Чорная дзірка. Што ўнутры чорнай дзіркі?

Як для навукоўцаў мінулых стагоддзяў, так і для даследчыкаў нашага часу найбольшай загадкай космасу з'яўляецца чорная дзірка. Што ўнутры гэтай зусім незнаёмай для фізікі сістэмы? Якія законы там дзейнічаюць? Як ідзе час у чорнай дзіркі, і чаму адтуль не могуць вырвацца нават кванты святла? Зараз мы паспрабуем, вядома ж, з пункту гледжання тэорыі, а не практыкі, разабрацца ў тым, што ўнутры чорнай дзіркі, чаму яна, у прынцыпе, утварылася і існуе, як яна прыцягвае аб'екты, якія яе атачаюць.

Для пачатку апішам гэтае месца

Такім чынам, чорнай дзіркай называецца пэўная вобласць прасторы ў Сусвеце. Вылучыць яе як асобную зорку або планету немагчыма, бо гэта не цвёрдае і ня газавае цела. Не маючы базавых разуменьняў таго, што такая прастора-час і як гэтыя вымярэння могуць відазмяняцца, немагчыма спасцігнуць таго, што знаходзіцца ўнутры чорнай дзіркі. Справа ў тым, што гэтая галіна не з'яўляецца толькі прасторавай адзінкай. Гэта аб'ект, які скажае як тры вядомых нам вымярэння (даўжыню, шырыню і вышыню), так і часовую шкалу. Навукоўцы ўпэўненыя ў тым, што ў раёне гарызонту (так называецца вобласць, навакольнае дзірку) час прымае прасторавае значэнне і можа рухацца як наперад, так і назад.

Спазнаем таямніцы гравітацыі

Калі мы жадаем разабрацца ў тым, што ўнутры чорнай дзіркі, разгледзім дэталёва, што такое гравітацыя. Менавіта гэтая з'ява ключавое ў разуменні прыроды так званых «Кротава нор», з якіх не выбіраецца нават святло. Гравітацыяй называецца ўзаемадзеянне паміж усімі целамі, якія маюць матэрыяльную аснову. Сіла такога прыцягнення залежыць ад малекулярнай складу тэл, ад канцэнтрацыі атамаў, а таксама ад іх складу. Чым больш часціц сколлапсировано ў вызначаным участку прасторы, тым больш гравітацыйная сіла. Гэта непарыўна звязана з Тэорыяй Вялікага выбуху, калі наша Сусвет была памерам з гарошыну. Гэта было стан максімальнай сінгулярнасці, і ў выніку ўспышкі квантаў святла прастора стала пашырацца за кошт таго, што часціцы адштурхваліся адзін ад аднаго. З дакладнасцю да наадварот апісваецца навукоўцамі чорная дзірка. Што ўнутры такой штуковіны ў адпаведнасці з ТБЗ? Сінгулярнасць, якая роўная паказчыках, уласцівым нашай Сусвету ў момант зараджэння.

Як трапляе матэрыя ў «Кротава нару»?

Існуе меркаванне, што чалавек ніколі не зможа зразумець, што адбываецца ўнутры чорнай дзіркі. Бо, патрапіўшы туды, ён будзе літаральна раздушаны гравітацыяй і сілай цяжару. На самай справе гэта не зусім так. Так, сапраўды, чорная дзірка ўяўляе сабой вобласць сінгулярнасці, дзе ўсё сціснута да максімуму. Але гэта зусім не «касмічны пыласос», які здольны зацягнуць у сябе ўсе планеты і зоркі. Любы матэрыяльны аб'ект, які апынуўся на гарызонце падзей, будзе назіраць моцнае скажэнне прасторы і часу (пакуль што гэтыя адзінкі стаяць асобна). Эўклідавай сістэма геаметрыі пачне даваць збоі, іншымі словамі, паралельныя прамыя перасякуцца, абрысы стереометрических фігур перастануць быць звыклымі. Што тычыцца часу, то яно будзе паступова запавольвацца. Чым бліжэй вы будзеце набліжацца да дзіркі, тым павольней будуць ісці гадзіны адносна Зямнога часу, але вы гэтага не заўважыце. Пры трапленні ў «Кротава нару» цела будзе падаць з нулявой хуткасцю, але пры гэтым дадзеная адзінка будзе раўняцца бясконцасці. Гэта парадокс крывізны, які прыраўноўвае бясконцае да нуля, што канчаткова спыняе час у галіне сінгулярнасці.

Рэакцыя на выпраменьваны святло

Адзіным аб'ектам у космасе, які прыцягвае святло, з'яўляецца чорная дзірка. Што ўнутры яе знаходзіцца і ў якім яно там выглядзе - невядома, але мяркуюць, што гэта апраметная цемра, якую ўявіць сабе немагчыма. Светлавыя кванты, трапляючы туды, не проста знікаюць. Іх маса памнажаецца на масу сінгулярнасці, што робіць яе яшчэ больш і павялічвае яе гравітацыйныя сілы. Такім чынам, калі ўсярэдзіне «Кротава норы» вы уключыце ліхтарык, каб агледзецца, ён не будзе свяціцца. Выпраменьваныя кванты будуць пастаянна памнажацца на масу дзіркі, і вы, груба кажучы, толькі пагоршыла сваё становішча.

Чорныя дзіркі на кожным кроку

Як мы ўжо разабраліся, асновай адукацыі кропак незвароту з'яўляецца гравітацыя, велічыня якой там у мільёны разоў пераўзыходзіць зямную. Дакладнае ўяўленне пра тое, што такое чорная дзірка, падарыў свету Карл Шварцшильд, які, уласна, і адкрыў той самы гарызонт падзей і кропку незвароту, а таксама ўстанавіў, што нуль ў стане сінгулярнасці роўны бясконцасці. На яго думку, чорная дзірка можа ўтварыцца ў любым пункце прасторы. Пры гэтым пэўны матэрыяльны аб'ект, які мае сферычную форму, павінен дасягнуць гравітацыйнага радыусу. Напрыклад, маса нашай планеты павінна змясціцца ў аб'ёме аднаго гарошку, каб стаць чорнай дзіркай. А Сонца павінна мець дыяметр ў 5 кіламетраў пры сваёй масе - тады яго стан стане сінгулярнасці.

Гарызонт адукацыі новага свету

Законы фізікі і геаметрыі выдатна дзейнічаюць на зямлі і ў адкрытым космасе, дзе прастора набліжаецца да вакуум. Але яны цалкам губляюць сваю значнасць на гарызонце падзей. Менавіта таму з матэматычнага пункту гледжання немагчыма разлічыць, што ўнутры чорнай дзіркі. Малюнкі, якія можна прыдумаць, калі перакрыўляць прастору ў адпаведнасці з нашымі ўяўленнямі аб свеце, напэўна далёкія ад ісціны. Устаноўлена толькі, што час тут ператвараецца ў прасторавую адзінку і, хутчэй за ўсё, да існуючых вымярэннях дадаюцца яшчэ нейкія. Гэта дае магчымасць меркаваць, што ўнутры чорнай дзіркі (фота, як вядома, гэтага не пакажа, бо святло там з'ядае сам сябе) утвараюцца зусім іншыя светы. Гэтыя Сусветы могуць складацца з антырэчыва, якое цяпер незнаёма навукоўцам. Таксама існуюць версіі, што сфера незвароту - гэта толькі партал, які вядзе альбо ў іншы свет, альбо ў іншыя пункту нашай Сусвету.

Нараджэнне і смерць

Куды больш загадкавым з'явай, чым існаванне чорнай дзіркі, з'яўляецца яе зараджэнне або знікненне. Сфера, скажаюць прастору-час, як мы ўжо высветлілі, утвараецца ў выніку калапсу. Гэта можа быць выбух вялікай зоркі, сутыкненне двух і больш тэл ў космасе і гэтак далей. Але якім чынам матэрыя, якую тэарэтычна можна было б абмацаць, ператварылася ў вобласць скажэнні часу? Загадка знаходзіцца ў працэсе працы. Але за ёй варта другое пытанне - чаму такія сферы незвароту знікаюць? І калі чорныя дзіркі выпараюцца, то чаму з іх не выходзіць той свет і ўся касмічная матэрыя, якую яны ўцягнулі? Калі рэчыва ў зоне сінгулярнасці пачынае пашырацца, гравітацыя паступова зніжаецца. У выніку чорная дзірка проста раствараецца, і на яе месцы застаецца звычайнае вакуумнае касмічную прастору. З гэтага вынікае яшчэ адна загадка - куды падзелася ўсё тое, што ў яе трапіла?

Гравітацыя - наш ключ да шчасьлівай будучыні?

Даследнікі ўпэўненыя ў тым, што энергетычнае будучыню чалавецтва можа сфармаваць менавіта чорная дзірка. Што ўнутры гэтай сістэмы, пакуль што невядома, але атрымалася ўсталяваць, што на гарызонце падзей любая матэрыя трансфармуецца ў энергію, але, вядома ж, часткова. Да прыкладу, чалавек, апыняючыся каля кропкі незвароту, аддасць 10 адсоткаў сваёй матэрыі для яе перапрацоўкі ў энергію. Гэты паказчык проста каласальны, ён стаў сенсацыяй у астраномаў. Справа ў тым, што на Зямлі пры ядзерным сінтэзе матэрыя перапрацоўваецца ў энергію толькі на 0,7 працэнта.