→

Găurile negre sunt poate la fel de puțin studiate pe cât sunt obiecte populare în univers. Mulți scriitori de science-fiction folosesc imaginea unei găuri negre ca un uriaș „aspirator” în adâncurile universului, căutând să absoarbă tot ce se află în apropiere. Să încercăm să privim gaura neagră din punct de vedere științific.

Un pic de istorie...

Pentru prima dată, ideea unui astfel de obiect i-a venit în minte preotului englez John Michell încă din 1784. Ideea a fost că pentru un corp cu o rază de 280,3 raze solare și cu o densitate, a doua viteză spațială de pe suprafața sa ar fi egală cu viteza luminii. Astfel, lumina nu va putea părăsi acest corp și va fi invizibil. Cu toate acestea, găurile negre au început să fie serios discutate abia odată cu apariția teoriei privind Einstein la începutul secolului al XX-lea.

În acest articol, nu vom oferi formule matematice complexe, limitându-ne doar la formula pentru raza Schwarzschild:

unde G este constanta gravitațională și c este viteza luminii. O gaură neagră cu o masă egală cu masa Pământului ar avea o rază Schwarzschild de 9 milimetri (adică Pământul ar putea deveni o gaură neagră dacă cineva ar putea s-o micșoreze la această dimensiune). Pentru Soare, raza Schwarzschild este de aproximativ 3 kilometri.

Cele mai importante două caracteristici inerente găurilor negre sunt prezența unui orizont de evenimente și a unei singularități, care este separată de acest orizont de restul universului.

orizontul evenimentelor se află pe raza Schwarzschild, limitează spațiul din interiorul găurii negre. Informațiile despre orice eveniment care a avut loc dincolo de orizontul de evenimente în interiorul unei găuri negre nu pot traversa orizontul de evenimente.

Singularitate- aceasta este o regiune în interiorul unei găuri negre, în care soluțiile ecuațiilor gravitației nu au interpretări fizice clare. Cu alte cuvinte, oamenii de știință, bazându-se pe toată experiența lor acumulată, nu sunt încă capabili să dea un răspuns clar la întrebarea: ce se întâmplă într-o gaură neagră?

Cum cade într-o gaură neagră?

În ciuda acestui fapt, soluțiile ecuațiilor relativității speciale oferă un răspuns la o întrebare la fel de interesantă: cum are loc căderea într-o gaură neagră. Pentru un observator din interiorul unei nave spațiale care se îndreaptă către o gaură neagră, viteza acesteia în raport cu gaura neagră va crește până la viteza luminii.

Pentru un observator care este departe de gaura neagră din punctul său de observație, imaginea va fi complet diferită. Pe măsură ce nava spațială se apropie de gaura neagră, informațiile de la ea vor ajunge la punctul de observare cu o întârziere tot mai mare. Din punct de vedere al punctului de observare, viteza navei va scădea treptat pe măsură ce se apropie de orizontul evenimentelor. Pentru a depăși orizontul evenimentelor și a te ascunde de radar, conform ceasului postului de observare, va dura un timp infinit.

Să ne întoarcem la pilotul navei spațiale. Conform propriului ceas, va avea nevoie de un timp destul de scurt înainte de a traversa orizontul evenimentelor. Cu toate acestea, el în ansamblu nu este destinat să prindă acest eveniment. Faptul este că, pe măsură ce te apropii de gaura neagră, accelerația căderii libere va crește. De asemenea, își va crește eterogenitatea. Aproape de orizontul evenimentelor, poate atinge o asemenea magnitudine încât va putea nu numai să spargă nava, ci și să spargă moleculele în atomi.

Următorul videoclip arată ce va vedea pilotul unei nave spațiale când aceasta cade într-o gaură neagră.

Să explicăm termenul eterogenitateîn acest caz. Imaginează-ți că cădem picioarele într-o gaură neagră. Apoi, de exemplu, o accelerație de 100 de metri pe secundă pătrată va acționa asupra picioarelor și doar 50 de metri pe cap - senzațiile nu vor fi foarte plăcute. Pe Pământ există și o astfel de eterogenitate, dar este atât de mică încât nimeni nu o simte. Diferența în accelerațiile de cădere liberă pentru picioare și pentru cap, în mod similar cu exemplul de mai sus, pe Pământ este mai mică de 1 milione de metru pe secundă.

Există o considerație teoretică a diverselor tipuri de găuri negre, infectat și neinfectat, rotativ și neinfectat. Cu toate acestea, până în prezent, acest obiect rămâne experimental aproape neexplorat. În cursul observațiilor astronomice din a doua jumătate a secolului XX, astronomii au descoperit destul de multe obiecte care, într-o măsură sau alta, se manifestă ca găuri negre. Astfel de obiecte, de exemplu, sunt unele și nucleele unora

Metode de formare a găurilor negre

Conform conceptelor moderne, acolo patru moduri de a forma o gaură neagră:

• Colapsul gravitațional o stea suficient de masivă în stadiul final al evoluției sale.
• Prăbușirea părții centrale a galaxiei. De exemplu, în centrul galaxiei noastre există o gaură neagră Săgetător A* cu o masă de 3,7 mase solare. Această metodă este similară cu cea anterioară, cu singura diferență că nu se formează o stea, așa cum este de obicei cazul compresiei gravitaționale a gazului interstelar. Masa de gaz este atât de mare încât compresia are loc imediat înainte de formarea unei găuri negre.
• Formarea găurilor negre în acest moment, ca urmare a fluctuațiilor câmpului gravitațional sau materiei.
• Apariția găurilor negre în reacţiile nucleare la energii mari – găuri negre cuantice.

Găurile negre sunt un obiect atât de complex și misterios, încât oamenii de știință își vor zgudui creierul încă mulți ani încercând să-i înțeleagă natura.

Știința

Ce ascund găurile negre? Le poți vedea? Pot fi ele intrarea în alte dimensiuni și lumi? Și ce se poate întâmpla dacă cazi într-o gaură neagră? Vom putea vreodată să le descoperim toate secretele?

Putem doar ghici despre multe lucruri, dar sunt lucruri care sunt deja cunoscute. Vă invităm să aflați mai multe despre misterioase găuri negre care iti va sufla mintea.

1) Formarea găurilor negre

O gaură neagră se naște atunci când o stea mare începe să rămână fără combustibil și începe să se prăbușească din cauza propriei gravitații.

O astfel de stea se transformă într-o pitică albă sau o stea neutronă, dar dacă steaua este foarte masivă, poate continua să se micșoreze și, în cele din urmă, să atingă dimensiunea unui atom minuscul, care se numește centrul unei găuri negre.

2) Masa găurii negre

Masa acestei stele comprimate este atât de mare, iar gravitația centrului său este atât de puternică încât, conform teoriei relativității generale a lui Einstein, poate deforma de fapt spațiul-timp din jurul ei și nici măcar lumina nu poate scăpa din ea.

Se numește granița dincolo de care lumina nu poate scăpa orizontul evenimentelor, iar distanța de la centru până la orizontul evenimentelor este raza gravitațională sau raza Schwarzschild.

3) Teoria găurilor negre

Odată ce particulele și razele soarelui traversează orizontul evenimentelor, ele se îndreaptă spre centru, pentru a nu mai fi văzute niciodată.

4) Cele mai ciudate obiecte din univers

Pentru un observator din exterior cu un telescop, se pare că un obiect care trece prin orizontul evenimentelor începe să încetinească și să înghețe și că nu a trecut deloc prin această limită. În timp, lumina devine mai roșie și mai slabă, iar lungimea de undă este mai mare, în cele din urmă dispărând din vedere, devenind radiații infraroșii și apoi unde radio.

5) Cădeți într-o gaură neagră

Dacă o persoană s-ar putea afla într-o gaură neagră, fiind conștientă și capabilă să se întoarcă de acolo, ar spune că la început a experimentat un sentiment de imponderabilitate, ca și cum ar fi în cădere liberă, dar apoi ar simți forțe de atracție foarte puternice. , ar fi târât mai aproape de centrul unei găuri negre.

Cu cât este mai aproape de centru, cu atât gravitația este mai puternică, prin urmare, dacă picioarele lui ar fi mai aproape de centru decât capul, ar începe să fie foarte întins și în cele din urmă ar fi rupt.

În timpul căderii, ar vedea o imagine distorsionată, de parcă lumina l-ar fi învăluit și ar vedea, de asemenea, lumina din afara găurii negre îndreptându-se spre interior.

6) Forța gravitațională a găurilor negre

Este important să înțelegeți asta câmpul gravitațional al unei găuri negre este exact același cu cel al altor obiecte din spațiu care au aceeași masă. Cu alte cuvinte, găurile negre atrag obiectele spre ele însele în același mod ca stelele obișnuite, adică toate obiectele care se află în apropierea orizontului de evenimente cad în ele.

7) Găuri de vierme

În teorie, gaura de vierme este un tunel în spațiu-timp, care vă permite să mergeți la o distanță scurtă de la un capăt la altul al universului. Cu toate acestea, aceste obiecte se pot dovedi a fi foarte asemănătoare cu găurile negre din exterior.

8) Cine a descoperit găurile negre în Univers?

John Michell(1783) și Pierre-Simon Laplace(1796) a propus pentru prima dată conceptul „stele întunecate” sau obiecte care, atunci când sunt comprimate, au o forță de atracție atât de puternică încât viteza de evacuare în apropierea lor va depăși viteza luminii.

Termen ulterior „stea înghețată” a ajuns să fie folosit pentru a descrie ultima fază a colapsului gravitațional al unei stele, când lumina nu poate scăpa de suprafața sa, astfel încât steaua pare înghețată în timp pentru observator.

În secolul al XX-lea fizicianul John Wheeler a propus denumirea acestor obiecte "găuri negre", deoarece au absorbit toate particulele de lumină care se aflau în apropiere, astfel încât nu au putut reflecta nimic.

Drepturi de autor pentru imagine Thinkstock

Poate credeți că o persoană care a căzut într-o gaură neagră așteaptă moartea instantanee. În realitate, soarta lui se poate dovedi a fi mult mai surprinzătoare, spune corespondentul.

Ce se va întâmpla cu tine dacă cazi într-o gaură neagră? Poate crezi că vei fi zdrobit – sau, dimpotrivă, rupt în bucăți? Dar, în realitate, totul este mult mai ciudat.

În momentul în care cazi în gaura neagră, realitatea se va împărți în două. Într-o realitate, vei fi incinerat instantaneu, în cealaltă, te vei scufunda adânc în gaura neagră viu și nevătămat.

În interiorul unei găuri negre, legile fizicii cunoscute nouă nu se aplică. Potrivit lui Albert Einstein, gravitația îndoaie spațiul. Astfel, în prezența unui obiect de densitate suficientă, continuumul spațiu-timp din jurul acestuia poate fi deformat atât de mult încât se formează o gaură în realitatea însăși.

O stea masivă care și-a consumat tot combustibilul se poate transforma exact în tipul de materie superdensă care este necesar pentru apariția unei astfel de secțiuni curbate a universului. O stea care se prăbușește sub propria greutate târăște de-a lungul continuumului spațiu-timp în jurul ei. Câmpul gravitațional devine atât de puternic încât nici măcar lumina nu mai poate scăpa din el. Drept urmare, zona în care a fost localizată anterior steaua devine absolut neagră - aceasta este gaura neagră.

Drepturi de autor pentru imagine Thinkstock Legendă imagine Nimeni nu știe cu adevărat ce se întâmplă în interiorul unei găuri negre.

Suprafața exterioară a unei găuri negre se numește orizont de evenimente. Aceasta este o graniță sferică la care se atinge un echilibru între puterea câmpului gravitațional și eforturile luminii care încearcă să scape din gaura neagră. Dacă traversezi orizontul evenimentelor, va fi imposibil să scapi.

Orizontul evenimentelor radiază energie. Datorită efectelor cuantice, fluxurile de particule fierbinți iradiază în Univers pe acesta iau naștere. Acest fenomen se numește radiație Hawking - în onoarea fizicianului teoretician britanic Stephen Hawking care l-a descris. În ciuda faptului că materia nu poate scăpa de orizontul evenimentelor, gaura neagră, totuși, „se evaporă” - în timp, își va pierde în cele din urmă masa și va dispărea.

Pe măsură ce ne îndreptăm mai adânc în gaura neagră, spațiu-timp continuă să se curbeze și devine infinit curbat în centru. Acest punct este cunoscut sub numele de singularitate gravitațională. Spațiul și timpul încetează să mai aibă vreun sens în el și toate legile fizicii cunoscute de noi, pentru a căror descriere sunt necesare aceste două concepte, nu se mai aplică.

Nimeni nu știe ce anume așteaptă o persoană care a căzut în centrul unei găuri negre. Alt univers? Uitare? Peretele din spate al unei biblioteci, ca în filmul american SF „Interstellar”? Este un mister.

Să argumentăm - folosind exemplul tău - ce se întâmplă dacă cazi accidental într-o gaură neagră. În acest experiment, vei fi însoțit de un observator extern - să-i spunem Anna. Așa că Anna, la o distanță sigură, urmărește îngrozită când te apropii de marginea găurii negre. Din punctul ei de vedere, evenimentele se vor dezvolta într-un mod foarte ciudat.

Pe măsură ce te apropii de orizontul evenimentului, Anna te va vedea întinsă în lungime și îngustă în lățime, de parcă s-ar uita la tine printr-o lupă uriașă. În plus, cu cât zbori mai aproape de orizontul evenimentului, cu atât Anna va simți mai mult că viteza îți scade.

Drepturi de autor pentru imagine Thinkstock Legendă imagine În centrul unei găuri negre, spațiul este curbat infinit.

Nu vei putea țipa la Anna (deoarece nu se transmite niciun sunet în vid), dar poți încerca să-i semnalezi în cod Morse folosind lanterna iPhone-ului tău. Cu toate acestea, semnalele dvs. vor ajunge la el la intervale din ce în ce mai mari, iar frecvența luminii emise de lanternă se va deplasa către partea roșie (lungime de undă lungă) a spectrului. Iată cum va arăta: „Comandă, în ordine, în ordine, în ordine...”.

Când ajungi la orizontul evenimentelor, din punctul de vedere al Annei, vei îngheța pe loc, de parcă cineva ar fi întrerupt redarea. Vei rămâne nemișcat, întins pe suprafața orizontului evenimentelor și o căldură din ce în ce mai mare va începe să te stăpânească.

Din punctul de vedere al Annei, vei fi ucis încet de întinderea spațiului, oprirea timpului și căldura radiațiilor lui Hawking. Înainte să traversați orizontul evenimentelor și să vă adânciți în adâncurile găurii negre, veți rămâne cu cenușă.

Dar nu vă grăbiți să comandați o slujbă de pomenire - să uităm o vreme de Anna și să privim această scenă îngrozitoare din punctul dumneavoastră de vedere. Și din punctul tău de vedere se va întâmpla ceva și mai ciudat, adică absolut nimic special.

Zburați direct către unul dintre cele mai sinistre puncte din univers fără a experimenta nici cea mai mică tremurare - ca să nu mai vorbim de întinderea spațiului, dilatarea timpului sau căldura radiațiilor. Acest lucru se datorează faptului că ești în cădere liberă și, prin urmare, nu simți propria ta greutate - aceasta este ceea ce Einstein a numit „cea mai bună idee” a vieții sale.

Într-adevăr, orizontul evenimentelor nu este un zid de cărămidă în spațiu, ci un fenomen condiționat de punctul de vedere al observatorului. Un observator care rămâne în afara găurii negre nu poate vedea în interior prin orizontul evenimentelor, dar aceasta este problema lui, nu a ta. Din punctul tău de vedere, nu există orizont.

Dacă dimensiunile găurii noastre negre ar fi mai mici, te-ai confrunta cu adevărat cu o problemă - gravitația ar acționa neuniform asupra corpului tău și ai fi atras de paste. Dar, din fericire pentru tine, această gaură neagră este mare - de milioane de ori mai masivă decât Soarele, așa că forța gravitațională este suficient de slabă pentru a fi neglijabilă.

Drepturi de autor pentru imagine Thinkstock Legendă imagine Nu te poți întoarce și ieși dintr-o gaură neagră, așa cum niciunul dintre noi nu poate călători înapoi în timp.

Într-o gaură neagră suficient de mare, puteți chiar să vă trăiți restul vieții în mod normal până când veți muri într-o singularitate gravitațională.

Vă puteți întreba, cât de normală poate fi viața unei persoane, împotriva voinței sale, fiind atrasă într-o gaură în continuum-ul spațiu-timp fără nicio șansă de a ieși vreodată?

Dar dacă te gândești bine, cu toții cunoaștem acest sentiment - doar în raport cu timpul, și nu cu spațiul. Timpul merge doar înainte și niciodată înapoi și ne trage cu adevărat împotriva voinței noastre, ne lăsând nicio șansă să ne întoarcem în trecut.

Aceasta nu este doar o analogie. Găurile negre îndoaie continuumul spațiu-timp într-o asemenea măsură încât în ​​interiorul orizontului evenimentelor, timpul și spațiul sunt inversate. Într-un fel, nu spațiul te trage la singularitate, ci timpul. Nu te poți întoarce și ieși dintr-o gaură neagră, așa cum niciunul dintre noi nu poate călători în trecut.

Poate că acum vă întrebați ce este în neregulă cu Anna. Zbori în spațiul gol al unei găuri negre și ești în regulă, iar ea îți plânge moartea, susținând că ai fost incinerat de radiația Hawking din exteriorul orizontului evenimentelor. Are halucinații?

De fapt, afirmația Annei este perfect adevărată. Din punctul ei de vedere, ești într-adevăr prajit pe orizontul evenimentului. Și nu este o iluzie. Anna poate chiar să îți colecteze cenușa și să le trimită familiei tale.

Drepturi de autor pentru imagine Thinkstock Legendă imagine Orizontul evenimentelor nu este un zid de cărămidă, este permeabil

Cert este că, conform legilor fizicii cuantice, din punctul de vedere al Annei, nu poți traversa orizontul evenimentelor și trebuie să rămâi în exteriorul găurii negre, deoarece informațiile nu se pierd niciodată iremediabil. Fiecare informație care este responsabilă pentru existența ta trebuie să rămână pe suprafața exterioară a orizontului evenimentelor - altfel, din punctul de vedere al Annei, legile fizicii vor fi încălcate.

Pe de altă parte, legile fizicii impun, de asemenea, să zbori prin orizontul evenimentelor viu și nevătămat, fără a întâlni particule fierbinți sau alte fenomene neobișnuite pe drumul tău. În caz contrar, teoria generală a relativității va fi încălcată.

Deci, legile fizicii vor să fii atât în ​​afara găurii negre (ca un morman de cenușă), cât și în interiorul ei (în siguranță și în siguranță) în același timp. Și încă un punct important: conform principiilor generale ale mecanicii cuantice, informațiile nu pot fi clonate. Trebuie să fii în două locuri în același timp, dar doar într-un singur caz.

Fizicienii numesc un astfel de fenomen paradoxal termenul de „dispariție a informațiilor într-o gaură neagră”. Din fericire, în anii 1990 oamenii de știință au reușit să rezolve acest paradox.

Fizicianul american Leonard Susskind și-a dat seama că într-adevăr nu există paradox, deoarece nimeni nu vă va vedea clonarea. Anna va urmări unul dintre exemplarele tale, iar tu îl vei urmări pe celălalt. Tu și Anna nu vă veți mai întâlni niciodată și nu veți putea compara observațiile. Și nu există un al treilea observator care să te poată urmări atât din exterior, cât și din interiorul găurii negre în același timp. Astfel, legile fizicii nu sunt încălcate.

Dacă nu vrei să știi care dintre cazurile tale este reală și care nu. Ești cu adevărat viu sau mort?

Drepturi de autor pentru imagine Thinkstock Legendă imagine Persoana va zbura nevătămată prin orizontul evenimentelor sau se va prăbuși într-un zid de foc?

Chestia este că nu există „realitate”. Realitatea depinde de observator. Există „cu adevărat” din punctul de vedere al Annei și „cu adevărat” din punctul tău de vedere. Asta e tot.

Aproape tot. În vara lui 2012, fizicienii Ahmed Almheiri, Donald Marolph, Joe Polchinski și James Sully, cunoscuți colectiv sub numele de familie AMPS, au propus un experiment de gândire care amenința să ne schimbe înțelegerea găurilor negre.

Potrivit oamenilor de știință, rezolvarea contradicției propuse de Süsskind se bazează pe faptul că dezacordul în evaluarea a ceea ce se întâmplă între tine și Anna este mediat de orizontul evenimentelor. Nu contează dacă Anna a văzut într-adevăr unul dintre cele două exemplare ale tale murind în focul radiației Hawking, pentru că orizontul evenimentelor a împiedicat-o să vadă cel de-al doilea specimen zburând adânc în gaura neagră.

Dar dacă Anna ar avea o modalitate de a afla ce se întâmplă de cealaltă parte a orizontului evenimentelor fără să-l traverseze?

Relativitatea generală ne spune că acest lucru este imposibil, dar mecanica cuantică estompează puțin regulile dure. Anna ar fi putut privi dincolo de orizontul evenimentelor cu ceea ce Einstein a numit „acțiune înfricoșătoare pe distanță lungă”.

Vorbim despre intanglement cuantic - un fenomen în care stările cuantice a două sau mai multe particule separate de spațiu, devin în mod misterios interdependente. Aceste particule formează acum un întreg unic și indivizibil, iar informațiile necesare pentru a descrie acest întreg sunt conținute nu în aceasta sau acea particulă, ci în relația dintre ele.

Ideea prezentată de AMPS este următoarea. Să presupunem că Anna preia o particulă în apropierea orizontului de evenimente - să o numim particulă A.

Dacă versiunea ei a ceea ce ți sa întâmplat este adevărată, adică ai fost ucis de radiația Hawking în exteriorul găurii negre, atunci particula A trebuie să fie interconectată cu o altă particulă, B, care trebuie să fie și în exteriorul evenimentului. orizont.

Drepturi de autor pentru imagine Thinkstock Legendă imagine Găurile negre pot atrage materia din stelele din apropiere

Dacă viziunea ta asupra evenimentelor corespunde realității și ești viu și bine în interior, atunci particula A trebuie să fie interconectată cu particula C, situată undeva în interiorul găurii negre.

Frumusețea acestei teorii este că fiecare dintre particule poate fi interconectată doar cu o altă particulă. Aceasta înseamnă că particula A este conectată fie la particula B, fie la particula C, dar nu la ambele în același timp.

Așa că Anna își ia particula A și o rulează prin mașina de decodificare a încurcăturii pe care o are, ceea ce dă răspunsul dacă această particulă este asociată cu particula B sau cu particula C.

Dacă răspunsul este C, punctul tău de vedere a prevalat, încălcând legile mecanicii cuantice. Dacă particula A este conectată la particula C, care se află în adâncurile unei găuri negre, atunci informațiile care descriu interdependența lor sunt pierdute pentru totdeauna pentru Anna, ceea ce contrazice legea cuantică, conform căreia informațiile nu se pierd niciodată.

Dacă răspunsul este B, atunci, contrar principiilor relativității generale, Anna are dreptate. Dacă particula A este legată de particula B, ai fost cu adevărat incinerat de radiația Hawking. În loc să zbori prin orizontul evenimentelor, așa cum o cere relativitatea, te-ai izbit de un zid de foc.

Așa că ne întoarcem la întrebarea cu care am început - ce se întâmplă cu o persoană care intră într-o gaură neagră? Va zbura prin orizontul evenimentului nevătămat datorită unei realități care este surprinzător de dependentă de observator sau se va prăbuși într-un zid de foc ( negrugăurifirewall, a nu fi confundat cu termenul de computerfirewall, „firewall”, software care vă protejează computerul dintr-o rețea împotriva intruziunilor neautorizate - Ed.)?

Nimeni nu știe răspunsul la această întrebare, una dintre cele mai controversate probleme din fizica teoretică.

De peste 100 de ani, oamenii de știință încearcă să împace principiile relativității generale și ale fizicii cuantice, în speranța că în cele din urmă unul sau altul va prevala. Rezolvarea paradoxului „zidului de foc” ar trebui să răspundă la întrebarea care dintre principii a prevalat și să-i ajute pe fizicieni să creeze o teorie cuprinzătoare.

Drepturi de autor pentru imagine Thinkstock Legendă imagine Sau poate data viitoare să o trimită pe Anna într-o gaură neagră?

Soluția la paradoxul dispariției informațiilor poate sta în mașina de descifrare a Annei. Este extrem de dificil de determinat cu ce altă particule A este interconectată. Fizicienii Daniel Harlow de la Universitatea Princeton din New Jersey și Patrick Hayden, acum de la Universitatea Stanford din California, California, s-au întrebat cât timp va dura.

În 2013, ei au calculat că, chiar și cu cel mai rapid computer posibil conform legile fizicii, Anna i-ar lua un timp extrem de lung pentru a descifra relația dintre particule - atât de mult încât până când va primi răspunsul, gaura neagră se va evapora. acum mult timp.

Dacă da, este probabil ca Anna pur și simplu să nu știe vreodată al cui punct de vedere este adevărat. În acest caz, ambele povești vor rămâne adevărate în același timp, realitatea va depinde de observator și niciuna dintre legile fizicii nu va fi încălcată.

În plus, legătura dintre calcule extrem de complexe (de care observatorul nostru, aparent, nu este capabil) și continuumul spațiu-timp îi poate determina pe fizicieni la câteva reflecții teoretice noi.

Astfel, găurile negre nu sunt doar obiecte periculoase pe drumul expedițiilor interstelare, ci și laboratoare teoretice în care cele mai mici variații ale legilor fizice cresc până la o dimensiune atât de mare încât nu mai pot fi neglijate.

Dacă adevărata natură a realității se află undeva, cel mai bun loc pentru a o căuta este în găurile negre. Dar, deși nu avem o înțelegere clară a cât de sigur este orizontul evenimentelor pentru oameni, este mai sigur să urmărim căutările din exterior. În cazuri extreme, o poți trimite pe Anna în gaura neagră data viitoare - acum este rândul ei.

Interpretarea artistică a modului în care o stea traversează orizontul de evenimente al unei găuri negre supermasive centrale

O gaură neagră se caracterizează printr-o gravitație incredibil de puternică, nici măcar nu emite lumină. Orizontul evenimentelor este concentrat în jurul lui. Este suficient să treci această „linie” și ești condamnat. Toată lumea știe despre acest lucru, dar existența unor astfel de „linii” nu a fost dovedită.

Așa că oamenii de știință au decis să efectueze un experiment. Se crede că găurile negre supermasive se află în centrele tuturor galaxiilor mari. Dar există o părere că există și un alt obiect. Acesta este un ceva supermasiv neobișnuit care a reușit să evite colapsul și singularitatea. Are, de asemenea, un orizont de evenimente în jurul său.

Dacă singularitatea nu are suprafață, atunci obiectul are una solidă. Prin urmare, steaua nu va cădea în gaura neagră, ci se va sparge la suprafață.

Este o sferă uriașă masivă în centrul galactic. Vedem o stea prăbușindu-se pe o suprafață solidă și împrăștiind resturi

Pentru a dezvălui autenticitatea teoriei, oamenii de știință au venit cu un nou test. Ideea este de a defini ce este o suprafață solidă. Ar ajuta la rezolvarea problemei cu orizontul evenimentului.

În primul rând, ei și-au dat seama că atunci când un obiect lovește o suprafață solidă, gazul stelar îl va învălui și va străluci luni sau ani. Telescopul ar trebui să-l ridice. Când oamenii de știință și-au dat seama ce trebuia găsit, și-au confirmat argumentele.

Ei au estimat viteza cu care stelele cad în găurile negre. Pentru aceasta, au fost luate în considerare doar cele mai masive, a căror masă a depășit masa solară de 100 de milioane de ori. S-a dovedit că există aproximativ un milion de astfel de obiecte la o distanță de câteva miliarde de ani de noi.

Apoi a trebuit să mă uit prin datele de arhivă ale telescopului Pan-STARRS de 1,8 metri, care explora emisfera nordică de 3,5 ani pentru o „strălucire temporară”. Dacă ipoteza este corectă, luând în considerare toate datele, telescopul ar fi trebuit să identifice 9-10 astfel de evenimente.

Și... nu a găsit nimic.

Se pare că toate găurile negre trebuie să aibă un orizont de evenimente. Deci Einstein a avut din nou dreptate. Acum, echipa încearcă să îmbunătățească testul și să-l testeze pe Telescopul Large Survey de 8,4 metri (Large Synoptic Survey Telescope), care este mai sensibil.

Citește: 0

Paradoxul informațional al găurilor negre ia nedumerit pe oamenii de știință de zeci de ani. Acest mister a stârnit nenumărate dezbateri despre ceea ce se întâmplă de fapt odată ce cazi într-o gaură neagră. Pentru a face acest paradox mai ușor de înțeles, să ne uităm la exemplul unei Lucy ipotetice. Zburați cu Lucy într-o gaură neagră, iar în ultima secundă ea decide să nu ajungă acolo. Au decis să rămână pe margine și să urmărească ce se întâmplă cu tine. Lucy vede că, pe măsură ce te apropii de gaura neagră, corpul tău începe să se întindă încet și în cele din urmă se împarte în atomi. Ea crede că ești mort și mulțumește soartei că nu te-a ascultat și nu te urmărește.

Dar asteapta. La urma urmei, nu așa se termină povestea. De fapt, rămâi în viață și continui să te scufunzi din ce în ce mai adânc în infinitul găurii negre. Ceea ce vi se întâmplă în continuare nu este scopul întrebării noastre. Cel mai interesant lucru este că vei supraviețui chiar dacă Lucy te-a văzut murind.

Cum este posibil acest lucru? Acesta este un exemplu de paradox al informației găurii negre. Nu este o iluzie și Lucy nu și-a pierdut mințile. Acesta este ceea ce este cu adevărat posibil. Cel putin in teorie. O gaură neagră este un loc în care legile fizicii cunoscute de noi nu se aplică. Conform uneia dintre ipoteze, atunci când intri în gaura neagră, realitatea pentru tine și Lucy va fi împărțită în două părți.

spaghetificare

Potrivit unei alte ipoteze, de îndată ce treceți granița orizontului de evenimente al unei găuri negre, veți începe să experimentați o întindere puternică sub influența gravitației. Când cade în centrul unei găuri negre, forțele vor acționa asupra corpului tău, care în cele din urmă te vor rupe în bucăți mici (mai degrabă, chiar și particule).

Mai mult, dacă cazi într-o gaură neagră cu capul întâi, acesta va fi atât de departe de corp încât vei începe să arăți ca spaghetele. Concluzia este diferența de accelerație la cădere din cauza gravitației, care vă va afecta capul și picioarele. Această diferență este atât de mare încât te vei întinde ca spaghetele sau tăițeii. Din această cauză a apărut chiar și termenul de spaghetificare.

Distorsiunea luminii, spatiului si timpului

Primul lucru pe care cineva îl observă înainte de a atinge orizontul de evenimente al unei găuri negre este cât de diferit devin lumina, spațiul și timpul. De îndată ce intri înăuntru, legile cunoscute ale fizicii vor înceta să mai existe pentru tine și vor intra în vigoare forțe complet diferite.

Nivelul infinit de gravitație produs de singularitatea din centrul unei găuri negre poate deforma spațiul, inversa timpul și poate schimba lumina dincolo de recunoaștere. Din această cauză, percepția ta despre ceea ce se întâmplă acum va fi complet diferită de ceea ce se întâmpla înainte de a intra în orizontul evenimentului. Desigur, asta va dura exact până în momentul în care ești complet absorbit de întunericul nesfârșit și nu vei mai putea percepe absolut nimic.

Calatorie in timp

Cei mai mari fizicieni, precum Einstein și Hawking, au teoretizat la un moment dat că călătoria în viitor ar fi posibilă prin exploatarea legile interne ale găurilor negre. După cum am menționat mai devreme, legile obișnuite ale fizicii în interiorul unei găuri negre încetează să funcționeze, iar cele complet diferite preiau rolul principal. Unul dintre lucrurile care fac găurile negre diferite de lumea noastră este felul în care trece timpul în ele.

Gravitația din interiorul unei găuri negre este atât de puternică încât poate îndoi nu numai spațiul, ci și timpul. Având în vedere acest lucru, se poate presupune că urzeala timpului deschide posibilitatea de a călători în el. Dacă putem învăța să exploatăm o astfel de diferență izbitoare între spațiul din interiorul și din afara orizontului evenimentelor, atunci, foarte posibil, din cauza dilatării gravitaționale a timpului, putem călători în viitor, unde tu vei rămâne încă tânăr, în timp ce prietenii tăi vor deja îmbătrâni.

Desigur, nu trebuie să uităm că nu am venit încă cu o modalitate de a călători prin găurile negre, nici măcar nu știm cum să ajungem la ele și, mai important, să supraviețuim tuturor acestor lucruri.

Nu ți se va întâmpla nimic

Dacă într-o zi avem de ales prin ce gaură neagră să călătorim, atunci cel mai probabil ar trebui să alegem o gaură neagră supermasivă sau o gaură neagră Kerr.

Dacă putem ajunge vreodată la gaura neagră din centrul galaxiei noastre, care se află la aproximativ 25.000 de ani-lumină distanță și de aproximativ 4,3 milioane de ori mai masivă decât Soarele nostru, atunci am putea face acest lucru într-un mod complet sigur pentru sănătate.trece prin ea. Conceptul acestei idei este că forțele gravitaționale ale găurii, care afectează pe oricine dorește să cadă în ea, vor fi destul de nesemnificative datorită faptului că orizontul evenimentelor este situat mult mai departe de centrul găurii negre. În acest fel, poți să rămâi în viață în interiorul orizontului de evenimente și să mori doar de foame și deshidratare și, eventual, din faptul că în sfârșit cazi în singularitate. Aici poți paria pe ce se va întâmpla mai întâi, pentru că nu există încă un răspuns mai precis.

Mai mult, teoretic este posibil să rămâi în viață și să-ți trăiești restul vieții în interiorul unei găuri negre Kerr, care este un tip complet unic de găuri negre, a cărui teorie a fost propusă pentru prima dată în 1963 de matematicianul și astrofizicianul neozeelandez Roy Kerr. . Apoi el a sugerat că, dacă se formează găuri negre din stele binare de neutroni pe moarte, atunci va fi posibil să pătrundem complet nevătămată într-o astfel de gaură neagră, deoarece forța centrifugă va împiedica apariția unei singularități în centrul ei. Absența unei singularități în centrul unei găuri negre ar însemna, la rândul său, că nu ar trebui să vă temeți de forțele gravitaționale infinite și că ați putea supraviețui.

Potrivit lui Einstein, până la sfârșit nu vei înțelege ce se întâmplă

Einstein a sugerat că dacă atingeți un anumit nivel de cădere liberă, atunci puteți anula efectul (sau chiar percepția) forțelor gravitaționale. Aceasta înseamnă că, dacă o persoană în cădere liberă încetează să-și simtă propria greutate, orice lucru care este aruncat într-o gaură neagră cu el nu va părea să cadă. Mai degrabă, se va părea că ea se va înălța.

Einstein a dezvoltat această idee și a derivat din ea teoria generală a relativității de renume mondial, poate cea mai de succes idee a sa. Și poate că acesta va fi cel mai fericit gând pentru tine dacă cazi într-o gaură neagră. Chiar dacă cazi în Dumnezeu știe ce, tot nu vei putea înțelege că cazi până când vei cădea într-o singularitate. Totuși, dacă în acest moment cineva te poate urmări din lateral, atunci cu siguranță va vedea că cade. Toate acestea au de-a face cu percepția. Orice te înconjoară va cădea relativ la tine (și ca urmare nu vei putea înțelege că cazi), în timp ce pentru toți cei care te vor urma, nu va fi așa.

gaura alba

Se știe că găurile negre absorb în cele din urmă absolut tot ceea ce cade în orizontul lor de evenimente. Nici măcar lumina nu poate scăpa de o soartă tragică. Ceea ce este mai puțin cunoscut este ceea ce se întâmplă cu toate aceste particule condamnate în continuare. Potrivit unei teorii, tot ceea ce intră într-o gaură neagră de la un capăt iese de la celălalt capăt. Și acest al doilea capăt este așa-numita gaură albă.

Desigur, nimeni nu a văzut încă găuri albe (și negre, la fel, sincer. Știm despre existența lor doar datorită influenței lor gravitaționale puternice), așa că nimeni nu poate spune cu certitudine dacă sunt de fapt albe. Cu toate acestea, motivul pentru care sunt numite așa este pentru că găurile albe sunt exact opusul a ceea ce sunt găurile negre. În loc să absoarbă tot ce le înconjoară, ei, dimpotrivă, scuipă tot ce este în interiorul lor. Și ca și în cazul unei găuri negre, din care nu poți scăpa dacă intri în orizontul ei de evenimente, așa este și cu o gaură albă. Doar invers: nu vei putea intra în ea.

Pe scurt: o gaură albă scuipă tot ceea ce a fost consumat de o gaură neagră într-un univers alternativ. Această teorie i-a determinat, într-o oarecare măsură, pe fizicieni să ia în considerare posibilitatea ca găurile albe să fie baza pentru crearea universului nostru așa cum îl cunoaștem. Și dacă vei cădea vreodată într-o gaură neagră și vei supraviețui cumva și poți ieși din cealaltă parte printr-o gaură albă într-un univers alternativ, atunci nu te vei mai putea întoarce niciodată în universul nostru.

Veți urmări istoria dezvoltării universului

După cum am menționat mai devreme, există o posibilitate de găuri negre fără o singularitate în centrul lor. În schimb, va exista o așa-numită gaură de vierme în centru. Dacă găsim o modalitate de a călători prin gaura de vierme, cel mai probabil vom asista la o istorie a evoluției universului care poate fi observată până la orice se află la celălalt capăt al găurii de vierme. Va arăta ca cineva care joacă un videoclip cu istoria universului într-o derulare rapidă infinită.

Din păcate, această poveste va avea în continuare un final prost. Cu cât imaginea se mișcă mai repede, cu atât te vei apropia mai repede de moartea ta. Lumina va deveni din ce în ce mai mutată în albastru și va fi încărcată până când veți fi complet prăjite de radiația ei.

Călătorie într-un univers paralel

Dacă într-o zi cazi într-o gaură neagră, fie conștient, fie accidental, primul lucru de făcut este să încerci să te uiți în jur. Poate poți găsi o cale de ieșire pe aici, cine știe. Chiar dacă se dovedește că nu va funcționa să te întorci în Universul de unde ai venit, atunci s-ar putea să ajungi într-un Univers paralel să nu fie un final atât de rău al călătoriei tale.

Fizicienii teoretizează că, odată ce ajungi la singularitatea unei găuri negre, aceasta poate servi ca un fel de punte pentru tine între aceasta și o realitate alternativă, sau așa-numitul „univers paralel”. Ceea ce se întâmplă în acest nou univers rămâne un mister și un câmp pentru imaginația noastră. Unele teorii sugerează chiar că există un număr infinit de universuri alternative, fiecare conținând un număr egal de „you” complet diferite.

Te-ai gândit vreodată la alegerile pe care le-ai făcut în viața ta? Ce s-ar întâmpla dacă nu ai obține această slujbă, dar acea slujbă, ai întâlni acea fată sau tip, în loc să stai la computer în fiecare zi? Ai fi devenit mai bogat sau mai sărac dacă nu ai fi făcut sau făcut ceea ce ți s-a cerut cândva să faci? Deci, într-un univers alternativ, vei avea șansa să afli.

Vei deveni parte a universului

Hawking a sugerat odată că anumite particule care intră într-o gaură neagră sunt supuse unui fel de proces de filtrare în unele încărcate pozitiv și negative. Aceste particule sunt absorbite foarte lent de gaura neagră. Odată cu scufundarea în el, particulele încărcate negativ își pierd masa. Particulele încărcate pozitiv au suficientă energie pentru a rămâne în afara găurii negre ca radiație.

Potrivit lui Hawking, găurile negre își pierd încet, dar sigur masa și se încălzesc. În cele din urmă, explodează și își împrăștie conținutul, numit radiație Hawking, înapoi în univers. Acest lucru, cel puțin în teorie, înseamnă că poți deveni parte a universului, ca un Phoenix renăscut din cenușa atomică.

Bonus: Pur și simplu... vei muri

Uneori ne place foarte mult să ignorăm cele mai evidente și teribile consecințe ale unui eveniment, fiind orbiți de probabilitatea unor coincidențe mai vesele.

Oricât de sadic sună, rezultatul cel mai probabil al căderii tale într-o gaură neagră este că chiar înainte de a-ți putea înțelege prezența în ea, nici măcar praful nu va rămâne din tine. Nici măcar nu vei avea timp să realizezi că ai fost martor la ceea ce fizicienii vorbesc ca fiind cheia pentru înțelegerea misterelor universului.