Что будет если попасть в чёрную дыру

Что будет, если упасть в черную дыру?

Наверняка вы полагаете, что если упадете в черную дыру, то вас ждет мгновенная смерть. Но в действительности, как полагают физики, ваша судьба будет куда более странной. В будущем такое может произойти с кем угодно. Может, вы пытаетесь найти новую обитаемую планету для человеческой расы или просто уснули в долгом пути. Что будет, если вы упадете в черную дыру? Можно было бы ожидать, что вас перемелет или разорвет. Но все не так.

В момент, когда вы входите в черную дыру, реальность будет разделена на две части. В одной вы будете немедленно уничтожены, а в другой погрузитесь в черную дыру совершенно невредимым.

Массивная звезда, которая исчерпала топливо, может обеспечить чрезвычайную плотность, необходимую для создания этого деформированного участка пространства. Прогибаясь под собственным весом и коллапсируя, массивный объект затягивает с собой и пространство-время. Гравитационное поле становится настолько мощным, что его не может покинуть даже свет, чем обрекает область, в котором находится эта звезда, на мрачную судьбу: черная дыра.

Внешней границей черной дыры является ее горизонт событий, точка, в которой сила гравитации противодействует попыткам света покинуть ее. Подойдите слишком близко и возврата уже не будет.

Горизонт событий пылает энергией. Квантовые эффекты на этой границе создают потоки горячих частиц, утекающих обратно во Вселенную. Это так называемое излучение Хокинга, названное в честь физика Стивена Хокинга, который предсказал его существование. По истечении достаточного времени черная дыра испарит свою массу полностью и исчезнет.

Погружаясь в черную дыру, вы обнаружите, что пространство становится все более искривленным, пока в самом центре не станет изогнутым бесконечно. Это сингулярность. Пространство и время перестают иметь хоть какой-нибудь смысл, и законы физики, известные нам, которые нуждаются в пространстве и времени, больше не работают.

Что же произойдет, если вы случайно упадете в одну из этих космических аберраций? Сначала спросим вашего космического напарника — назовем ее Анна — которая с ужасом смотрит, как вы плывете по направлению к черной дыре, в то время как она остается на безопасном расстоянии. Она наблюдает странные вещи.

Если вы ускоряетесь по направлению к горизонту событий, Анна видит, как вы растягиваетесь и искажаетесь, словно она смотрит на вас через гигантскую лупу. Кроме того, чем ближе вы подходите к горизонту, тем больше ваши движения замедляются.

Вы не можете крикнуть, поскольку воздуха в космосе нет, но можете попытаться сигнализировать Анне сообщение Морзе светом своего iPhone (даже приложение есть для этого). Однако ваши слова будут достигать ее все медленнее и медленнее, поскольку световые волны растягиваются до все более низких и красных частот: «Хорошо, х о р о ш о, х о р о…».

Когда вы достигнете горизонта, Анна увидит, что вы замерзли, словно кто-то нажал кнопку паузы. Вы отпечатаетесь там, обездвиженный и вытянутый по всей поверхности горизонта, когда нарастающее тепло начнет вас поглощать.

По мнению Анны, вас медленно стирает растяжение пространства, остановка времени и тепло излучения Хокинга. Перед тем как погрузиться в темноту черной дыры, вы превратитесь в пепел.

Но прежде чем начинать планировать похороны, давайте забудем об Анне и посмотрим эту жуткую сцену с вашей точки зрения. И знаете, что тут происходит? Ничего.

В конце концов, горизонт событий — это не кирпичная стена, плавающая в пространстве. Это артефакт перспективы. Наблюдатель, который остается вне черной дыры, не может видеть сквозь него, но это не ваша проблема. Для вас горизонта не существует.

Если бы черная дыра была меньше, у вас были бы проблемы. Сила гравитации была бы гораздо сильнее у ваших ног, чем у вашей головы, и растянула бы вас как спагетти. Но к счастью для вас это большая черная дыра, в миллионы раз массивнее Солнца, так что силы, которые могли бы вас спагеттифицировать, достаточно слабы, чтобы их можно было проигнорировать.

Более того, в достаточно большой черной дыре вы могли бы прожить остаток своей жизни, а после умереть в сингулярности.

Но если задуматься, нам всем знакомо это чувство, по опыту общения не с пространством, но со временем. Время идет только вперед, никогда назад, и засасывает нас против нашей воли, не оставляя шанса на отступление.

Это не просто аналогия. Черные дыры искажают пространство и время до такого экстремального состояния, что внутри горизонта событий черной дыры пространство и время на самом деле меняются ролями. В действительности, именно время засасывает вас в сингулярность. Вы не можете развернуться и уйти из черной дыры точно так же, как не можете развернуться и уйти обратно в прошлое.

В этот момент вы спросите себя: что не так с Анной? Если вы прохлаждаетесь внутри черной дыры, будучи окруженным пустым пространством, почему ваш напарник видит, как вы сгораете в излучении на горизонте событий? Галлюцинации?

На самом деле, законы природы требуют, чтобы вы оставались за пределами черной дыры, как это видно с точки зрения Анны. Это потому что квантовая физика требует, чтобы информация не пропадала, не терялась. Каждый бит информации, который говорит о вашем существовании, должен оставаться за пределами горизонта, чтобы законы физики Анны не нарушались.

С другой стороны, законы физики также требуют, чтобы вы плыли через горизонт, не сталкиваясь с горячими частицами или чем-то из ряда вон выходящего. В противном случае, вы будете нарушать «самую счастливую мысль» Эйнштейна и его общую теорию относительности.

Итак, законы физики требуют, чтобы вы одновременно были снаружи черной дыры в виде горстки пепла и внутри черной дыры, живы и здоровы. И есть также третий законы физики, который говорит, что информация не может быть клонирована. Вы должны быть в двух местах, но может быть только одна копия вас.

Так или иначе, законы физики приводят нас к выводу, который кажется довольно бессмысленным. Физики называют эту головоломку информационным парадоксом черной дыры. К счастью, в 1990-х они нашли способ ее разрешить.

Но вы наверняка хотели бы узнать, чья история правдива. Мертвы вы или живы? Если черные дыры нас чему-то и научили, то ответа на этот вопрос просто нет. Реальность зависит от того, кого спросить. Есть реальность Анны и реальность ваша. Вот и все.

Во всяком случае так думали долгое время. Лето 2012 года физики Ахмед Альмейри, Дональд Марольф, Джо Полчински и Джеймс Салли, коллективно известные как AMPS, задумали мысленный эксперимент, который грозил перевернуть все, что мы насобирали о черных дырах.

Но что, если бы у нее был способ узнать, что было по ту сторону горизонта, не пересекая его?

Обычная относительность скажет «ни-ни», но квантовая механика немного размывает правила. Анна могла бы заглянуть за горизонт, используя небольшой трюк, который Эйнштейн называл «жутким действием на расстоянии».

Это происходит, когда два набора частиц, разделенных в пространстве, загадочным образом «запутаны». Они являются частью единого невидимого целого, поэтому информация, которая их описывает, загадочным образом связывается между ними.

Если ее история верна, и вы уже отправились в мир получше, тогда А, зачерпнутая в излучении Хокинга за пределами черной дыры, должна быть запутана с другой частицей информации B, которая также является частью горячего облака излучения.

С другой стороны, если верна ваша история и вы живы и здоровы по другую сторону горизонта событий, то А должна быть запутана с другой частицей информации C, которая находится где-то внутри черной дыры. Но вот момент: каждый бит информации можно запутать лишь единожды. Из этого следует, что А может быть запутана либо с B, либо с C, но не одновременно с обеими.

Если ответ C, побеждает ваша история, но законы квантовой механики нарушаются. Если A запутана с C, которая глубоко внутри в черной дыре, тогда эта частица информации потеряна для Анны навсегда. Это нарушает квантовый закон невозможности потери информации.

Остается B. Если декодирующая машина Анны обнаруживает, что А запутана с B, Анна побеждает и общая теория относительности проигрывает. Если А запутана с B, история Анны будет единственной верной историей, из чего следует, что вы на самом деле сгорели дотла. Вместо того, чтобы плыть прямо через горизонт, как подсказывает относительность, вы столкнетесь с пылающей стеной огня.

Таким образом, мы возвращаемся к тому, с чего начали: что происходит, когда вы падаете в черную дыру? Вы скользите через нее и живете нормальной жизнью, благодаря реальности, которая странным образом зависит от наблюдателя? Или вы подходите к горизонту черной дыры только чтобы столкнуться со смертельной стеной огня?

Более ста лет физики пытаются примирить общую теорию относительности с квантовой механикой, полагая, что одной из них придется в конечном счете уступить. Решение парадокса вышеупомянутой стены огня должно указать на победителя, а также привести нас к еще более глубокой теории Вселенной.

Одна из подсказок может лежать в машине декодирования Анны. Выяснить, какой из других битов информации запутан с A, является чрезвычайно сложной задачей. Поэтому физики Даниэль Харлоу из Принстонского университета в Нью-Джерси и Патрик Хейден, работающий в Стэнфордском университете в Калифорнии, решили разобраться, сколько времени потребуется на декодирование.

В 2013 году они подсчитали, что даже при самом быстром компьютере, который только может существовать, Анне потребуется невероятно много времени, чтобы расшифровать запутанность. К моменту, когда она найдет ответ, черная дыра уже давно испарится, исчезнет из Вселенной и заберет с собой загадку смертельной стены огня.

Это также дает физикам новую пищу для размышлений: дрязнящие связи между сложными вычислениями (вроде тех, которые не может провести Анна) и пространством-временем. Возможно, где-то здесь скрывается нечто большее.

Таковы черные дыры. Они не только являются досадными препятствиями для космических путешественников. Они также являются теоретическими лабораториями, которые доводят законы физики до белого каления, а тонкие нюансы нашей Вселенной выводят на такой уровень, что проигнорировать их уже нельзя.

Если истинная природа реальности где-то скрывается, лучшее место для ее поиска — это черная дыра. Правда, искать лучше изнутри. Отправим Анну, теперь ее очередь.

Что произойдет, если вы попадете в черную дыру?

Это может случиться с каждым. Может быть вы летаете в открытом космосе и пытаетесь найти новую планету, пригодную для жизни человечества. Или же вы просто отправляетесь на прогулку и внезапно поскальзываетесь. Вне зависимости от обстоятельств, у вас в голове может появиться извечный вопрос, который терзает умы многих – что произойдет, если вы упадете в черную дыру?

Парадокс черной дыры

Вы можете предположить, что вас раздавит или разорвет на мельчайшие кусочки. Однако реальность выглядит гораздо более странно. В тот момент, когда вы попадете в черную дыру, реальность разделится надвое. В одной реальности вы будете тут же сожжены дотла, но в другой начнете погружаться в черную дыру без каких-либо повреждений.

Что такое черная дыра?

Черная дыра – это место, где законы физики (такие, какими люди их знают) перестают работать. Эйнштейн учил, что гравитация искривляет пространство, заставляя его закручиваться. Так что если взять достаточно плотный объект, пространственно-временной континуум может стать настолько искривленным, что он закрутит сам себя, создав дыру в самой ткани реальности.

Как рождается черная дыра?

Большая звезда, у которой закончилась энергия для работы, может предложить ту самую невероятную плотность, необходимую для того, чтобы так сильно деформировать участок вселенной. По мере того как эта звезда прогибается под тяжестью собственного веса и рушится внутри себя, пространственно-временной континуум следует за ней. Гравитационное поле становится настолько сильным, что даже свет не может проникнуть сквозь него, делая участок, где это происходит, абсолютно темным, то есть создавая черную дыру.

Горизонт событий

Самой дальней границей черной дыры является «горизонт событий», то есть то место, где гравитационная сила спадает до такого уровня, что свету вот-вот удастся проникнуть сквозь гравитационное поле. Переступите эту черту – и выхода уже не будет. Горизонт событий буквально сияет энергией. Квантовые эффекты, которые наблюдаются на границе черной дыры, создают потоки раскаленных частиц, излучаемых обратно во Вселенную из черной дыры. Этот феномен называется излучением Хокинга – в честь ученого Стивена Хокинга, который предсказал этот эффект. Если дать черной дыре достаточно времени, то излучения выдадут обратно в космос всю ее массу, и она исчерпает себя и исчезнет.

Искривление пространства и сингулярность

По мере того как вы будете продвигаться внутрь черной дыры, пространство будет все более и более искривляться, пока, наконец, вы не достигнете центра черной дыры, где пространство является бесконечно искривленным. Это называется сингулярностью. Пространство и время перестают существовать, как и законы физики, которые для реализации требуют наличия тех самых пространства и времени. Никто не знает, что образуется дальше. Другая Вселенная? Забвение? Задняя часть книжного шкафа? Это загадка.

Ваш компаньон

Так что же случится, если вы случайно упадете в одну их этих космических аберраций? Давайте спросим у вашего космического компаньона – пусть ее будут звать Анна. Она в ужасе смотрит на то, как вы падаете в черную дыру, пока сама она находится на безопасном расстоянии от нее. И с ее точки зрения, все происходящее выглядит крайне странно.

Точка зрения Анны

По мере того как вы приближаетесь к горизонту событий, Анна видит, как ваше тело растягивается и искажается – словно она смотрит на вас сквозь гигантское увеличительное стекло. Более того, чем ближе вы оказываетесь к горизонту событий, тем больше происходящее напоминает замедленный режим съемки. Когда вы достигаете горизонта событий, Анна видит, как вы замираете на месте, не перемещаяь даже на миллиметр. Вы остаетесь на одном месте, по мере того как растущий жар начинает действовать на вас. По словам Анны, вас медленно стирает растяжение пространства, остановка времени и жар излучения Хокинга – пока от вас не остается только лишь пепел.

Ваша точка зрения

Но прежде чем готовиться к похоронам, вам стоит на секунду забыть об Анне и посмотреть на все происходящее с вашей точки зрения. И здесь случается что-то еще более невероятное – ничего. Дело в том, что если смотреть на ситуацию вашими глазами, то вы спокойно пролетаете горизонт событий, направляясь в абсолютную черноту, не получая при этом никаких повреждений. Конечно, если бы черная дыра была меньше по размерам, то вас искривило бы, как и все остальное пространство, но если черная дыра достаточно большая, то эти силы вполне могут быть игнорированы, и вы можете довольно долго прожить, пока не доберетесь до сингулярности.

Разрыв реальности

Но в чем же дело? Почему Анна увидела, что вы сгорели, в то время как вы спокойно путешествуете по черной дыре? Неужели она сошла с ума и галлюцинирует? На самом деле, все гораздо проще – дело в законах физики. С одной стороны, квантовая физика требует того, чтобы информация никогда не была потеряна, так что вы не можете покинуть Вселенную и попасть в черную дыру – вы сгораете на месте под воздействием излучения Хокинга. С другой стороны, вы должны проследовать через горизонт событий, не подвергаясь воздействию излучения, иначе была бы нарушена общая теория относительности Эйнштейна. Именно тут и происходит разрыв реальности.

Что будет, если попасть в черную дыру

Ученые-астрономы, которые открыли черную дыру, имеют предположения о ее свойствах. Если человек попадет в черную дыру, то он подвергнется гравитационному притяжению. Сюжеты об этом можно встретить в фантастических фильмах о космосе. Исследователи утверждают, что и Землю поглотит безразмерная мгла. Космические дыры блуждают по просторам космоса и уничтожают даже целые галактики.

В конце статьи мы приготовили сюрприз – увлекательный тест для проверки твоей внимательности

Что говорит астрофизика о черной дыре

10 апреля 2019 года впервые был сфотографирован этот загадочный объект, существование которого ранее подтверждали только математические расчеты. Она выглядит как огненная плазма в виде круга. Несмотря на то, что фото показывает четкие границы, черная дыра безразмерна и нематериальна. Огненные ворота − это портал входа в бесконечное пространство, они видны благодаря оптическому фокусу.

Астрофизики говорят, что черная дыра − это энергия, оставшаяся после взрыва звезды. Все горящие светила на небе заканчивают свое существование, становясь сгустком пространства. Поверхность этого субстрата называется горизонтом событий. Это не физические стенки, а условное обозначение протяженности от центрального вектора.

Главным и отличительным свойством черной дыры является абсолютное поглощение физических тел и света. Ничто не может вернуться назад из этого измерения, где время трансформируется и идет в обратную сторону. Это связано с наличием высокой гравитации внутри темного объекта.

Однако не совсем правильно присваивать дыре цвет. Первое ее название − «коллапсар» и никто тогда не считал ее черной. У нее не может быть цвета, хотя бы потому, что у нее нет физической оболочки. Единственное что возможно видеть, это свет который она притягивает от звезд.

И, с другой стороны, космос наполнен черным цветом среди которого не видно коллапсар. Исходя из этого, журналисты назвали новое открытие «черной дырой», а астрофизик Джон Уиллер употребил понятие в своей научной работе. Название прижилось и стало использоваться в современных теориях о космосе.

Состояние внутри и снаружи дыры

Содержание внутреннего пространства зависит от вида коллапсара. Черные дыры разделяют на сферические и сфероидальные. Первые практически не вращаются, а другие наоборот имеют внутреннее крутящиеся движение. Скорость колебаний внутри различается, начинаясь от мелких оборотов и заканчиваясь сверхбыстрыми порывами.

О состоянии поглощения энергии можно сказать, что она:

• Безразмерная;
• Бесконечная;
• Сингулярная;
• Неосязаемая;
• Бесцветная;
• Движущаяся.

Энергия черной дыры не подчиняется законам физики. Внутри нее постоянно происходит искривление пространства и времени. Вещи в черной дыре не существуют в своем физическом смысле. Достаточно сложно объяснить нематериальность и бесконечность, т.к. для современной квантовой физики это понятия неисчисляемые. Поэтому всякий раз, ученые допускают ошибки в математических вычислениях темной энергии, оперируя только известными понятиями.

Общая теория относительности утверждает, что внутри происходит бесконечная кривизна пространства. При этом сами дыры тоже проявляют активность, быстро или медленно втягивая объекты. В нашей галактике она находится в центре и называется Стрелец А. Ее пытались сфотографировать, но не смогли. Тело имеет небольшой горизонт событий, поэтому взрывные процессы происходят в течение одного земного часа. Для длительного фокуса фототехники − это невозможная задача.

Что происходит внутри

До сих пор космонавты не смогли приблизиться к черной дыре близко. И даже, если бы это случилось, им не удалось бы вернуться и рассказать о своем опыте. Поэтому говорить о том, что будет если попасть в черную дыру можно только, основываясь на теоретических предположениях.

Известно, что внутри происходит постоянное искривление пространства. Поэтому если попасть туда человеку, предмету или даже световому лучу, они станут распадаться на мельчайшие частицы. Постепенное разложение на молекулы будет происходить бесконечно, пока микрочастицы не превратятся в одну общую энергию.

При этом космическая хищница работает по принципу не наполняемости − чем больше она всасывает в себя тел, тем шире становится. А значит внутренняя условная полость растет и способна с большей мощностью вмещать миллионы солнц, звезд и планет.

Здесь возникает закономерный вопрос о том, что будет, если встретятся две черных дыры. Для такой ситуации должно случится одно редкое событие, чтобы две звезды возникли рядом одновременно и, пройдя весь эволюционный путь, были готовы взорваться. Их энергии трансформируются в коллапсары, которые сольются вместе. Мощность такого явления будет гораздо выше и больше, чем от одиночной умершей звезды. Важно отметить, что на воплощение этого процесса ушло бы несколько миллиардов земных лет.

Заключение

Чтобы упасть или прыгнуть в черные ворота, нужно находиться с ними на близкой дистанции. Это невозможно, т.к. уникальное физическое явление находится на расстоянии миллиардов световых лет от Земли. В космосе обнаружено бесчисленное количество дыр, которые способны поглощать газ и материю. Из них не более десяти состоят из двух взорвавшихся звезд. Это означает, что материала для изучения коллапсаров и новых открытий для ученых предостаточно.

Источники:

http://hi-news.ru/space/chto-budet-esli-upast-v-chernuyu-dyru.html
http://fb.ru/post/science/2016/5/3/5286
http://udipedia.net/chto-budet-esli-popast-v-chernuyu-dyru/