас на круговій орбіті. Спочатку невеликі імпульси ракети зможуть стабілізувати її; але чим далі, тим більше енергії вам доведеться витрачати, щоб не зійти з орбіти. У підсумку, тільки невпинна робота двигунів ракети буде відокремлювати вас від всепоглинаючого ніщо.
Як тільки у вас закінчиться паливо (ну або ви зійде з розуму і вимкніть двигуни), ви перетнете горизонт подій чорної діри, кордон, через яку не може повернутися навіть світло. Після цього вам доведеться відповісти за всі свої гріхи. Ніщо не зупинить нестримний рух до сингулярності - ядру нескінченно стисненого простору і часу, де фізика, якою ми її знаємо, згортається в клубок і скиглить.
У міру вашого просування час буде сповільнюватися. Дуже сильно. З вашої точки зору нічого не зміниться, але ваші друзі, що спостерігають за вашим трюком, побачать немов змащені блискавки. Але тільки до горизонту подій - за його межі не виходить світло, а значить побачити вас ніхто не зможе. Ідеальний злочин, чи не так?
Гравітаційні викривлення часу - явище досить буденне, але занадто слабке, щоб бути поміченим. На Землі, наприклад, проживши мільярд років на рівні моря, ви будете на секунду молодше, ніж ваш ровесник, який прожив на вершині Евересту. Кажуть, час боїться пірамід, але вам доведеться провести дуже багато часу, притулившись до неї щокою, щоб відчути уповільнення часу в Парижі.
У чорній дірі час крутиться дзигою. Коли ми говоримо, що падіння в сингулярність не можна уникнути, це означає не тільки невблаганне дію гравітації або спотворення простір. Час в чорній дірі стискається до такого ступеня, що шлях в сингулярність буквально стає вашим майбутнім. Втеча від сингулярності буде схоже на спробу зупинити час.
Припустимо, що чорна діра закрита в подвійній системі в обнімку із зіркою, яка готується стати наднової. Раптово це відбувається, гравітаційний гігант вистрілює в нашому напрямку на швидкості десятків і сотень кілометрів в секунду. Як ми про це дізнаємося?
Відповідь проста: не дізнаємося до тих пір, поки він не зіткнеться з чим-небудь, оскільки масивна гравітація чорних дір не випускає навіть світло. А значить, замість того, щоб намагатися знайти чорний перець на чорному килимі, давайте розглянемо кілька шляхів, які допоможуть нам безпосередньо визначити чорну діру.
По-перше, матерія, розірвана чорною дірою, буде випромінювати радіацію в міру обертання диска акреції. Простір навколо буде світитися, як намисто з новорічних ліхтарів, одягнутих на кота (дивна фантазія, але нехай буде так).
По-друге, спотворення простору навколо чорних дір можна виявити земними методами. Це гравітаційне лінзування, передбачене в рамках загальної теорії відносності Ейнштейна. Ефект проявляється поблизу масивних об'єктів і фіксується астрономами.
Але навіть в ідеальних умовах виявити чорну діру таким чином буде складніше, ніж знайти бліх на плямистої собаці вночі за допомогою бінокля. З пов'язкою на оці. Для успішного гравітаційного лінзування чорна діра повинна пройти між нами і зіркою. І після цього нам ще має пощастити.
Крім того, чорна діра може дати про себе знати, якщо буде взаємодіяти гравітаційно з небесними об'єктами на зразок планет, зірок, астероїдів і комет, що знову підводить нас до ключового питання: як близько розташовуватиметься наша гіпотетична чорна діра, угнездился по сусідству?
Звичайно, чим ближче, тим небезпечніше. У міру наближення орбіти планет і місяців танцюватимуть сальсу, як горобець, який потрапить до павутину, тягнучи за собою криві орбіти і порушуючи порядок, який намагаються зібрати по частинах ще з часів Миколи Коперника.
Тут, на Землі, змінилися б припливи, відливи і колір неба. Якщо гравітація, як на замовлення Жириновського, віддалить орбіту планети далі від Сонця, наблизить її, зробить більш еліптичної, в кращому випадку ми будемо страждати від перепадів температур і дивацтв з порами року. У гіршому випадку (крім того, щоб стати частиною чорної діри), Земля може впасти на Сонце або відправитися в далеке плавання в безодні космосу, прирікаючи нас всіх на холодну смерть.
Відомий астрофізик Ніл де Грасс Тайсон одного разу влучно висловив проблеми, які виникнуть, якщо неподалік заведеться «чорна гостя»:
«Якщо ми відвідаємо чорну діру, у Сонячної системи буде поганий день».
Що ж, давайте не будемо переступав з ноги на ногу перед горизонтом подій і пірнемо, нарешті.
Контакт: хороші і погані новини
У російській мові є слово з шести букв, яке найкраще описало б то, що нас чекає. Давайте назвемо це просто приреченням. Вчені навчилися ділити на нуль, і ми опинилися в чорній дірі. Навіть Брюс Вілліс з відважним екіпажем нафтовиків, що пройшов особливу підготовку в Челябінську, не врятував би нас.
З'явися чорна діра в околицях Нептуна, ми б відразу відчули це. Вчені знають орбіту Нептуна так добре, що можуть виявити навіть відхилення в 1 кутову секунду (одиниця кутовий заходи). Звичайна чорна діра з масою в десять сонць, що летить на швидкості 300 км / c видала б себе ще на відстані в одну десяту світлового року.
І ось вам остання порція хороших новин: чорна діра такого розміру дасть нам мінімум 100 років, щоб закінчити свої земні справи. Можливо, небезпека такого масштабу припинить всі земні війни або почне одну глобальну. Можливо, людство встигне знищити себе самостійно, як тільки дізнається, що через сто років - все, капут. Поки це не має значення. Якщо ж діра буде рухатися повільніше, фатальне час очікування збільшиться в десять разів. І ось тоді часу на будівництво ковчега або збори планетарного валізи з речами має вистачити.
У міру підходу до Нептуну, чорна смерть стягує газовий гігант з орбіти. Планета починає поводитися дивно: в міру віддалення від нас відбувається червоне зміщення - довжина хвилі її радіації, включаючи світло, йде в червоний спектр. Як тільки Нептун виявляється за чорною дірою, гравітаційна лінза натягується на чорну сферу і обтікає її. Коли планета з'являється знову, вже перед нами, її кольору переживають синє зміщення - довжина хвилі йде в цей кінець спектру.
Червоне та синє зміщення, як правило, є наслідком видалення або наближення зоряного об'єкта по відношенню до нас. Схоже на ефект Доплера під час доїзду швидкої допомоги недалеко від нас.
Разом з тим, як чорна діра "їсть" планету, газ буде закручуватися в гравітаційну спіраль, як цукор під час створення солодкої вати. З нашої точки зору спіраль буде вічно йти в горизонт подій. Але світло, випущений загибеллю Нептуна, відіб'ється від чорної діри в негативі, як сонячна корона під час затемнення.
Чим ближче чорна діра буде до Землі, тим більше буде проявлятися навколишній її ефект спотворення, як у кривому дзеркалі. Всі телескопи будуть бачити тільки порожнечу в центрі чорної діри.
Якщо наша чорна смерть буде надмасивної чорною дірою, історія вже закінчиться - її горизонт подій буде в п'ять разів більше, ніж Сонячна система. Але це нудно. Давайте подивимося, як один з цих монстрів виглядає зсередини.
Надмасивна чорна діра. Спектрограма телескопа «Хаббл». NASA.
Кінець світу, або Задзеркаллі
Ви піднімаєтеся вгору по кролячій норі, знаючи, що ваше знайомство з ним буде дуже коротким. Сподіваємося, що ми встигнемо хоча б оцінити внутрішній інтер'єр чорної діри. На щастя для нас, але на жаль для сонячної системи, ця чорна діра - надмасивна. Ми змінили правила, але якби ми цього не зробили, все б вже закінчилося з деяких причин.
У невеликій чорній дірі - скажімо, з масою в 30 сонць - приливні сили, викликані збільшенням тяжкості, розірвали б нас задовго до того, як ми досягли горизонту подій. Але там гравітація становить десь мільйон земних. На те, щоб насолодитися перемогою - адже ми досягли горизонту подій - у нас не буде і 0,0001 секунд.
У надмасивної чорної діри з масою в 5 мільйонів сонць, на зразок тієї, що розташована в центрі нашої галактики, нас чекає зовсім інший досвід. Будь-яка чорна діра, яка ввібрала масу понад 30 тисяч сонць володіє приливними силами з гравітацією менше однієї земної на горизонті подій. У нас буде 16 секунд, щоб озирнутися (і змінити правила гри), перш ніж ми досягнемо точки сингулярності. Чим більше маса, тим більше часу.
Падіння крізь горизонт подій схоже на процес засинання або закоханості: складно визначити точку відліку, коли це станеться, але після ваше почуття реальності буде зовсім іншим. У чорній дірі ви будете бачити зірки (світло потрапляє всередину, але не навпаки), але простір навколо буде нагадувати мильну бульбашку.
Ну а після того, як вас розчавить в ніщо, ви потрапите в точку нескінченної кривизни, де відомому нам часу і простору приходить кінець.
Сподобався пост? Підтримай Фішки, натисни:
А що ви думаєте про це?
">
Дочитав до слів: Для цього потрібна маса, порядком перевершує сонячну - в 10-15 разів. і зрозумів, далі немає сенсу,
Маса Бетельгейзе більше сонця в 17 разів, за розмірами вона якраз вписується в орбіту Юпітера (діаметр Бетельгейзе 1,6 млрд км, відстань від сонця до Юпітера 0,8 млрд км), але при цьому вона не стала чорною дірою. Маса чорної діри на стільки величезна, що ніякі частки не здатні подолати її гравітацію. А так як ми бачимо Бетельгейзе то ця теорія рветься на шматки.
Показати всі 7 відповідей
Lacri Дивний сусід 2 роки тому
В такому випадку, існування чорної діри - це гіпотеза. Вибух наднової можна побачити, також як і можна побачити пульсар, а чорну діру побачити не можна!
Найбільша чорна діра - маса її становить близько 14% маси галактики. Це 17 мільярдів мас Сонця.
">
Космічні процеси - зародження зірок, смерть, утворення чорних дір і т.п. триває мільярдами років. наше життя на стільки коротка, що ми на все це дивимось як на стоп-кадр. Як на цей м'яч. Простий приклад - м'яч є, а що з ним відбувається (він коштує, котиться з якоюсь швидкістю, в якусь сторону, або він тільки впав і цю мить першого контакту з землею, він здувається або надувається і т.д.) ми не знаємо, а тільки можемо здогадуватися і припускати. Так і більшість наших знань про космос.
">
Lacri Дивний сусід 2 роки тому
Можливо скажу банально, але вітер, магнітне поле, радіоактивне випромінювання, гравітацію теж побачити не можна. Зате можна побачити результат їх впливу. Так багато чого було виявлено.
Показати всі 10 відповідей
Максим Gogaren_3Meu 2 роки тому
Ви теж потрапили в логічну пастку.
Замініть слово ЧД на Ктулху. Нічого не змінилось? Вірно.
тому що з брехні слід що завгодно
Якщо є математичний апарат, що описує Ктулху як явище, і за допомогою цього математичного апарату можна описати вплив Ктулху на навколишні його об'єкти, то так - нічого не зміниться. Для ОТО такий математичний апарат є. А що скажете про Ктулху?
Максим Gogaren_3Meu 2 роки тому
Можливо Ви не в темі того факту що ОТО не є фізичною теорією, а є матаппаратом.
Настворювала 100500 маттеорій про Ктулху, апокрифах буратіно і тата Карло можна лехко. Чи потрібно?
ще раз. уважніше. Не існує доказів ОТО. В природі. Саме тому вона досі називається загальна ТЕОРІЯ відносності.
Я зрозумів вашу точку зору. Було дуже цікаво з вами поспілкуватися. Дякуємо.
НЕ дякуй. На фото - ефект гравітаційної лінзи. Необхідна умова - наявність на лінії огляду тіла з величезною масою, непропорційною розміром тіла (інакше побачили б). Висновок - нейтронна зірка або чорна діра.
Напрідумано всякої хні))
Чорна діра з'їла грецький бюджет
Страшилки аля BBC фільми про космос, там теж через твердження про те як усіх нас вб'є якщо уявити ось цей квазар або наднову поруч з нами.
/ '> Показати ще (з _)
Знайшли помилку? виділіть
і натисніть CTRL + ENTER
Нам потрібно переконатися, що Ви не бот. Введіть символи, зображені на картинці нижче.
Введіть ваше ім'я
Передбачення ґрунтується на вашому імені, тому, будь ласка, введіть ваше справжнє ім'я, якщо воно відрізняється від того, яке ви використовуєте для відвідування нашого сайту.