Heledad mustad augud. Mustade aukude oht. Linnutee galaktika keskmes on tohutu must auk.

Teisel päeval õhutas Stephen Hawking teadlaskonda, kuulutades, et musti auke pole olemas. Pigem pole need sugugi sellised, nagu varem arvati.

Teadlase (keda kirjeldatakse töös “Informatsiooni säilitamine ja ilmaennustused mustadele aukudele”) sõnul võivad need, mida me nimetame mustadeks aukudeks, eksisteerida ilma nn “sündmushorisondita”, millest kaugemale ei pääse miski. Hawking usub, et mustad augud hoiavad valgust ja informatsiooni vaid mõnda aega ning siis "sülitavad" kosmosesse tagasi, aga üsna moonutatult.

Kuni teadusringkond seedib uus teooria, otsustasime oma lugejale meelde tuletada, mida seni on peetud "mustade aukude faktideks". Nii et siiani usuti, et:

Mustad augud said oma nime, kuna nad imevad endasse valgust, mis puudutab selle piire ega peegelda seda.

Momendil, mil piisavalt kokkusurutud ainemass deformeerib ruumi ja aega, tekib mustal auk, millel on teatud pind, mida nimetatakse "sündmuste horisondiks", mis tähistab tagasitulekupunkti.

Kellad käivad merepinna lähedal aeglasemalt kui kell kosmosejaam, ja veelgi aeglasemalt mustade aukude läheduses. Sellel on midagi pistmist gravitatsiooniga.

Lähim must auk asub umbes 1600 valgusaasta kaugusel.

Meie galaktika on täis musti auke, kuid lähim, mis on teoreetiliselt võimeline meie tagasihoidlikku planeeti hävitama, on kaugel meie omast. Päikesesüsteem.

Linnutee galaktika keskmes on tohutu must auk.

See asub Maast 30 tuhande valgusaasta kaugusel ja selle suurus on enam kui 30 miljonit korda suurem kui meie Päike.

Mustad augud lõpuks aurustuvad

Usutakse, et mustast august ei pääse miski. Ainus erand sellest reeglist on kiirgus. Mõnede teadlaste sõnul kaotavad mustad augud kiirgust kiirgades massi. Selle protsessi tulemusena võib must auk üldse kaduda.

Mustad augud on sfääride, mitte lehtrite kujulised.

Enamikus õpikutes näete musti auke, mis näevad välja nagu lehtrid. Seda seetõttu, et neid illustreeritakse gravitatsioonikaevu vaatenurgast. Tegelikkuses on need rohkem nagu kera.

Musta augu lähedal on kõik moonutatud

Mustadel aukudel on võime ruumi väänata ja kuna need pöörlevad, muutuvad moonutused pöörlemisel hullemaks.

Must auk võib tappa kohutaval viisil

Kuigi tundub ilmselge, et must auk on eluga kokkusobimatu, arvab enamik inimesi, et nad lihtsalt purustatakse seal. Ei ole vajalik. Suure tõenäosusega venitaksite end surnuks, sest see kehaosa, mis esimesena "sündmuste horisonti" jõudis, oleks oluliselt mõjutatud. suur mõju gravitatsiooni.

Mustad augud ei ole alati mustad

Kuigi nad on tuntud oma mustuse poolest, nagu me varem ütlesime, kiirgavad nad tegelikult elektromagnetlaineid.

Mustad augud ei saa mitte ainult hävitada

Muidugi enamikul juhtudel on. Siiski on arvukalt teooriaid, uuringuid ja ettepanekuid selle kohta, et musti auke saab tõepoolest kohandada energia- ja kosmosereiside jaoks.

Mustade aukude avastamine ei kuulu Albert Einsteinile

Albert Einstein taaselustas mustade aukude teooria alles 1916. aastal. Ammu enne seda, aastal 1783, töötas selle teooria esmakordselt välja teadlane nimega John Mitchell. See juhtus pärast seda, kui ta mõtles, kas gravitatsioon võib muutuda nii tugevaks, et isegi kerged osakesed ei pääse sellest välja.

Mustad augud sumisevad

Kuigi ruumis olev vaakum ei kanna tegelikult edasi helilained, kui kuulate spetsiaalsete instrumentidega, võite kuulda atmosfääri interferentsi helisid. Kui must auk tõmbab midagi sisse, kiirendab selle sündmuste horisont osakesi kuni valguse kiiruseni ja need tekitavad suminat.

Mustad augud võivad tekitada elu tekkeks vajalikke elemente

Teadlased usuvad, et mustad augud loovad subatomaarseteks osakesteks lagunedes elemente. Need osakesed on võimelised looma heeliumist raskemaid elemente, nagu raud ja süsinik, aga ka paljusid teisi, mis on vajalikud elu tekkeks.

Mustad augud mitte ainult "neelavad", vaid ka "sülitavad välja"

Mustad augud on kurikuulsad selle poolest, et imevad kõike nende sündmuste horisondi lähedal. Pärast seda, kui miski kukub musta auku, surutakse see kokku nii koletu jõuga, et üksikud komponendid surutakse kokku ja lagunevad lõpuks subatomaarseteks osakesteks. Mõned teadlased väidavad, et see aine väljutatakse nn valgest august.

Iga asi võib muutuda mustaks auguks

Tehnilisest vaatenurgast ei saa mitte ainult tähed saada mustadeks aukudeks. Kui teie auto võtmed vähendataks lõpmata väikese punktini, säilitades samal ajal nende massi, saavutaks nende tihedus astronoomilise tasemeni ja nende gravitatsioon suureneks uskumatul määral.

Füüsikaseadused musta augu keskel ebaõnnestuvad

Teooriate kohaselt surutakse musta augu sees olev aine lõpmatu tihedusega kokku ning ruum ja aeg lakkavad olemast. Kui see juhtub, lagunevad füüsikaseadused lihtsalt seetõttu, et inimmõistus ei suuda ette kujutada objekti, millel on nullruumala ja lõpmatu tihedus.

Mustad augud määravad tähtede arvu

Mõnede teadlaste sõnul piirab tähtede arvu universumis mustade aukude arv. See on tingitud sellest, kuidas need mõjutavad gaasipilvi ja elementide teket nendes universumi osades, kus sünnivad uued tähed.

Pole oma ilust lummavamat kosmilist nähtust kui mustad augud. Nagu teate, sai objekt oma nime tänu sellele, et see on võimeline valgust neelama, kuid ei suuda seda peegeldada. Tänu tohutule külgetõmbejõule imevad mustad augud endasse kõike, mis nende läheduses on – planeete, tähti, kosmoseprahti. Kuid see pole veel kõik, mida mustade aukude kohta teadma peaks, kuna neid on palju hämmastavad faktid nende kohta.

Mustadel aukudel pole tagasitulekupunkti

Pikka aega arvati, et kõik, mis musta augu piirkonda satub, jääb sinna sisse, kuid viimaste uuringute tulemus on olnud see, et mõne aja pärast “sülitab” must auk kogu sisu kosmosesse, kuid algsest erineval kujul. Sündmuste horisont, mida peeti tagasitulekupunktiks kosmoseobjektid, osutus ainult nende ajutiseks peavarjuks, kuid see protsess on väga aeglane.

Maad ähvardab must auk

Päikesesüsteem on vaid osa lõpmatust galaktikast, milles on tohutult palju musti auke. Selgub, et Maad ohustavad ka kaks neist, kuid õnneks asuvad nad väga kaugel - umbes 1600 valgusaastat. Need avastati galaktikast, mis tekkis kahe galaktika ühinemise tulemusena.


Teadlased nägid musti auke ainult tänu sellele, et need olid päikesesüsteemi lähedal röntgenteleskoobi abil, mis suudab jäädvustada. röntgenikiirgus mida need kosmoseobjektid kiirgavad. Kuna mustad augud asuvad üksteise kõrval ja sulanduvad praktiliselt üheks, kutsuti neid ühe nimega - Chandra Hindu mütoloogiast pärit kuujumala auks. Teadlased on kindlad, et Chandrast saab peagi tohutu gravitatsioonijõu tõttu see.

Mustad augud võivad aja jooksul kaduda

Varem või hiljem pääseb kogu musta augu sisu välja ja järele jääb vaid kiirgus. Massi kaotades muutuvad mustad augud aja jooksul väiksemaks ja kaovad seejärel täielikult. Kosmoseobjekti surm on väga aeglane ja seetõttu on ebatõenäoline, et keegi teadlastest suudab näha, kuidas must auk väheneb ja seejärel kaob. Stephen Hawking väitis, et auk ruumis on tugevalt kokkusurutud planeet ja aja jooksul see aurustub, alustades moonutuse servadest.

Mustad augud ei pea mustad välja nägema

Teadlased väidavad, et kuna kosmoseobjekt neelab valgusosakesi enda sisse neid peegeldamata, pole mustal augul värvi, välja annab ainult selle pind – sündmuste horisont. Oma gravitatsiooniväljaga varjab see kogu ruumi enda taga, kaasa arvatud planeedid ja tähed. Kuid samal ajal ilmneb objektide tohutu liikumiskiiruse ja nendevahelise hõõrdumise tõttu spiraalis musta augu pinnal olevate planeetide ja tähtede neeldumise tõttu helendus, mis võib heledamad kui tähed. See on gaaside, tähetolmu ja muude ainete kogum, mille imeb must auk. Samuti võib mõnikord must auk kiirata elektromagnetlaineid ja seetõttu olla nähtav.

Mustad augud ei teki tühjast kohast, nende aluseks on kustunud täht.

Tähed helendavad kosmoses tänu nende tuumasünteesikütusele. Kui see lõpeb, hakkab täht jahtuma, muutudes järk-järgult valgest kääbusest mustaks. Jahtunud tähe sees hakkab rõhk langema. Gravitatsioonijõu mõjul hakkab kosmiline keha kahanema. Selle protsessi tagajärg on see, et täht näib plahvatavat, kõik selle osakesed lendavad kosmoses laiali, kuid samal ajal jätkavad gravitatsioonijõud, mis tõmbavad ligi naaberkosmoseobjekte, mis seejärel neelduvad temasse, suurendades tähe võimsust. must auk ja selle suurus.

Supermassiivne must auk

Must auk, mis on kümneid tuhandeid kordi suurem kui Päike, asub päris Linnutee keskel. Teadlased nimetasid seda Amburiks ja see asub Maast kaugel 26 000 valgusaastat. See galaktika piirkond on äärmiselt aktiivne ja neelab suure kiirusega kõike, mis selle lähedal on. Samuti sülitab ta sageli välja kustunud tähed.


Üllatav on tõsiasi, et musta augu keskmine tihedus võib isegi selle tohutut suurust arvestades olla võrdne õhu tihedusega. Musta augu raadiuse, st sellega hõivatud objektide arvu suurenemisega väheneb musta augu tihedus ja seda seletatakse lihtsate füüsikaseadustega. Seega võivad ruumi suurimad kehad olla tegelikult sama kerged kui õhk.

Must auk võib luua uusi universumeid

Ükskõik kui kummaliselt see ka ei kõlaks, eriti selle taustal, et mustad augud tegelikult neelavad ja vastavalt hävitavad kõike ümbritsevat, arvavad teadlased tõsiselt, et need kosmoseobjektid võivad algatada uue universumi tekkimise. Niisiis, nagu teate, mustad augud mitte ainult ei neela ainet, vaid võivad seda teatud perioodidel ka vabastada. Iga mustast august välja tulnud osake võib plahvatada ja sellest saab uus Suur Pauk ja tema teooria kohaselt tekkis meie universum just sellisena, mistõttu on võimalik, et täna eksisteeriv päikesesüsteem, milles Maa tiirleb, kus elab tohutult palju inimesi, sündis kunagi massiivsest mustast august.

Aeg möödub musta augu lähedal väga aeglaselt.

Kui objekt satub mustale augule lähedale, siis olenemata selle massist hakkab selle liikumine aeglustuma ja selle põhjuseks on asjaolu, et mustas augus endas aeg aeglustub ja kõik toimub väga aeglaselt. See on tingitud musta augu tohutust gravitatsioonijõust. Samas toimub mustas augus endas toimuv piisavalt kiiresti, sest kui vaatleja vaataks musta auku kõrvalt, siis talle tunduks, et kõik selles toimuvad protsessid kulgevad aeglaselt, aga kui ta sattuks selle lehtri rebiksid gravitatsioonijõud selle koheselt laiali.

Mustad augud on teadlaste jaoks alati olnud üks huvitavamaid vaatlusobjekte. Olles Universumi suurimad objektid, on nad inimkonnale samal ajal kättesaamatud ja täiesti kättesaamatud. Läheb palju aega, enne kui saame teada protsessidest, mis toimuvad "punkti, kust tagasipöördumine" lähedal toimuvad. Mis on teaduse mõttes must auk?

Räägime faktidest, mis pika töö tulemusena teadlastele siiski teatavaks said..

1. Mustad augud ei ole tegelikult mustad.

Kuna mustad augud kiirgavad elektromagnetlaineid, ei pruugi need välja näha mustad, vaid pigem üsna värvilised. Ja see näeb välja väga muljetavaldav.

2. Mustad augud ei ima ainet endasse.

Tavaliste surelike seas on levinud stereotüüp, et must auk on tohutu tolmuimeja, mis tõmbab ümbritseva ruumi endasse. Ärgem olgem mannekeenid ja püüdkem aru saada, mis see tegelikult on.

Üldiselt (keerukusesse laskumata kvantfüüsika ja astronoomilised uuringud) võib musta auku kujutada kosmilise objektina, mille gravitatsiooniväli on oluliselt ülehinnatud. Näiteks kui Päikese asemel oleks sama suur must auk, siis ... ei juhtuks midagi ja meie planeet jätkaks pöörlemist samal orbiidil. Mustad augud "neelavad" ainult osi tähtede ainest tähetuule kujul, mis on omane mis tahes tähele.

3. Mustad augud võivad tekitada uusi universumeid

Muidugi kõlab see fakt nagu midagi ulmekirjandusest, eriti kuna puuduvad tõendid teiste universumite olemasolu kohta. Sellegipoolest uurivad teadlased selliseid teooriaid üsna põhjalikult.

Kui rääkida selge keel, siis kui vähemalt üks füüsikaline konstant meie maailmas muutuks vähesel määral, kaotaksime eksisteerimisvõimaluse. Mustade aukude singulaarsus tühistab tavapärased füüsikaseadused ja võib (vähemalt teoreetiliselt) tekitada uue universumi, mis ühel või teisel viisil erineb meie omast.

4. Mustad augud aurustuvad aja jooksul

Nagu varem mainitud, neelavad mustad augud tähetuult. Lisaks aurustuvad nad aeglaselt, kuid kindlalt, st loovutavad oma massi ümbritsevale ruumile ja kaovad siis üldse. See nähtus avastati 1974. aastal ja nimetati Hawkingi kiirguseks Stephen Hawkingi auks, kes selle avastuse maailmale tegi.

5. Vastuse küsimusele “mis on must auk” ennustas Karl Schwarzschild

Nagu teate, on relatiivsusteooria autor Albert Einsteiniga seotud. Kuid teadlane ei pööranud taevakehade uurimisele piisavalt tähelepanu, kuigi tema teooria suutis ja pealegi ennustas mustade aukude olemasolu. Nii sai Karl Schwarzschildist esimene teadlane, kes rakendas üldist relatiivsusteooriat, et õigustada "punkti, kust tagasiteed ei ole".

Huvitaval kombel juhtus see 1915. aastal, vahetult pärast seda, kui Einstein avaldas oma üldise relatiivsusteooria. Just siis ilmus termin "Schwarzschildi raadius" – jämedalt öeldes on see jõud, millega on vaja objekti kokku suruda, et see muutuks mustaks auguks. See pole aga lihtne ülesanne. Vaatame, miks.

Fakt on see, et teoreetiliselt võib iga keha muutuda mustaks auguks, kuid selle teatud kokkusurumise mõjul. Näiteks võib maapähkli viljast saada must auk, kui sellel oleks planeet Maa mass ...

Lõbus fakt: mustad augud on ainulaadsed. kosmosekehad millel on võime gravitatsiooni abil valgust ligi tõmmata.

6. Mustad augud koolutavad ruumi nende ümber.

Kujutage ette kogu universumi ruumi vinüülplaadi kujul. Kui paned sellele kuuma eseme, muudab see oma kuju. Sama asi juhtub mustade aukudega. Nende ülim mass tõmbab ligi kõike, sealhulgas valguskiiri, mille tõttu ruum nende ümber kõverdub.

7. Mustad augud piiravad tähtede arvu universumis

.... Lõppude lõpuks, kui tähed põlevad -

Kas see tähendab, et kellelgi on seda vaja?

V.V. Majakovski

Tavaliselt on täielikult moodustunud tähed jahtunud gaaside pilv. Mustade aukude kiirgus ei lase gaasipilvedel jahtuda ja takistab seetõttu tähtede teket.

8. Mustad augud on kõige arenenumad elektrijaamad.

Mustad augud toodavad rohkem energiat kui Päike ja teised tähed. Selle põhjuseks on selle ümber olev asi. Kui mateeria ületab sündmuste horisondi suur kiirus, kuumeneb see musta augu orbiidil piirini kõrge temperatuur. Seda nähtust nimetatakse musta keha kiirguseks.

Huvitav fakt: tuumasünteesi protsessis muutub 0,7% ainest energiaks. Musta augu lähedal muutub 10% ainest energiaks!

9. Mis juhtub, kui kukud musta auku?

Mustad augud "venitavad" kehasid, mis on nende kõrval. Selle protsessi tulemusena hakkavad esemed meenutama spagette (on isegi spetsiaalne termin - "spagetid" =).

Kuigi see fakt võib tunduda koomiline, on sellel oma seletus. See juhtub tänu füüsiline põhimõte tõmbejõud. Võtame näiteks inimkeha. Maapinnal olles on meie jalad Maa keskpunktile lähemal kui meie pea, seega tõmbavad need tugevamini ligi. Musta augu pinnal tõmbavad jalad musta augu keskmesse palju kiiremini ja seetõttu ülemine osa keha lihtsalt ei pea nendega sammu. Järeldus: spagetimine!

10. Teoreetiliselt võib igast objektist saada must auk

Ja isegi päike. Ainuke asi, mis ei lase päikesel absoluutselt muutuda must keha on gravitatsioonijõud. Musta augu keskel on see kordades tugevam kui Päikese keskmes. Sel juhul, kui meie valgusti surutaks neljakilomeetrise läbimõõduga kokku, võib see (suure massi tõttu) muutuda mustaks auguks.

Aga see on teoorias. Praktikas on teada, et mustad augud tekivad ainult ülisuurte tähtede kokkuvarisemise tagajärjel, ületades Päikese massi 25-30 korda.

11. Mustad augud aeglustavad aega nende läheduses.

Selle fakti põhitees on see, et sündmuste horisondile lähenedes aeg aeglustub. Seda nähtust saab illustreerida "kaksikute paradoksi" abil, mida sageli kasutatakse relatiivsusteooria sätete selgitamiseks.

Põhiidee seisneb selles, et üks kaksikvendadest lendab kosmosesse, teine ​​aga jääb Maale. Koju naastes leiab kaksik, et vend on temast rohkem vananenud, sest valguskiirusele lähedasel kiirusel liikudes hakkab aeg aeglasemalt minema.

Pildi autoriõigus Thinkstock

Võib-olla arvate, et musta auku sattunud inimest ootab kohene surm. Tegelikkuses võib tema saatus kujuneda palju üllatavamaks, ütleb korrespondent.

Mis juhtub sinuga, kui satud musta auku? Võib-olla arvate, et teid purustatakse - või vastupidi, rebitakse tükkideks? Kuid tegelikult on kõik palju kummalisem.

Hetkel, kui sa kukud musta auku, jaguneb reaalsus kaheks. Ühes reaalsuses põletatakse teid koheselt, teises aga sukeldute elusalt ja vigastamata sügavale musta auku.

Musta augu sees meile tuttavad füüsikaseadused ei kehti. Albert Einsteini järgi painutab gravitatsioon ruumi. Seega võib piisava tihedusega objekti olemasolul seda ümbritsev aegruumi kontiinum deformeeruda nii palju, et tegelikkuses endas tekib auk.

Kogu kütuse ära kasutanud massiivne täht võib muutuda täpselt sellist tüüpi ülitihedaks aineks, mis on sellise kõvera universumi lõigu tekkeks vajalik. Oma raskuse all kokku varisev täht lohiseb mööda seda ümbritsevat aegruumi kontiinumit. Gravitatsiooniväli muutub nii tugevaks, et isegi valgus ei pääse sellest enam välja. Selle tulemusena muutub ala, kus täht varem asus, täiesti mustaks - see on must auk.

Pildi autoriõigus Thinkstock Pildi pealkiri Keegi ei tea tegelikult, mis musta augu sees toimub.

Musta augu välispinda nimetatakse sündmuste horisondiks. See on sfääriline piir, mille juures saavutatakse tasakaal gravitatsioonivälja tugevuse ja valguse jõupingutuste vahel, mis üritavad mustast august põgeneda. Kui ületate sündmuste horisondi, on võimatu põgeneda.

Sündmuste horisont kiirgab energiat. Sellel tekivad kvantefektide tõttu universumisse kiirguvad kuumade osakeste vood. Seda nähtust nimetatakse Hawkingi kiirguseks – seda kirjeldanud Briti teoreetilise füüsiku Stephen Hawkingi auks. Hoolimata sellest, et mateeria sündmuste horisondist välja ei pääse, must auk siiski "aurustub" – aja jooksul kaotab see lõpuks oma massi ja kaob.

Kui me liigume sügavamale musta auku, jätkab aegruum kõverust ja muutub keskpunktis lõpmatult kõveraks. Seda punkti nimetatakse gravitatsiooniliseks singulaarsuseks. Ruum ja aeg lakkavad omamast selles mingit tähendust ning kõik meile teadaolevad füüsikaseadused, mille kirjeldamiseks need kaks mõistet vajalikud on, enam ei kehti.

Keegi ei tea, mis täpselt ootab inimest, kes on sattunud musta augu keskmesse. Teine universum? Unustus? Tagumine sein raamatukapp, nagu Ameerika ulmefilmis "Interstellar"? See on mõistatus.

Arutleme teie näitel, mis juhtub siis, kui kukud kogemata musta auku. Selles katses saadab teid väline vaatleja – nimetagem teda Annaks. Nii vaatab Anna ohutus kauguses õudusega, kuidas sa musta augu servale lähened. Tema vaatenurgast arenevad sündmused väga kummaliselt.

Sündmushorisondile lähemale jõudes näeb Anna, et venitad end pikkuses ja laiuselt kitsaks, justkui vaataks ta sind läbi hiiglasliku suurendusklaasi. Lisaks, mida lähemale sündmuste horisondile lendad, seda rohkem tunneb Anna, et sinu kiirus langeb.

Pildi autoriõigus Thinkstock Pildi pealkiri Musta augu keskel on ruum lõpmatult kõver.

Te ei saa Anna peale karjuda (kuna vaakumis heli ei edastata), kuid võite proovida talle oma iPhone'i taskulambi abil morsekoodiga märku anda. Teie signaalid jõuavad selleni aga järjest suurenevate intervallidega ning taskulambi kiiratava valguse sagedus nihkub spektri punase (pika lainepikkusega) osa suunas. See näeb välja nii: "Telli, järjekorras, järjekorras, järjekorras...".

Kui jõuate sündmuste horisonti, jääte Anna vaatenurgast paigale, nagu oleks keegi taasesituse peatanud. Jääte liikumatuks, venitatuks üle sündmuste horisondi ja teid hakkab võimust võtma üha kasvav kuumus.

Anna seisukohast tapab teid aeglaselt ruumi venitamine, aja seiskumine ja Hawkingi kiirguse kuumus. Enne kui ületate sündmuste horisondi ja sügavale musta augu sügavusse, jääb teile tuhka.

Kuid ärge kiirustage mälestusteenistust tellima - unustagem Anna mõneks ajaks ja vaadakem seda kohutavat stseeni oma vaatenurgast. Ja teie vaatevinklist juhtub midagi veelgi kummalisemat, st absoluutselt mitte midagi erilist.

Lendad otse universumi ühte kõige kurjemasse punkti, kogemata vähimatki põrutust – rääkimata ruumi venimisest, aja laienemisest või kiirguse kuumusest. Seda seetõttu, et oled vabalanguses ja seetõttu ei tunneta oma kaalu – seda nimetas Einstein oma elu "parimaks ideeks".

Tõepoolest, sündmuste horisont ei ole telliskivisein ruumis, vaid nähtus, mis on tingitud vaatleja vaatepunktist. Vaatleja, kes jääb mustast august väljapoole, ei näe läbi sündmuste horisondi sisse, kuid see on tema, mitte teie probleem. Teie vaatenurgast pole silmapiiri.

Kui meie musta augu mõõtmed oleksid väiksemad, oleks teil tõesti probleem – gravitatsioon mõjuks teie kehale ebaühtlaselt ja teid tõmmatakse pasta sisse. Kuid teie õnneks on see must auk suur – miljoneid kordi massiivsem kui Päike, nii et gravitatsioonijõud on piisavalt nõrk, et olla tühine.

Pildi autoriõigus Thinkstock Pildi pealkiri Sa ei saa tagasi minna ja mustast august välja tulla, nagu keegi meist ei saa ajas tagasi rännata.

Piisavalt suures mustas augus saate isegi oma ülejäänud elu üsna normaalselt elada, kuni surete gravitatsioonilises singulaarsuses.

Võite küsida, kui normaalne saab olla inimese elu, kes on vastu tahtmist tõmmatud auku aegruumi kontiinuumis, ilma et sellest kunagi välja pääseks?

Aga kui järele mõelda, siis me kõik teame seda tunnet – ainult aja, mitte ruumi suhtes. Aeg liigub ainult edasi ja mitte kunagi tagasi ning see tõmbab meid vastu meie tahtmist kaasa, jätmata meile võimalust minevikku naasta.

See pole lihtsalt analoogia. Mustad augud painutavad aegruumi kontiinumi sedavõrd, et sündmuste horisondi sees on aeg ja ruum vastupidised. Mõnes mõttes ei tõmba sind singulaarsuse juurde mitte ruum, vaid aeg. Sa ei saa tagasi minna ja mustast august välja tulla, nagu keegi meist ei saa rännata minevikku.

Võib-olla mõtlete nüüd, mis Annal viga on. Lendate musta augu tühja ruumi ja teiega on kõik korras ning ta leinab teie surma, väites, et teid põletas sündmuste horisondi väljastpoolt tuleva Hawkingi kiirgus. Kas ta hallutsineerib?

Tegelikult vastab Anna väide täiesti tõele. Tema vaatenurgast olete sündmuste horisondis tõepoolest praetud. Ja see pole illusioon. Anna võib isegi teie tuha kokku korjata ja teie perele saata.

Pildi autoriõigus Thinkstock Pildi pealkiri Sündmushorisont ei ole telliskivisein, see on läbilaskev

Fakt on see, et kvantfüüsika seaduste kohaselt ei saa te Anna seisukohast sündmuste horisonti ületada ja peate jääma musta augu välisküljele, kuna teave ei lähe kunagi pöördumatult kaduma. Iga infokild, mis su olemasolu eest vastutab, peab jääma sündmuste horisondi välispinnale – vastasel juhul rikutakse Anna seisukohalt füüsikaseadusi.

Teisest küljest nõuavad füüsikaseadused ka seda, et lennata läbi sündmuste horisondi elusalt ja vigastamata, ilma et sa kohtaksid kuumasid osakesi või muid ebatavalised nähtused. Vastasel juhul rikutakse üldist relatiivsusteooriat.

Nii et füüsikaseadused tahavad, et oleksite korraga nii mustast august väljas (tuhahunnikuna) kui ka selle sees (turvaliselt ja tervena). Ja veel üks oluline punkt: vastavalt üldised põhimõtted kvantmehaanika, teavet ei saa kloonida. Peate olema korraga kahes kohas, kuid ainult ühel juhul.

Füüsikud nimetavad sellist paradoksaalset nähtust terminiks "informatsiooni kadumine musta auku". Õnneks 1990. a teadlastel õnnestus see paradoks lahendada.

Ameerika füüsik Leonard Susskind mõistis, et tegelikult pole paradoksi, sest keegi ei näe teie kloonimist. Anna vaatab ühte teie isendit ja teie vaatate teist. Sina ja Anna ei kohtu enam kunagi ja te ei saa vaatlusi võrrelda. Ja pole kolmandat vaatlejat, kes saaks sind korraga jälgida nii väljast kui ka musta augu seest. Seega füüsikaseadusi ei rikuta.

Kui te just ei taha teada, milline teie juhtudest on tõeline ja milline mitte. Kas sa oled tõesti elus või surnud?

Pildi autoriõigus Thinkstock Pildi pealkiri Kas inimene lendab vigastusteta läbi sündmuste horisondi või põrkab vastu tulemüüri?

Asi on selles, et "reaalsust" pole. Tegelikkus sõltub vaatlejast. On "tõesti" Anna vaatenurgast ja "päriselt" sinu vaatenurgast. See on kõik.

Peaaegu kõik. 2012. aasta suvel tegid füüsikud Ahmed Almheiri, Donald Marolph, Joe Polchinski ja James Sully, keda ühiselt tuntakse nende perekonnanimede ingliskeelse akronüümi all AMPS-ina. mõtteeksperiment, mis ähvardas meie arusaama mustadest aukudest ümber lükata.

Teadlaste hinnangul lähtub Süsskindi pakutud vastuolu lahendamine sellest, et teie ja Anna vahel toimuva hindamisel tekkinud lahkarvamust vahendab sündmuste horisont. Pole tähtis, kas Anna nägi tõesti ühte teie kahest isendist Hawkingi kiirguse tules hukkumas, sest sündmuste horisont ei võimaldanud tal näha teie teist isendit sügavale musta auku lendamas.

Aga mis siis, kui Annal oleks võimalus teada saada, mis toimub sündmuste horisondi teisel poolel, ilma seda ületamata?

Üldrelatiivsusteooria ütleb meile, et see on võimatu, kuid kvantmehaanika hägustab raskeid reegleid veidi. Anna oleks võinud sündmuste horisondist kaugemale vaadata, mida Einstein nimetas "õudseks pikamaategevuseks".

Jutt käib kvantpõimumisest – nähtusest, mille puhul kahe või enama ruumiga eraldatud osakese kvantseisundid muutuvad müstiliselt üksteisest sõltuvaks. Need osakesed moodustavad nüüd ühtse ja jagamatu terviku ning selle terviku kirjeldamiseks vajalik informatsioon ei sisaldu mitte selles või teises osakeses, vaid nendevahelises suhtes.

AMPSi idee on järgmine. Oletame, et Anna korjab sündmuse horisondi lähedalt osakese – nimetagem seda osakeseks A.

Kui tema versioon sinuga juhtunust vastab tõele, see tähendab, et sind tappis Hawkingi kiirgus musta augu välisküljel, siis peab osake A olema ühendatud teise osakesega B, mis peab samuti olema sündmuse välisküljel. silmaring.

Pildi autoriõigus Thinkstock Pildi pealkiri Mustad augud võivad lähedalasuvate tähtede ainet ligi tõmmata

Kui teie nägemus sündmustest vastab tegelikkusele ja olete elus ja terve sees, siis osake A peab olema omavahel seotud osakesega C, mis asub kuskil musta augu sees.

Selle teooria ilu seisneb selles, et iga osakest saab ühendada ainult ühe teise osakesega. See tähendab, et osake A on ühendatud kas osakesega B või osakesega C, kuid mitte mõlemaga korraga.

Nii võtab Anna oma osakese A ja juhib selle läbi põimumisdekodeerimismasina, mis tal on, mis annab vastuse, kas see osake on seotud osakesega B või osakesega C.

Kui vastus on C, on teie seisukoht kvantmehaanika seadusi rikkudes võitnud. Kui osake A on ühendatud osakesega C, mis asub musta augu sügavuses, siis nende vastastikust sõltuvust kirjeldav informatsioon läheb Annale igaveseks kaduma, mis läheb vastuollu kvantseadusega, mille kohaselt informatsioon ei kao kunagi.

Kui vastus on B, siis vastupidiselt üldrelatiivsusteooria põhimõtetele on Annal õigus. Kui osake A on seotud osakesega B, on teid tõesti Hawkingi kiirgus põletanud. Selle asemel, et lennata läbi sündmuste horisondi, nagu relatiivsusteooria nõuab, põrkasid vastu tulemüüri.

Seega oleme tagasi küsimuse juurde, millest alustasime – mis juhtub inimesega, kes satub musta auku? Kas ta lendab vigastusteta läbi sündmuste horisondi tänu tegelikkusele, et imekombel sõltub vaatlejast või põrkab vastu tulist seina ( mustaugudtulemüür, mida ei tohi segi ajada arvutiterminigatulemüür, "tulemüür", tarkvara mis kaitseb teie arvutit võrgus volitamata sissetungi eest – toim.)?

Keegi ei tea vastust sellele küsimusele, teoreetilise füüsika ühele kõige vastuolulisemale küsimusele.

Teadlased on üle 100 aasta püüdnud ühildada üldrelatiivsusteooria ja kvantfüüsika põhimõtteid, lootuses, et lõpuks võidab üks või teine. "Tulemüüri" paradoksi lahendamine peaks vastama küsimusele, milline põhimõtetest valitses, ja aitama füüsikutel luua kõikehõlmavat teooriat.

Pildi autoriõigus Thinkstock Pildi pealkiri Või äkki saadaks Anna järgmisel korral musta auku?

Info kadumise paradoksi lahendus võib peituda Anna dešifreerimismasinas. Äärmiselt raske on kindlaks teha, millise teise osakese osakesega A on omavahel seotud. Füüsikud Daniel Harlow Princetoni ülikoolist New Jerseys ja Patrick Hayden, kes töötavad praegu Californias Californias Stanfordi ülikoolis, mõtlesid, kui kaua see aega võtab.

2013. aastal arvutasid nad välja, et isegi koos kiireim arvuti, mida on võimalik füüsikaseadusi järgides luua, kuluks Annal osakestevahelise suhte lahtimõtestamiseks ülimalt kaua aega – nii kaua, et vastuse saamise ajaks on must auk juba ammu aurustunud.

Kui jah, siis on tõenäoline, et Anna pole lihtsalt määratud kunagi teadma, kelle seisukoht on tõsi. Sel juhul jäävad mõlemad lood korraga tõeks, reaalsus sõltub vaatlejast ja ühtegi füüsikaseadust ei rikuta.

Lisaks võib seos väga keeruliste arvutuste (milleks meie vaatleja ilmselt ei ole võimeline) ja aegruumi kontiinumi vahel sundida füüsikuid uutele teoreetilistele mõtisklustele.

Seega pole mustad augud mitte ainult ohtlikud objektid tähtedevahelistel ekspeditsioonidel, vaid ka teoreetilised laborid, kus vähimadki füüsikaseaduste kõikumised kasvavad nii suureks, et neid ei saa enam tähelepanuta jätta.

Kui kuskil varitseb tõeline olemus tegelikkuses on kõige parem seda otsida mustadest aukudest. Kuid kuigi meil pole selget arusaama sellest, kui turvaline sündmuste horisont inimestele on, on turvalisem vaadata otsinguid väljastpoolt. Äärmuslikel juhtudel võid Anna järgmine kord musta auku saata – nüüd on tema kord.

Kõik teavad, et kosmoses leidub tähti, planeete, asteroide ja komeete, mida saab jälgida palja silmaga või läbi teleskoobi. Samuti on teada, et on olemas spetsiaalsed kosmoseobjektid – mustad augud.

Täht võib oma eluea lõpuks muutuda mustaks auguks. Selle teisenduse käigus surutakse täht väga tugevalt kokku, samas kui selle mass säilib. Täht muutub väikeseks, kuid väga raskeks palliks. Kui eeldame, et meie planeet Maa muutub mustaks auguks, on selle läbimõõt selles olekus vaid 9 millimeetrit. Kuid Maa ei saa muutuda mustaks auguks, sest planeetide tuumas toimuvad täiesti erinevad reaktsioonid, mitte samad, mis tähtedes.

Niisiis tugev kokkusurumine ja tähe tihenemine toimub seetõttu, et tähe keskpunktis toimuvate termotuumareaktsioonide mõjul tema tõmbejõud suureneb oluliselt ja hakkab tähe pinda oma keskmesse tõmbama. Järk-järgult suureneb tähe kokkutõmbumise kiirus ja hakkab lõpuks ületama valguse kiirust. Kui täht sellesse olekusse jõuab, lakkab ta hõõgumast, sest valguse osakesed – kvantid – ei suuda tõmbejõust üle saada. Sellises olekus olev täht lakkab valgust kiirgamast, ta jääb gravitatsiooniraadiuse "sisse" – piiriks, mille sees kõik objektid tähe pinnale tõmbuvad. Astronoomid nimetavad seda piiri sündmuste horisondiks. Ja väljaspool seda piiri, tõmbejõud must auk väheneb. Kuna valgusosakesed tähe gravitatsioonipiiri ületada ei saa, saab musta auku tuvastada vaid instrumentide abil, näiteks kui mingil teadmata põhjusel hakkab kosmoselaev või mõni muu keha – komeet või asteroid – oma trajektoori muutma, siis enamus tõenäoliselt sattus see musta augu gravitatsioonijõudude mõju alla. Kontrollitud kosmoseobjekt peab sellises olukorras kiiresti kõik mootorid sisse lülitama ja ohtliku tõmbepiirkonnast lahkuma ning kui jõudu napib, neelab selle paratamatult must auk.

Kui Päike saaks muutuda mustaks auguks, siis Päikesesüsteemi planeedid asuksid Päikese gravitatsiooniraadiuses ning see tõmbaks neid ligi ja neelaks. Meie õnneks seda ei juhtu. ainult väga suured massiivsed tähed võivad muutuda mustaks auguks. Päike on selleks liiga väike. Päikesest saab evolutsiooni käigus suure tõenäosusega väljasurnud must kääbus. Muud mustad augud, mis on meie planeedi ja maapealsete jaoks juba kosmoses kosmoselaevad ei ole ohtlik – nad on meist liiga kaugel.

Populaarses sarjas "Suure paugu teooria", mida saate vaadata, ei saa te teada universumi loomise saladustest ega kosmose mustade aukude põhjustest. Peategelased on kirglikud teaduse ja töö vastu ülikooli füüsikaosakonnas. Nad satuvad pidevalt erinevatesse naeruväärsetesse olukordadesse, mida on tore jälgida.