Сбежать из черной дыры? Не в этой Вселенной!

10 667 просмотров
Об авторе

Черная дыра

Черные дыры представляют собой объекты, у которых так много материи сосредоточено в одной точке, что ничто — даже свет — не может выйти из определенной области вокруг них. Это было особенностью ньютоновой гравитации; это особенность общей теории относительности Эйнштейна; и когда у нас будет полная квантовая теория гравитации, мы в полной мере ожидаем от нее того же. Когда достаточно массивная звезда умирает и ее ядро коллапсирует, проходя стадию атомов, ядер, нейтронов и свободных кварков, происходит забавное событие: даже двигаясь со скоростью света, ничто не может покинуть эту область пространства.

Преодолевая этот порог, все сжимается в сингулярность в центре этой бывшей звезды. Так рождается черная дыра, и следующие триллионы лет она будет расти, пожирая все, до чего сможет дотянуться.

Черная дыра

Вы могли бы подумать, что в чем-то подвох:

  • Возможно, сингулярности можно избежать.
  • Возможно, она пожирает не все, что преодолевает ее горизонт событий.
  • Возможно, если проявить смекалку, можно сбежать изнутри.

Но нет, все это непреложные истины. Никакого «возможно». И несмотря на заявления Стивена Хокинга о том, что может существовать возможный выход, никакая смекалка не позволит чему-либо, что попало в черную дыру, ее покинуть.

Черная дыра

Скорость убегания — забавная штука: она говорит, что в конкретной области пространства имеется есть гравитационная «тяга», и если ваша скорость превысит определенный порог — скорость убегания — вы сможете ее преодолеть. При более низком ее значении скорость позволит вам оставаться на стабильной орбите, где вы не будете убегать, но будете вечно падать и никогда не упадете. И если ваша скорость будет недостаточно велика, вы упадете на гравитационный источник, от которого пытаетесь убежать.

Черная дыра

Что это означает, если ваша скорость убегания больше скорости света? Поскольку ничто не может превышать скорость света, это значит, что нет никакой возможности сбежать. И более того. Если вы внутри горизонта событий и хотите приложить силу, чтобы «вытолкнуть» что-то, что пытается вас сдавить, вы не сможете. Приложить силу или вытолкнуть означает передвинуть частицу наружу. Но все частицы ограничены скоростью света. И если скорость убегания больше скорости света, вы не сможете преодолеть точку, в которой вас сдавливает; вы не сможете выйти из сингулярности. Кроме того, и это забавно, из этого следует, что как только вы упадете за пределы горизонта событий черной дыры, вы будете видеть сингулярность во всех направлениях. Сингулярность неизбежна.

Это также означает, что если вы подойдете к горизонту событий и попытаетесь что-то опустить за его пределы, словно потрогать кончиком пальца воду, его уже не вернуть. Часть вашего тела за пределами горизонта событий все еще будет затягиваться, но часть внутри уже нельзя будет вернуть; нет никакого способа извлечь из черной дыры материал — даже частицы-переносчики сил — засосанный в сингулярность. Вашей единственной надеждой будет то, что кто-то милостивый рядом отрубит вам ногу.

Стивен Хокинг

Почему же в таком случае Стивен Хокинг заявил, что есть возможность сбежать из черной дыры? Почему он сказал, выступая в Гарварде:

«Они не являются вечными тюрьмами, как думали раньше. Если вы чувствуете, что попали в черную дыру, не сдавайтесь. Существует выход».

Потому что он говорил не о вас. Он говорил об информации, которая составляет вас на момент падения: когда вы пересекаете горизонт событий. Когда объекты падают в черную дыру, они обладают информацией любого сорта: будь то материя или антиматерия, барионы или лептоны, электроны или мюоны, нейтрино или нейтроны. Но согласно общей теории относительности (классической, во всяком случае), черная дыра обладает тремя информационными свойствами: массой, электрическим зарядом и угловым моментом.

Черная дыра

Знаменитый «информационный парадокс черной дыры» заключается в том, что когда черная дыра наконец распадается (благодаря излучению Хокинга), остается лишь полная энергия, электрический заряд и угловой момент; все остальное случайно. Другими словами, вся лишняя информация уничтожается. Последняя работа Хокинга говорит о вещах куда менее фантастических, чем побег из черной дыры; она говорит о том, что всякий раз, когда новая частица падает в черную дыру, она меняет информацию, закодированную на поверхности черной дыры. И поскольку поверхность черной дыры (или площадь поверхности) зависит от массы и энергии внутри нее, эта информация должна выходить наружу, перемолотая, но закодированная в излучении Хокинга. Подобно тому, как сожженная книга содержит информацию на страницах (хотя и не в очень удобном формате), выходящее излучение Хокинга может содержать информацию о том, что упало в черную дыру.

Это далеко от побега из черной дыры, но представляет собой возможное решение информационного парадокса, как ни крути. Тем не менее, если вы полны решимости выбраться из черной дыры, есть только один способ сделать это, который подчиняется известным законам физики: не попадайте туда.

Сбежать из черной дыры? Не в этой Вселенной!

Приложение
Hi-News.ru

Новости высоких технологий в приложении для iOS и Android.

18 комментариев

  1. agnostik

    Для того чтобы решить проблему сначала нужно ее создать !))))

  2. Mr_Randy

    Варп-двигатель и вопрос побега из сингулярностей решен)) (отправлено из Android приложения Hi-News.ru)

    • Balabol

      Не совсем так, с горизонта событий уже не "спрыгнуть", время стало, процессы остановились, конденсаторы не заряжаются, излучатели не излучают... Даже мысль что вы попали в опу не может в голове произойти, да и толку нет уже...
      А вот полетать на варп-е рядом с горизонтом событий, плюнуть на него и пофоткать, это пожалуйста) Но не дай бозя что-то откажет, смотреть выше...

  3. tabasko

    А по мне так всё так и остаётся вакуумной варонкой.... (отправлено из Android приложения Hi-News.ru)

  4. storm X

    зато туда можно прыгнуть -и оказаться по ту строну книжной полки)

  5. allexxic

    Сунуть ногу в горизонт событий наверно не получится, уже на подлете к ней градиент гравитации будет такой что начнет как жевачку растягивать тело, думаю это болезнено :)

    • anonim123

      Это только для маленьких черных дыр, в сверхмассивных черных дырах зона сильного градиента находится глубоко под горизонтом событий.

  6. botkhoev

    Пфф, однобокая статья. А если в ближайшем будущем откроют тахионы? Эта статья потеряет смысл (отправлено из Android приложения Hi-News.ru)

    • Petka

      думаю не потеряет. В настоящий момент "сила гравитации ЧД бесконечно велика, что даже свет не может покинуть горизонт событий". Но вот вопрос: а кто ее измерил? Принято считать, что формально сила гравитации ЧД настолько сильна, что сводит на 0 энергию фотонов пытающихся вырываться за горизонт событий, однако никто эту силу не вычислил. Если откроют тахионы, то: 1. Если тахион будет способен покинуть ЧД, то сила гравитации будет вычислена и конкретизирована. 2. Если и тахион не будет способен убежать от "любви ЧД", то сила гравитации ЧД получит новую золотую медаль первенства.

      Обсуждать сейчас предположение что "возможно сверхбыстрая гипотетическая частица Тахион способна уйти от гипотетически беспредельно высокой силы гравитации ЧД" - это из раздела НФ.

      Статья не однобокая, а лишь отражает известное на сегодняшний день и в дальнейшем не потеряет смысл, т.к. в статье не говорится про тахионы, останется лишь подкорректировать 2 абзаца (про "скорость света" и про "ничто не может убежать"). Возможно, тахионы вообще не будут подвластны гравитации???

      • deaddreams

        гхм..."сводит на 0 энергию фотонов"? Это что за ерунда. Гравитация не может непосредственно влиять на фотоны, так как у фотонов нет массы. Все что делает гравитация это искажает пространство. А черная дыра его вообще замыкает на себя/либо разрывает. Фотоны движутся прямолинейно, но в пространстве. Искриви пространство и фотоны будут повторять это искривление. Тела, типа Солнца искажают пространство не сильно. Но этого достаточно чтобы для стороннего наблюдателя путь фотона был уже не прямой, а кривой, потому что само пространство вокруг большой массы искажено. А теперь мысленно увеличивайте массу Солнца. Искажения пространства будет все сильнее,путь фотона будет все изогнутей, пока в конце концов он не замкнется. С точки зрения фотона он все так же будет себе лететь по прямой. Это ведь не его проблема что для внешнего наблюдателя эта прямая - круг и что пространство замкнулось на себя?

        • Pet'ka

          Когда атом поглощает фотон, его электроны переходят на более высокий энергетический уровень.
          После поглощения фотона электроны самопроизвольно возвращаются на прежний, более устойчивый, энергетический уровень, и атом излучает лишнюю энергию в виде инфракрасного излучения. Фотона, как э.ч. уже нет, а есть энергия. "Сводит на 0" - это очень упрощено, без вот этих вот танцев про взаимодействие. Если в ЧД нет других частиц, то без проблем, пусть он гоняет там по замкнутой кривой. А ерунда в том, что начинаем умничать про процессы происходящие под горизонтом событий.

  7. Zamza

    Я не специалист, но в последнее время видел научные фильмы, в которых говорилось, что "чёрная дыра, переполнившись, начинает излучать сильный свет через полюса". Это, так называемые, "квазары". И это выгляди странно, потому что я всегда думал, что из ЧД не может уже "вырваться" ничего. Значит есть сила, которая преодолевает даже силу "чёрной дыры"?

    • deaddreams

      Излучение возникает из за того, что падение газа в/на ЧД происходит с огромной скоростью и разогревает оного до высоких температур(естественно все излучение происходит до того как атомы газа пересекут границу горизонта событий). ЧД не может переполниться, все что спасает нас от ЧД - расстояние. Есть излучение Хоккинга на границе горизонта событий, но оно мизерное и никакого свечения не вызывает.

    • Pet'ka

      С полюсов вылетает не квазар, а джеты. Вещество (уже плазма) берется из аккреционного диска ЧД. Причины выброса достоверно неизвестны, но поговаривают, что из-за магнитных полей. А ЧД переполниться не может, она лишь может войти в стадию покоя, которая также не совсем изучена.

      • Zamza

        Опять же как не специалист скажу, какой же объём вещества нужен чтобы давать такое излучение? Если это происходит не выброс из самой чёрной дыры, то откуда такая масса вещества? Обычная космическая пыль и прочее, что всасывается в ЧД, никак не может дать такой объём. Это слишком много. Ведь, как говорят, такие звёзды (кстати, по-моему они и называются квазарами), как я читал, "светят в тысячи раз сильнее, чем все 10 миллиардов звёзд нашей галактики". Представьте мощь? И сколько нужно вещества на пороге ЧД, чтобы давать такое излучение?

        • Pet'ka

          Всё дело в плотности и самой структуре вещества. Вылетает не пыль, не куски и не жидкость, а четвертое состояние вещества - плазма - жутко ионизированный газ. Вещество с акреционного диска разрушается, закручивается с невероятной силой, ионизируется и под действием магнитного поля выталкивается с полюсов ЧД с выделением всего спектра электромагнитного излучения. Отсюда и объем и свечение. Для грубого, но наглядного примера возьмите обычный пульверизатор и увидите, как капля жидкости распыляется в большое воздушно-капельное облачко.

Новый комментарий

Для отправки комментария вы должны авторизоваться или зарегистрироваться.