Gaiši melni caurumi. Melno caurumu briesmas. Milzīgs melnais caurums atrodas Piena Ceļa galaktikas centrā.

Citu dienu Stīvens Hokings satricināja zinātnieku aprindas, paziņojot, ka melnie caurumi neeksistē. Drīzāk tie nemaz nav tādi, kā tika uzskatīts iepriekš.

Pēc pētnieka (kurš ir aprakstīts darbā “Informācijas saglabāšana un laikapstākļu prognozes melnajiem caurumiem”) domām, tas, ko mēs saucam par melnajiem caurumiem, var pastāvēt bez tā sauktā “notikumu horizonta”, aiz kura nekas nevar izkļūt. Hokings uzskata, ka melnie caurumi gaismu un informāciju aiztur tikai kādu laiku un pēc tam "izspļauj" atpakaļ kosmosā, tomēr diezgan izkropļotā formā.

Līdz zinātnes kopiena sagremo jauna teorija, nolēmām lasītājam atgādināt to, kas līdz šim tika uzskatīts par "melnā cauruma faktiem". Tātad līdz šim tika uzskatīts, ka:

Melnie caurumi ieguva savu nosaukumu, jo tie iesūc gaismu, kas skar to robežas un neatspoguļo to.

Veidojas brīdī, kad pietiekami saspiesta matērijas masa deformē telpu un laiku, melnajam caurumam ir noteikta virsma, ko sauc par "notikumu horizontu", kas iezīmē neatgriešanās punktu.

Pulksteņi tuvu jūras līmenim darbojas lēnāk nekā pie jūras līmeņa kosmosa stacija, un vēl lēnāk melno caurumu tuvumā. Tam ir kāds sakars ar gravitāciju.

Tuvākais melnais caurums atrodas aptuveni 1600 gaismas gadu attālumā.

Mūsu galaktika ir pilna ar melniem caurumiem, taču tuvākā galaktika, kas teorētiski spēj iznīcināt mūsu necilo planētu, ir daudz tālāk par mūsu planētu. Saules sistēma.

Milzīgs melnais caurums atrodas Piena Ceļa galaktikas centrā.

Tas atrodas 30 tūkstošu gaismas gadu attālumā no Zemes, un tā izmērs ir vairāk nekā 30 miljonus reižu lielāks par mūsu Sauli.

Melnie caurumi galu galā iztvaiko

Tiek uzskatīts, ka no melnā cauruma nekas nevar izkļūt. Vienīgais izņēmums no šī noteikuma ir radiācija. Pēc dažu zinātnieku domām, melnie caurumi izstaro starojumu, tie zaudē masu. Šī procesa rezultātā melnais caurums var izzust pavisam.

Melnie caurumi ir veidoti kā sfēras, nevis piltuves.

Lielākajā daļā mācību grāmatu jūs redzēsit melnos caurumus, kas izskatās kā piltuves. Tas ir tāpēc, ka tie ir ilustrēti no gravitācijas akas perspektīvas. Patiesībā tie ir vairāk kā sfēra.

Melnā cauruma tuvumā viss ir izkropļots

Melnajiem caurumiem ir iespēja deformēt telpu, un, tā kā tie griežas, izkropļojumi kļūst sliktāki, tiem griežoties.

Melnais caurums var nogalināt briesmīgā veidā

Lai gan šķiet acīmredzams, ka melnais caurums nav savienojams ar dzīvību, lielākā daļa cilvēku domā, ka viņi tur vienkārši tiktu saspiesti. Nav nepieciešams. Visticamāk, tu būtu izstiepts līdz nāvei, jo būtiski tiktu ietekmēta tā ķermeņa daļa, kas pirmā sasniedza "notikumu horizontu". liela ietekme smagums.

Melnie caurumi ne vienmēr ir melni

Lai gan tie ir pazīstami ar savu melnumu, kā mēs teicām iepriekš, tie faktiski izstaro elektromagnētiskos viļņus.

Melnie caurumi var ne tikai iznīcināt

Protams, vairumā gadījumu tā ir. Tomēr ir daudz teoriju, pētījumu un ierosinājumu, ka melnos caurumus patiešām var pielāgot enerģijas un kosmosa ceļojumiem.

Melno caurumu atklāšana nepieder Albertam Einšteinam

Alberts Einšteins melno caurumu teoriju atdzīvināja tikai 1916. gadā. Ilgi pirms tam, 1783. gadā, zinātnieks Džons Mičels pirmo reizi izstrādāja šo teoriju. Tas notika pēc tam, kad viņš domāja, vai gravitācija var kļūt tik spēcīga, ka pat vieglās daļiņas nevarētu no tā izbēgt.

Melnie caurumi dūc

Lai gan vakuums kosmosā īsti nepārraida skaņas viļņi, ja klausāties ar īpašiem instrumentiem, var dzirdēt atmosfēras traucējumu skaņas. Kad melnais caurums kaut ko ievelk, tā notikumu horizonts paātrina daļiņas līdz gaismas ātrumam, un tās rada dūkoņu.

Melnie caurumi var radīt elementus, kas nepieciešami dzīvības izcelsmei

Pētnieki uzskata, ka melnie caurumi rada elementus, kad tie sadalās subatomiskās daļiņās. Šīs daļiņas spēj radīt elementus, kas ir smagāki par hēliju, piemēram, dzelzi un oglekli, kā arī daudzus citus, kas nepieciešami dzīvības veidošanai.

Melnie caurumi ne tikai "norij", bet arī "izspļauj"

Melnie caurumi ir bēdīgi slaveni ar to, ka iesūc jebko, kas atrodas tuvu notikumu horizontam. Pēc tam, kad kaut kas iekrīt melnajā caurumā, tas tiek saspiests ar tik milzīgu spēku, ka atsevišķie komponenti tiek saspiesti un galu galā sadalās subatomiskās daļiņās. Daži zinātnieki ierosina, ka šī viela pēc tam tiek izmesta no tā sauktā "baltā cauruma".

Jebkura viela var kļūt par melno caurumu

No tehniskā viedokļa ne tikai zvaigznes var kļūt par melnajiem caurumiem. Ja jūsu automašīnas atslēgas tiktu samazinātas līdz bezgalīgi mazam punktam, vienlaikus saglabājot to masu, to blīvums sasniegtu astronomisku līmeni un to gravitācija palielinātos neticami lielā mērā.

Fizikas likumi nedarbojas melnā cauruma centrā

Saskaņā ar teorijām matērija melnajā caurumā tiek saspiesta līdz bezgalīgam blīvumam, un telpa un laiks pārstāj eksistēt. Kad tas notiek, fizikas likumi sabojājas vienkārši tāpēc, ka cilvēka prāts nespēj iedomāties objektu, kam ir nulle tilpums un bezgalīgs blīvums.

Melnie caurumi nosaka zvaigžņu skaitu

Pēc dažu zinātnieku domām, zvaigžņu skaitu Visumā ierobežo melno caurumu skaits. Tas ir saistīts ar to, kā tie ietekmē gāzes mākoņus un elementu veidošanos tajās Visuma daļās, kur dzimst jaunas zvaigznes.

Nav neviena kosmiska fenomena, kas savā skaistumā būtu valdzinošāks par melnajiem caurumiem. Kā zināms, objekts savu nosaukumu ieguvis, pateicoties tam, ka spēj absorbēt gaismu, bet nespēj to atstarot. Milzīgās pievilcības dēļ melnie caurumi iesūc visu, kas atrodas to tuvumā – planētas, zvaigznes, kosmosa atlūzas. Tomēr tas nav viss, kas jāzina par melnajiem caurumiem, jo ​​to ir daudz pārsteidzoši fakti par viņiem.

Melnajiem caurumiem nav atgriešanās punkta

Ilgu laiku tika uzskatīts, ka viss, kas iekrīt melnā cauruma reģionā, paliek tajā, taču jaunāko pētījumu rezultāts ir tāds, ka pēc kāda laika melnais caurums visu saturu “izspļauj” kosmosā, bet citāda forma nekā sākotnējā. Notikumu horizonts, kas tika uzskatīts par neatgriešanās punktu kosmosa objekti, izrādījās tikai viņu pagaidu pajumte, taču šis process norit ļoti lēni.

Zemi apdraud melnais caurums

Saules sistēma ir tikai daļa no bezgalīgas galaktikas, kurā ir milzīgs skaits melno caurumu. Izrādās, ka Zemi apdraud arī divi no tiem, taču, par laimi, tie atrodas lielā attālumā – apm. 1600 gaismas gadi. Tie tika atklāti galaktikā, kas izveidojās divu galaktiku saplūšanas rezultātā.


Zinātnieki melnos caurumus ieraudzīja tikai tāpēc, ka tie atradās tuvu Saules sistēmai ar rentgena teleskopa palīdzību, kas spēj notvert rentgenstari ko izstaro šie kosmosa objekti. Melnie caurumi, jo tie atrodas blakus un praktiski saplūst vienā, tika saukti vienā vārdā - Čandra par godu Mēness dievam no hinduistu mitoloģijas. Zinātnieki ir pārliecināti, ka Čandra drīz par tādu kļūs milzīgā gravitācijas spēka dēļ.

Melnie caurumi laika gaitā var izzust

Agri vai vēlu viss melnā cauruma saturs izplūst un paliek tikai starojums. Zaudējot masu, melnie caurumi laika gaitā kļūst mazāki un pēc tam pilnībā izzūd. Kosmosa objekta nāve ir ļoti lēna, un tāpēc maz ticams, ka kāds no zinātniekiem spēs redzēt, kā melnais caurums samazinās un pēc tam pazūd. Stīvens Hokings apgalvoja, ka caurums kosmosā ir ļoti saspiesta planēta, un laika gaitā tā iztvaiko, sākot no kropļojuma malām.

Melnajiem caurumiem nav jāizskatās melniem

Zinātnieki apgalvo, ka, tā kā kosmosa objekts absorbē gaismas daļiņas, tās neatspoguļojot, melnajam caurumam nav krāsas, izdalās tikai tā virsma - notikumu horizonts. Ar savu gravitācijas lauku tas aizsedz visu telpu aiz sevis, ieskaitot planētas un zvaigznes. Bet tajā pašā laikā planētu un zvaigžņu absorbcijas dēļ uz melnā cauruma virsmas spirālē objektu milzīgā kustības ātruma un berzes starp tiem dēļ parādās spīdums, kas var būt spožāks par zvaigznēm. Šī ir gāzu, zvaigžņu putekļu un citu vielu kolekcija, ko iesūc melnais caurums. Turklāt dažreiz melnais caurums var izstarot elektromagnētiskos viļņus un tāpēc var būt redzams.

Melnie caurumi nav radīti no nekurienes, to pamatā ir nodzisusi zvaigzne.

Zvaigznes spīd kosmosā, pateicoties to kodolsintēzes degvielas padevei. Kad tas beidzas, zvaigzne sāk atdzist, pakāpeniski pārvēršoties no balta pundura par melnu. Atdzesētās zvaigznes iekšpusē spiediens sāk samazināties. Gravitācijas spēka ietekmē kosmiskais ķermenis sāk sarukt. Šī procesa sekas ir tādas, ka zvaigzne it kā eksplodē, visas tās daļiņas izlido kosmosā, bet tajā pašā laikā turpina darboties gravitācijas spēki, kas piesaista blakus esošos kosmosa objektus, kurus tā pēc tam absorbē, palielinot zvaigznes spēku. melnais caurums un tā izmērs.

Supermasīvs melnais caurums

Melnais caurums, kas desmitiem tūkstošu reižu lielāks par Sauli, atrodas pašā Piena ceļa centrā. Zinātnieki to sauca par Strēlnieku, un tas atrodas attālumā no Zemes 26 000 gaismas gadu. Šis galaktikas reģions ir ārkārtīgi aktīvs un ar lielu ātrumu absorbē visu, kas atrodas tā tuvumā. Tāpat bieži viņa "izspļauj" nodzisušas zvaigznes.


Pārsteidzoši ir fakts, ka melnā cauruma vidējais blīvums, pat ņemot vērā tā milzīgo izmēru, var būt pat vienāds ar gaisa blīvumu. Palielinoties melnā cauruma rādiusam, tas ir, tā notverto objektu skaitam, melnā cauruma blīvums kļūst mazāks, un tas izskaidrojams ar vienkāršiem fizikas likumiem. Tādējādi lielākie ķermeņi kosmosā patiesībā var būt tikpat viegli kā gaiss.

Melnais caurums varētu radīt jaunus Visumus

Lai cik dīvaini tas neizklausītos, it īpaši uz tā fona, ka melnie caurumi patiesībā absorbē un attiecīgi iznīcina visu apkārtējo, zinātnieki nopietni domā, ka šie kosmosa objekti var ierosināt jauna Visuma rašanos. Tātad, kā zināms, melnie caurumi ne tikai absorbē vielu, bet arī noteiktos periodos var to atbrīvot. Jebkura daļiņa, kas iznākusi no melnā cauruma, var eksplodēt, un tas kļūs par jaunu Lielo sprādzienu, un saskaņā ar viņa teoriju mūsu Visums tā parādījās, tāpēc ir iespējams, ka Saules sistēma, kas pastāv šodien un kurā griežas Zeme, kuru apdzīvo milzīgs skaits cilvēku, reiz dzimis no masīva melnā cauruma.

Melnā cauruma tuvumā laiks rit ļoti lēni.

Kad objekts pietuvojas melnajam caurumam, neatkarīgi no tā masas, tā kustība sāk palēnināt, un tas ir tāpēc, ka pašā melnajā caurumā laiks palēninās un viss notiek ļoti lēni. Tas ir saistīts ar milzīgo gravitācijas spēku, kas piemīt melnajam caurumam. Tajā pašā laikā tas, kas notiek pašā melnajā caurumā, notiek pietiekami ātri, jo, ja novērotājs paskatītos uz melno caurumu no malas, viņam liktos, ka visi tajā notiekošie procesi norit lēni, bet, ja viņš nokļūst tā piltuvi, gravitācijas spēki to acumirklī saplēsa.

Melnie caurumi vienmēr ir bijuši viens no interesantākajiem zinātnieku novērojumu objektiem. Būdami vislielākie objekti Visumā, tie vienlaikus ir nepieejami un pilnīgi nepieejami cilvēcei. Paies ilgs laiks, līdz mēs uzzināsim par procesiem, kas notiek netālu no "neatgriešanās punkta". Kas zinātnes ziņā ir melnais caurums?

Parunāsim par faktiem, kas ilga darba rezultātā tomēr kļuva zināmi pētniekiem.

1. Melnie caurumi patiesībā nav melni.

Tā kā melnie caurumi izstaro elektromagnētiskos viļņus, tie var izskatīties nevis melni, bet gan diezgan krāsaini. Un tas izskatās ļoti iespaidīgi.

2. Melnie caurumi nesūc vielu.

Parasto mirstīgo vidū valda stereotips, ka melnais caurums ir milzīgs putekļu sūcējs, kas sevī ievelk apkārtējo telpu. Nebūsim manekeni un mēģināsim saprast, kas tas īsti ir.

Kopumā (neiedziļinoties sarežģītībā kvantu fizika un astronomiskie pētījumi) melno caurumu var attēlot kā kosmisku objektu ar ievērojami pārvērtētu gravitācijas lauku. Piemēram, ja Saules vietā būtu tāda paša izmēra melnais caurums, tad... nekas nenotiktu, un mūsu planēta turpinātu griezties pa to pašu orbītu. Melnie caurumi "absorbē" tikai zvaigžņu matērijas daļas zvaigžņu vēja formā, kas raksturīga jebkurai zvaigznei.

3. Melnie caurumi var radīt jaunus Visumus

Protams, šis fakts izklausās pēc kaut kā no zinātniskās fantastikas, jo īpaši tāpēc, ka nav pierādījumu par citu Visumu esamību. Neskatoties uz to, šādas teorijas zinātnieki diezgan rūpīgi pēta.

Ja runāt vienkārša valoda, tad, ja kaut viena fiziskā konstante mūsu pasaulē mainītos par nelielu daudzumu, mēs zaudētu eksistences iespēju. Melno caurumu savdabība atceļ parastos fizikas likumus un var (vismaz teorētiski) radīt jaunu Visumu, kas vienā vai otrā veidā atšķiras no mūsējā.

4. Melnie caurumi laika gaitā iztvaiko

Kā minēts iepriekš, melnie caurumi absorbē zvaigžņu vēju. Turklāt tie lēnām, bet noteikti iztvaiko, tas ir, atdod savu masu apkārtējai telpai un pēc tam pazūd pavisam. Šī parādība tika atklāta 1974. gadā un nosaukta par Hokinga starojumu par godu Stīvenam Hokingam, kurš atklāja šo atklājumu pasaulei.

5. Atbildi uz jautājumu “kas ir melnais caurums” paredzēja Kārlis Švarcšilds

Kā zināms, ar Albertu Einšteinu saistītās relativitātes teorijas autors. Bet zinātnieks nepievērsa pienācīgu uzmanību debess ķermeņu izpētei, lai gan viņa teorija varēja un turklāt paredzēja melno caurumu esamību. Tādējādi Kārlis Švarcšilds kļuva par pirmo zinātnieku, kurš izmantoja vispārējo relativitātes teoriju, lai attaisnotu "neatgriešanās punkta" esamību.

Interesanti, ka tas notika 1915. gadā, tieši pēc tam, kad Einšteins publicēja savu vispārējo relativitātes teoriju. Toreiz parādījās termins "Švarcšilda rādiuss" - rupji runājot, tas ir spēka daudzums, ar kādu nepieciešams saspiest objektu, lai tas pārvērstos melnajā caurumā. Tomēr tas nav viegls uzdevums. Paskatīsimies, kāpēc.

Fakts ir tāds, ka teorētiski jebkurš ķermenis var kļūt par melno caurumu, taču tas tiek pakļauts noteiktai saspiešanas pakāpei. Piemēram, zemesriekstu auglis varētu kļūt par melno caurumu, ja tam būtu planētas Zeme masa ...

Jautrs fakts: melnie caurumi ir vienreizēji. kosmosa ķermeņi spēja piesaistīt gaismu ar gravitācijas palīdzību.

6. Melnie caurumi izliek vietu ap tiem.

Iedomājieties visu Visuma telpu vinila plates formā. Ja uzliksit uz tā karstu priekšmetu, tas mainīs savu formu. Tas pats notiek ar melnajiem caurumiem. To galīgā masa piesaista visu, ieskaitot gaismas starus, kuru dēļ telpa ap tiem izliekas.

7. Melnie caurumi ierobežo zvaigžņu skaitu Visumā

.... Galu galā, ja zvaigznes ir iedegtas -

Vai tas nozīmē, ka kādam tas ir vajadzīgs?

V.V. Majakovskis

Parasti pilnībā izveidojušās zvaigznes ir atdzesētu gāzu mākonis. Melno caurumu starojums neļauj gāzes mākoņiem atdzist un tādējādi novērš zvaigžņu veidošanos.

8. Melnie caurumi ir vismodernākās spēkstacijas.

Melnie caurumi ražo vairāk enerģijas nekā Saule un citas zvaigznes. Iemesls tam ir ap to esošā lieta. Kad matērija šķērso notikumu horizontu liels ātrums, tas uzsilst melnā cauruma orbītā līdz galam paaugstināta temperatūra. Šo parādību sauc par melnā ķermeņa starojumu.

Interesants fakts: kodolsintēzes procesā 0,7% vielas kļūst par enerģiju. Melnā cauruma tuvumā 10% matērijas pārvēršas enerģijā!

9. Kas notiek, ja jūs iekrītat melnajā caurumā?

Melnie caurumi "izstiepj" ķermeņus, kas atrodas tiem blakus. Šī procesa rezultātā objekti sāk atgādināt spageti (ir pat īpašs termins - "spageti" =).

Lai gan šis fakts var šķist komisks, tam ir savs izskaidrojums. Tas notiek, pateicoties fiziskais princips pievilkšanas spēki. Ņemsim par piemēru cilvēka ķermeni. Atrodoties uz zemes, mūsu kājas atrodas tuvāk Zemes centram nekā galvai, tāpēc tās tiek piesaistītas spēcīgāk. Uz melnā cauruma virsmas kājas daudz ātrāk pievelkas melnā cauruma centram, un tāpēc augšējā daļa organisms vienkārši neseko tiem līdzi. Secinājums: spagetifikācija!

10. Teorētiski jebkurš objekts var kļūt par melno caurumu

Un pat saule. Vienīgais, kas neļauj saulei pārvērsties par absolūti melns korpuss ir gravitācijas spēks. Melnā cauruma centrā tas ir daudzkārt spēcīgāks nekā Saules centrā. Šajā gadījumā, ja mūsu gaismeklis tiktu saspiests līdz četriem kilometriem diametrā, tas varētu kļūt par melno caurumu (lielās masas dēļ).

Bet tas ir teorētiski. Praksē ir zināms, ka melnie caurumi parādās tikai superlielu zvaigžņu sabrukšanas rezultātā, kas pārsniedz Saules masu 25-30 reizes.

11. Melnie caurumi palēnina laiku to tuvumā.

Šī fakta galvenā tēze ir tāda, ka, tuvojoties notikumu horizontam, laiks palēninās. Šo parādību var ilustrēt, izmantojot "dvīņu paradoksu", ko bieži izmanto, lai izskaidrotu relativitātes teorijas nosacījumus.

Galvenā ideja ir tāda, ka viens no dvīņu brāļiem lido kosmosā, bet otrs paliek uz Zemes. Atgriežoties mājās, dvīnis atklāj, ka brālis ir novecojis vairāk par viņu, jo, pārvietojoties ar ātrumu, kas tuvs gaismas ātrumam, laiks sāk iet lēnāk.

Attēla autortiesības Thinkstock

Varbūt jūs domājat, ka cilvēks, kurš ir iekritis melnajā caurumā, gaida tūlītēju nāvi. Patiesībā viņa liktenis var izrādīties daudz pārsteidzošāks, stāsta korespondents.

Kas ar tevi notiks, ja iekritīsi melnajā caurumā? Varbūt tu domā, ka tiksi saspiests – vai, gluži otrādi, saplosīts? Bet patiesībā viss ir daudz dīvaināk.

Brīdī, kad iekritīsiet melnajā caurumā, realitāte sadalīsies divās daļās. Vienā realitātē jūs uzreiz tiksiet sadedzināts, otrā - jūs dzīvs un neskarts ieniksiet dziļi melnajā caurumā.

Melnā cauruma iekšpusē mums pazīstamie fizikas likumi nedarbojas. Pēc Alberta Einšteina domām, gravitācija saliek telpu. Tādējādi pietiekama blīvuma objekta klātbūtnē telpas-laika kontinuums ap to var tik ļoti deformēties, ka pašā realitātē veidojas bedre.

Masīva zvaigzne, kas ir iztērējusi visu savu degvielu, var pārvērsties par tieši tādu superblīvu vielu, kāda ir nepieciešama šāda izliekta Visuma posma rašanās. Zvaigzne, kas sabrūk zem sava svara, velkas pa telpas-laika kontinuumu ap sevi. Gravitācijas lauks kļūst tik spēcīgs, ka pat gaisma no tā vairs nevar izkļūt. Rezultātā apgabals, kurā zvaigzne atradās iepriekš, kļūst absolūti melns - tas ir melnais caurums.

Attēla autortiesības Thinkstock Attēla paraksts Neviens īsti nezina, kas notiek melnajā caurumā.

Melnā cauruma ārējo virsmu sauc par notikumu horizontu. Šī ir sfēriska robeža, kurā tiek sasniegts līdzsvars starp gravitācijas lauka spēku un gaismas centieniem izkļūt no melnā cauruma. Ja šķērsosi notikumu horizontu, aizbēgt nebūs iespējams.

Notikumu horizonts izstaro enerģiju. Kvantu efektu dēļ uz tā rodas karstu daļiņu plūsmas, kas izstaro Visumu. Šo parādību sauc par Hokinga starojumu – par godu britu teorētiskajam fiziķim Stīvenam Hokingam, kurš to aprakstījis. Neskatoties uz to, ka matērija nevar izkļūt no notikumu horizonta, melnais caurums tomēr "iztvaiko" - laika gaitā tā beidzot zaudēs savu masu un izzudīs.

Kad mēs virzāmies dziļāk melnajā caurumā, telpa-laiks turpina izliekties un kļūst bezgalīgi izliekts centrā. Šis punkts ir pazīstams kā gravitācijas singularitāte. Telpai un laikam tajā vairs nav nekādas nozīmes, un visi mums zināmie fizikas likumi, kuru aprakstīšanai šie divi jēdzieni ir nepieciešami, vairs nav spēkā.

Neviens nezina, kas tieši sagaida cilvēku, kurš ir iekritis melnā cauruma centrā. Cits Visums? Aizmirstība? Aizmugurējā siena grāmatu skapis, kā amerikāņu zinātniskās fantastikas filmā "Starpzvaigžņu"? Tas ir noslēpums.

Padomāsim – izmantojot tavu piemēru – par to, kas notiek, ja nejauši iekrītat melnajā caurumā. Šajā eksperimentā jūs pavadīs ārējs novērotājs – sauksim viņu par Annu. Tāpēc Anna drošā attālumā ar šausmām skatās, kā tu tuvojies melnā cauruma malai. No viņas viedokļa notikumi attīstīsies ļoti savādi.

Tuvojoties notikumu apvārsnim, Anna redzēs jūs izstiepties garumā un šauru platumā, it kā viņa jūs pēta caur milzu palielināmo stiklu. Turklāt, jo tuvāk jūs lidojat notikumu horizontam, jo ​​vairāk Anna jutīs, ka jūsu ātrums samazinās.

Attēla autortiesības Thinkstock Attēla paraksts Melnā cauruma centrā telpa ir bezgalīgi izliekta.

Jūs nevarēsiet kliegt uz Annu (jo vakuumā netiek pārraidīta skaņa), taču varat mēģināt dot viņai signālu ar Morzes ābeci, izmantojot sava iPhone zibspuldzi. Tomēr jūsu signāli to sasniegs ar pieaugošiem intervāliem, un lukturīša izstarotās gaismas frekvence novirzīsies uz sarkano (garā viļņa garuma) spektra daļu. Lūk, kā tas izskatīsies: "Pasūtīt, kārtībā, kārtībā, kārtībā...".

Sasniedzot notikumu apvārsni, no Annas viedokļa jūs sastingsit vietā, it kā kāds būtu pauzējis atskaņošanu. Jūs paliksit nekustīgs, izstiepts pāri notikumu horizonta virsmai, un jūs sāks pārņemt arvien pieaugošs karstums.

No Annas viedokļa jūs lēnām nogalinās telpas stiepšanās, laika apstāšanās un Hokinga starojuma karstums. Pirms šķērsojat notikumu horizontu un iekļūstat melnā cauruma dziļumos, jūs paliksit ar pelniem.

Taču nesteidzieties pasūtīt piemiņas dievkalpojumu – uz brīdi aizmirsīsim par Annu un paskatīsimies uz šo briesmīgo ainu no jūsu skatu punkta. Un no jūsu viedokļa notiks kaut kas vēl dīvaināks, tas ir, pilnīgi nekas īpašs.

Jūs lidojat tieši uz vienu no draudīgākajiem Visuma punktiem, nepiedzīvojot ne mazāko grūdienu – nemaz nerunājot par telpas izstiepšanos, laika paplašināšanos vai starojuma karstumu. Tas ir tāpēc, ka tu atrodies brīvajā kritienā un tāpēc nejūti savu svaru – tā Einšteins nosauca savas dzīves "labāko ideju".

Patiešām, notikumu horizonts nav ķieģeļu siena telpā, bet gan novērotāja skatu punkta nosacīta parādība. Novērotājs, kurš paliek ārpus melnā cauruma, nevar redzēt iekšā caur notikumu horizontu, taču tā ir viņa problēma, nevis jūsu. No jūsu viedokļa nav horizonta.

Ja mūsu melnā cauruma izmēri būtu mazāki, jūs patiešām saskartos ar problēmu - gravitācija uz jūsu ķermeni iedarbotos nevienmērīgi, un jūs tiktu ierauts makaronos. Bet jums par laimi šis melnais caurums ir liels - miljoniem reižu masīvāks par Sauli, tāpēc gravitācijas spēks ir pietiekami vājš, lai tas būtu niecīgs.

Attēla autortiesības Thinkstock Attēla paraksts Jūs nevarat atgriezties un izkļūt no melnā cauruma, tāpat kā neviens no mums nevar ceļot atpakaļ laikā.

Pietiekami lielā melnā caurumā jūs pat varat normāli nodzīvot visu atlikušo dzīvi, līdz nomirstat gravitācijas singularitātē.

Jūs varat jautāt, cik normāla var būt cilvēka dzīve, kas pret viņa gribu tiek ievilkta telpas-laika kontinuuma bedrē bez iespējas kādreiz izkļūt?

Bet, ja tā padomā, mēs visi zinām šo sajūtu – tikai saistībā ar laiku, nevis telpu. Laiks iet tikai uz priekšu un nekad atpakaļ, un tas patiešām velk mūs līdzi pret mūsu gribu, neatstājot mums iespēju atgriezties pagātnē.

Tā nav tikai analoģija. Melnie caurumi saliek telpas-laika kontinuumu tādā mērā, ka notikumu horizontā laiks un telpa tiek apgriezti pretēji. Savā ziņā tas nav telpa, kas jūs velk uz singularitāti, bet gan laiks. Jūs nevarat atgriezties un izkļūt no melnā cauruma, tāpat kā neviens no mums nevar ceļot pagātnē.

Varbūt tagad jūs domājat, kas ar Annu nav kārtībā. Jūs lidojat tukšā melnā cauruma telpā, un jums viss ir kārtībā, un viņa apraud jūsu nāvi, apgalvojot, ka jūs sadedzināja Hokinga starojums no notikuma horizonta ārpuses. Vai viņai ir halucinācijas?

Patiesībā Annas apgalvojums ir pilnīgi patiess. No viņas viedokļa jūs patiešām esat cepts notikumu horizontā. Un tā nav ilūzija. Anna var pat savākt jūsu pelnus un nosūtīt tos jūsu ģimenei.

Attēla autortiesības Thinkstock Attēla paraksts Pasākumu horizonts nav ķieģeļu mūris, tas ir caurlaidīgs

Fakts ir tāds, ka saskaņā ar kvantu fizikas likumiem no Annas viedokļa jūs nevarat šķērsot notikumu horizontu un jums jāpaliek melnā cauruma ārpusē, jo informācija nekad netiek neatgriezeniski zaudēta. Katrai informācijas druskai, kas ir atbildīga par tavu eksistenci, jāpaliek notikumu horizonta ārējā virsmā – pretējā gadījumā no Annas viedokļa tiks pārkāpti fizikas likumi.

No otras puses, fizikas likumi arī prasa, lai jūs lidot cauri notikumu horizontam dzīvam un neskartam, nesastopoties ar karstām daļiņām vai citām neparastas parādības. Pretējā gadījumā tiks pārkāpta vispārējā relativitātes teorija.

Tātad fizikas likumi vēlas, lai jūs vienlaikus atrastos gan ārpus melnā cauruma (kā pelnu kaudze), gan tā iekšpusē (drošs un vesels). Un vēl viens svarīgs punkts: saskaņā ar visparīgie principi kvantu mehānika, informāciju nevar klonēt. Jums ir jāatrodas divās vietās vienlaikus, bet tikai vienā gadījumā.

Fiziķi šādu paradoksālu parādību sauc par terminu "informācijas pazušana melnajā caurumā". Par laimi, 1990. gados zinātniekiem izdevās atrisināt šo paradoksu.

Amerikāņu fiziķis Leonards Saskinds saprata, ka paradoksa patiesībā nav, jo neviens neredzēs jūsu klonēšanu. Anna vēros vienu no taviem eksemplāriem, bet tu – otru. Jūs un Anna vairs nekad nesatiksies un nevarēsiet salīdzināt novērojumus. Un nav trešā novērotāja, kas varētu jūs vienlaikus vērot gan no ārpuses, gan no melnā cauruma iekšpuses. Tādējādi fizikas likumi netiek pārkāpti.

Ja vien nevēlaties zināt, kurš no jūsu gadījumiem ir īsts un kurš nē. Vai jūs tiešām esat dzīvs vai miris?

Attēla autortiesības Thinkstock Attēla paraksts Vai cilvēks neskarts lidos cauri notikumu horizontam vai ietrieksies uguns sienā?

Lieta tāda, ka nav "realitātes". Realitāte ir atkarīga no novērotāja. Ir "pa īstam" no Annas viedokļa un "pa īstam" no tava viedokļa. Tas ir viss.

Gandrīz visi. 2012. gada vasarā fiziķi Ahmeds Almheiri, Donalds Marolfs, Džo Polčinskis un Džeimss Sallijs, kas kopā pazīstami ar viņu uzvārdu angļu akronīmu kā AMPS, ierosināja domu eksperiments, kas draudēja apgāzt mūsu izpratni par melnajiem caurumiem.

Pēc zinātnieku domām, Süskinda piedāvātās pretrunas atrisināšana ir balstīta uz to, ka domstarpības vērtējumā par to, kas notiek starp jums un Annu, ir starpnieks ar notikumu horizontu. Nav nozīmes tam, vai Anna patiešām redzēja vienu no jūsu diviem īpatņiem mirstam Hokinga starojuma ugunī, jo notikumu horizonts viņai neļāva redzēt jūsu otro īpatni, kas lido dziļi melnajā caurumā.

Bet kā būtu, ja Annai būtu iespēja uzzināt, kas notiek notikumu horizonta otrā pusē, to nešķērsojot?

Vispārējā relativitāte mums saka, ka tas nav iespējams, bet kvantu mehānika nedaudz izjauc stingros noteikumus. Anna būtu varējusi palūkoties aiz notikumu apvāršņa ar to, ko Einšteins nosauca par "spoki tālsatiksmes darbību".

Mēs runājam par kvantu samezglošanos – parādību, kurā divu vai vairāku ar telpu atdalītu daļiņu kvantu stāvokļi mistiski kļūst savstarpēji atkarīgi. Šīs daļiņas tagad veido vienotu un nedalāmu veselumu, un šī veseluma aprakstīšanai nepieciešamā informācija ir ietverta nevis tajā vai citā daļiņā, bet gan attiecībās starp tām.

AMPS izvirzītā ideja ir šāda. Pieņemsim, ka Anna notikuma horizonta tuvumā paņem daļiņu — sauksim to par daļiņu A.

Ja viņas versija par to, kas ar jums notika, ir patiesa, tas ir, jūs nogalināja Hokinga starojums melnā cauruma ārpusē, tad daļiņai A ir jābūt savstarpēji savienotai ar citu daļiņu B, kurai arī jāatrodas notikuma ārpusē. horizonts.

Attēla autortiesības Thinkstock Attēla paraksts Melnie caurumi var piesaistīt vielu no tuvumā esošajām zvaigznēm

Ja jūsu redzējums par notikumiem atbilst realitātei un jūs esat dzīvs un labi iekšā, tad daļiņai A jābūt savstarpēji savienotai ar daļiņu C, kas atrodas kaut kur melnā cauruma iekšpusē.

Šīs teorijas skaistums ir tāds, ka katru no daļiņām var savienot tikai ar vienu citu daļiņu. Tas nozīmē, ka daļiņa A ir savienota vai nu ar daļiņu B, vai ar daļiņu C, bet ne ar abām vienlaikus.

Tāpēc Anna paņem savu daļiņu A un palaiž to cauri viņai piederošajai sapīšanās dekodēšanas iekārtai, kas sniedz atbildi, vai šī daļiņa ir saistīta ar daļiņu B vai daļiņu C.

Ja atbilde ir C, jūsu viedoklis ir guvis virsroku, pārkāpjot kvantu mehānikas likumus. Ja daļiņa A ir savienota ar daļiņu C, kas atrodas melnā cauruma dziļumos, tad Annai uz visiem laikiem tiek zaudēta informācija, kas raksturo to savstarpējo atkarību, kas ir pretrunā ar kvantu likumu, saskaņā ar kuru informācija nekad netiek zaudēta.

Ja atbilde ir B, tad pretēji vispārējās relativitātes principiem Annai ir taisnība. Ja daļiņa A ir saistīta ar daļiņu B, jūs patiešām esat sadedzinājis Hokinga starojumā. Tā vietā, lai lidotu cauri notikumu horizontam, kā to prasa relativitāte, jūs ietriecāties uguns sienā.

Tātad mēs atgriežamies pie jautājuma, ar kuru sākām – kas notiek ar cilvēku, kurš nokļūst melnajā caurumā? Vai viņš neskarts lidos cauri notikumu horizontam, pateicoties realitātei, ka brīnumaini atkarīgs no novērotāja vai ietriecas ugunīgā sienā ( melnscaurumiemugunsmūris, ko nedrīkst jaukt ar terminu datorsugunsmūris, "ugunsmūris", programmatūra kas aizsargā jūsu datoru tīklā no nesankcionētas ielaušanās — Red.)?

Neviens nezina atbildi uz šo jautājumu, kas ir viens no vispretrunīgākajiem jautājumiem teorētiskajā fizikā.

Vairāk nekā 100 gadus zinātnieki ir mēģinājuši saskaņot vispārējās relativitātes un kvantu fizikas principus, cerot, ka galu galā viens vai otrs gūs virsroku. "Uguns sienas" paradoksa atrisinājumam vajadzētu atbildēt uz jautājumu, kurš no principiem dominēja, un palīdzēt fiziķiem izveidot visaptverošu teoriju.

Attēla autortiesības Thinkstock Attēla paraksts Vai varbūt nākamreiz sūtīt Annu melnajā caurumā?

Informācijas pazušanas paradoksa risinājums var būt Annas atšifrēšanas mašīnā. Ir ārkārtīgi grūti noteikt, ar kuru citu daļiņu daļiņa A ir savstarpēji saistīta. Fiziķi Daniels Hārlovs no Prinstonas universitātes Ņūdžersijā un Patriks Heidens, kurš tagad strādā Stenfordas universitātē Kalifornijā, Kalifornijā, domāja, cik ilgi tas prasīs.

2013. gadā viņi aprēķināja, ka pat ar ātrākais dators, ko iespējams izveidot saskaņā ar fizikāliem likumiem, Annai būtu nepieciešams ārkārtīgi ilgs laiks, lai atšifrētu attiecības starp daļiņām - tik ilgi, ka līdz brīdim, kad viņa saņems atbildi, melnais caurums jau sen būs iztvaikojis.

Ja tā, visticamāk, Annai vienkārši nav lemts jebkad uzzināt, kura viedoklis ir patiess. Šajā gadījumā abi stāsti paliks patiesi vienlaikus, realitāte būs atkarīga no novērotāja, un neviens no fizikas likumiem netiks pārkāpts.

Turklāt saikne starp ļoti sarežģītiem aprēķiniem (kurus mūsu novērotājs acīmredzot nav spējīgs) un telpas-laika kontinuumu var mudināt fiziķus uz jaunām teorētiskām pārdomām.

Tādējādi melnie caurumi ir ne tikai bīstami objekti starpzvaigžņu ekspedīciju ceļā, bet arī teorētiskas laboratorijas, kurās mazākās fizikālo likumu variācijas izaug līdz tādam izmēram, ka tās vairs nevar atstāt novārtā.

Ja kaut kur slēpjas patiesa daba realitātē vislabāk to meklēt melnajos caurumos. Bet, lai gan mums nav skaidras izpratnes par to, cik drošs ir notikumu horizonts cilvēkiem, drošāk ir skatīties meklēšanu no ārpuses. Ārkārtējos gadījumos Annu varat nosūtīt melnajā caurumā nākamreiz — tagad ir viņas kārta.

Ikviens zina, ka kosmosā ir zvaigznes, planētas, asteroīdi un komētas, kuras var novērot ar neapbruņotu aci vai caur teleskopu. Ir arī zināms, ka ir īpaši kosmosa objekti - melnie caurumi.

Zvaigzne līdz mūža beigām var pārvērsties par melno caurumu. Šīs transformācijas laikā zvaigzne tiek ļoti spēcīgi saspiesta, bet tās masa tiek saglabāta. Zvaigzne pārvēršas par mazu, bet ļoti smagu bumbiņu. Ja pieņemam, ka mūsu planēta Zeme kļūst par melno caurumu, tad tās diametrs šajā stāvoklī būs tikai 9 milimetri. Bet Zeme nespēs pārvērsties par melno caurumu, jo planētu kodolā notiek pavisam citas reakcijas, nevis tādas pašas kā zvaigznēs.

Tātad spēcīga saspiešana un zvaigznes sablīvēšanās rodas no tā, ka zvaigznes centrā notiekošo kodoltermisko reakciju ietekmē tās pievilkšanās spēks stipri palielinās un sāk piesaistīt zvaigznes virsmu tās centram. Pamazām zvaigznes saraušanās ātrums palielinās un galu galā sāk pārsniegt gaismas ātrumu. Kad zvaigzne sasniedz šo stāvokli, tā pārstāj mirdzēt, jo gaismas daļiņas - kvanti - nespēj pārvarēt pievilkšanas spēku. Zvaigzne šādā stāvoklī pārstāj izstarot gaismu, tā paliek "iekšā" gravitācijas rādiusā - robeža, kurā visi objekti tiek piesaistīti zvaigznes virsmai. Astronomi šo robežu sauc par notikumu horizontu. Un aiz šīs robežas – pievilkšanās spēks melnais caurums samazinās. Tā kā gaismas daļiņas nevar pārvarēt zvaigznes gravitācijas robežu, melno caurumu var noteikt tikai ar instrumentiem, piemēram, ja nezināmu iemeslu dēļ kosmosa kuģis vai cits ķermenis - komēta vai asteroīds - sāk mainīt savu trajektoriju, tad visticamāk, tas nokļuva melnā cauruma gravitācijas spēku ietekmē. Kontrolējamam kosmosa objektam šādā situācijā ir steidzami jāieslēdz visi dzinēji un jāatstāj bīstamās pievilkšanās zona, un, ja jaudas nepietiek, tad to neizbēgami aprīs melnais caurums.

Ja Saule varētu pārvērsties par melno caurumu, tad Saules sistēmas planētas atrastos Saules gravitācijas rādiusā un tās piesaistītu un absorbētu. Mums par laimi tas nenotiks. tikai ļoti lielas, masīvas zvaigznes var pārvērsties melnajā caurumā. Saule tam ir par mazu. Evolūcijas procesā Saule, visticamāk, kļūs par izmirušu melno punduri. Citi melnie caurumi, kas jau atrodas kosmosā mūsu planētai un uz zemes kosmosa kuģi nav bīstami - viņi ir pārāk tālu no mums.

Populārajā seriālā "Lielā sprādziena teorija", kuru varat noskatīties, jūs neuzzināsiet ne Visuma radīšanas noslēpumus, ne melno caurumu cēloņus kosmosā. Galvenie varoņi aizraujas ar zinātni un darbu universitātes fizikas nodaļā. Viņi pastāvīgi nonāk dažādās smieklīgās situācijās, kuras ir patīkami skatīties.