Praėjo kelios savaitės, kai naktiniame danguje pradėjo vykti keisti dalykai. Jūs, kaip ir daugelis kitų, aktyviai sekate naujienas. Kalba prezidentas, jį palaiko astrofizikai, geologai ir klimatologai. Jis nervinasi, tačiau, atiduodamas duoklę tradicijoms, naujienas skirsto į „blogas“ir „geras“. Geros naujienos: mes nesame mirę, planeta nėra sunaikinta, ji nėra iššluota į kosmosą ir sukama gravitacijos ratu. Blogieji yra „labai įdomūs klimato pokyčiai“. Bandymas išgyventi šalia juodosios skylės yra tarsi pabėgimas iš Titaniko - dėl šaltos mirties vandenyne.
Prieš pasiekdami žadintuvo atvejį ar pradėdami pašėlti: nebijokite, tai tik minties eksperimentas. Juodosios skylės yra vienas baisiausių visatos reiškinių. Jų didžiulis svoris sulenkia erdvę ir laiką - ir mūsų supratimą apie jų prigimtį - iki ribos, iki vieno taško. Galaktikų šerdyse tyko didžiulės juodosios skylės, praryjančios milijonus, milijardus žvaigždžių.
Kas nutiks, jei šalia mūsų Saulės sistemos bus gauta ar atrasta juodoji skylė?
Kaip ir daugumoje hipotetinių klausimų, velnias yra mažuose dalykuose. Kaip arti? Iš kur? Kokia masė?
Iš karto reikia pažymėti, kad mūsų saulė niekada netaps juodąja skylė. Tam reikalinga masė, didumo tvarka didesnė už saulę - 10–15 kartų. Tada bus gravitacinis žlugimas, veikiamas gravitacijos, materija tiesiogine to žodžio prasme žlunga į vieną tašką. Panašus reiškinys yra vandenilio bombų esmė ir šalto termobranduolinio sintezės teorija, nebent gravitacija vaidina kitokį vaidmenį. Be to, kitos kaimyninių galaktikų žvaigždės nėra tinkamos potencialių juodųjų skylių vaidmeniui. Dauguma jų yra raudoni nykštukai ir jų masė siekia 8–60% mūsų Saulės.
Lieka du variantai: arba šalia mūsų spontaniškai atsiranda juodoji skylė, arba ji atsiranda iš niekur. Tačiau pirmasis, nepaisant protesto prieš tyrimus didžiajame hadronų greitintuve, neįmanomas (paaiškinsime kodėl vėliau).
Kalbant apie antrąją, astronomai ir astrofizikai patvirtino, kad egzistuoja apie 2000 klajojančių juodųjų skylių, tačiau tikimybė, kad viena iš jų mus pasieks, yra artima nuliui. Kaip pabrėžė rašytojas Douglasas Adamsas:
„Kosmosas yra puikus. Jūs paprasčiausiai negalite suvokti, koks tai neįtikėtinai ir protą gniaužiantis. Noriu pasakyti, kad tai gali būti ilgas kelias iki vaistinės, tačiau pagal erdvės standartus tai yra sėklos “.
Reklaminis vaizdo įrašas:
Tai reiškia, kad tokio įvykio tikimybė yra per daug įdomi, kad jo nelaikytume artimesniu.
Juodųjų skylių įtaka erdvei ir laikui
Jei pažvelgsite į juodąją skylę iš tolo, ji atrodys kaip bet kuris kitas masyvus objektas. Kol jis yra tiesiai priešais jus, jis laikosi klasikinės mechanikos dėsnių ir Niutono visuotinės traukos dėsnio, kuris teigia, kad potraukis tarp dviejų objektų yra proporcingas jų masei ir mažėja didėjant atstumui. Kitaip tariant, tarp R136a1, „mėlynojo“nykštuko, sveriančio 265 saulutes, ir to paties svorio juodosios skylės nėra gravitacinio skirtumo.
Priartėkite prie juodosios skylės, kad patektumėte į jos gravitacijos lauką, ir susidursite su dviem skirtingais taisyklių rinkiniais. Einšteino bendrojo reliatyvumo teorija, leidžianti juodosioms skylėms sulenkti erdvę ir laiką, ir ypatinga gravitacija, kuri šį kreivumą iškelia į kraštutinumą.
Jei norite ištirti juodąją skylę neišlipdami iš žvaigždžių laivo, pastebėsite, kad kuo arčiau priartėsite prie milžiniškos masės centro, tuo labiau varikliai įtemptų, kad išlaikytumėte žiedinę orbitą. Iš pradžių maži raketos impulsai ją stabilizuos; bet kuo toliau, tuo daugiau energijos turėsite išleisti, kad neišeitumėte iš orbitos. Todėl tik be paliovos veikiantis raketų variklių veikimas skirs jus nuo viską vartojančio nieko.
Kai tik pritrūksite degalų (arba išprotėsite ir išjungsite variklius), peržengsite juodosios skylės įvykių horizontą, iš kurio ribos negali grįžti net šviesa. Po to turėsite atsakyti už visas savo nuodėmes. Niekas nesustabdys nenumaldomo judėjimo link singuliarumo - be galo suspausto erdvės ir laiko šerdies, kur fizika, kaip mes ją žinome, susisuka į kamuolį ir verkšlena.
Laikas sulėtės jums progresuojant. Labai. Jūsų požiūriu, niekas nepasikeis, tačiau jūsų triuką stebintys draugai matys kaip neryškus žaibas. Bet tik į įvykio horizontą - šviesa neperžengia jos ribų, o tai reiškia, kad niekas tavęs nemato. Tobulas nusikaltimas, ar ne?
Gravitaciniai laiko metmenys yra pakankamai dažni, tačiau per silpni, kad būtų galima juos pastebėti. Pavyzdžiui, Žemėje, pragyvenęs milijardą metų jūros lygyje, būsite sekunde jaunesnis už savo bendraamžį, gyvenusį Everesto viršūnėje. Jie sako, kad laikas bijo piramidžių, tačiau jūs turite praleisti per daug laiko, atsiremdami į jį skruostą, kad pajustumėte sulėtėjusį Paryžiaus laiką.
Laikas sukasi aplink juodąją skylę. Kai sakome, kad patekimo į singuliarumą išvengti negalima, tai reiškia ne tik nenumaldomą gravitacijos veiksmą ar erdvės iškraipymą. Laikas juodojoje skylėje susitraukia tiek, kad kelias į singuliarumą pažodžiui tampa tavo ateitimi. Pabėgimas nuo ypatingumo bus tarsi bandymas sustabdyti laiką.
Ar norite sužinoti, kas nutiks mūsų Saulės sistemoje, jei jai pavyks patekti į tokią jėgų verpetą? Skaityk.
Teismo diena
Tarkime, kad juodoji skylė yra įstrigusi dvejetainėje sistemoje, apkabindama žvaigždę, kuri netrukus taps supernova. Staiga tai atsitinka, gravitacinis milžinas šaudo mūsų kryptimi dešimčių ir šimtų kilometrų per sekundę greičiu. Kaip mes apie tai žinome?
Atsakymas paprastas: mes nesužinosime, kol tai nesusidurs su kažkuo, nes didžiulis juodųjų skylių sunkumas net neišleidžia šviesos. Taigi, užuot bandę rasti juodųjų pipirų ant juodojo kilimo, pažvelkime į keletą būdų, kurie padės mums tiesiogiai nustatyti juodąją skylę.
Pirma, juodo skylės suplėšyta materija skleis spinduliuotę, kai sukimosi diskas sukasi. Erdvė aplinkui švytės kaip Naujųjų metų žibintų karoliai, kuriuos nešioja katė (keista fantazija, bet tebūnie taip).
Antra, erdvės iškraipymą aplink juodąsias skyles galima nustatyti antžeminiais metodais. Tai yra gravitacinis objektyvavimas, numatytas Einšteino bendrosios reliatyvumo teorijos. Poveikis pasireiškia šalia masyvių objektų ir jį užfiksuoja astronomai.
Tačiau net ir esant idealioms sąlygoms, tokiu būdu surasti juodąją skylę bus sunkiau, nei naktį su žiūronais aptikti blusų ant dėmėtojo šuns. Su akių pleistru. Norint sėkmingai atlikti gravitacinį objektyvavimą, tarp mūsų ir žvaigždės turi praeiti juodoji skylė. O po to mums vis tiek turi pasisekti.
Be to, juodoji skylė gali pasijusti, jei ji gravitaciškai sąveikauja su dangaus objektais, tokiais kaip planetos, žvaigždės, asteroidai ir kometos, o tai vėl atveda prie pagrindinio klausimo: arti bus mūsų hipotetinė kaimynystėje įsitaisiusi juodoji skylė?
Žinoma, kuo arčiau, tuo pavojingiau. Artėjant planetų ir mėnulių orbitoms, jie šoks salsą kaip žvirblis, įstrigęs voratinklyje, vilkdamas kreivas orbitas ir sutrikdydamas tvarką, kurią bandė sujungti nuo Nicolaus Copernicus laikų.
Čia, Žemėje, pasikeistų atoslūgis ir dangaus spalva. Jei gravitacija, kaip nurodė Žirinovskis, perkelia planetos orbitą toliau nuo Saulės, priartina ją, daro ją elipsės formos, geriausiu atveju kenčiame nuo temperatūros pokyčių ir metų laikų keistenybių. Blogiausiu atveju (išskyrus tai, kad tampa juodosios skylės dalimi), Žemė gali nukristi į Saulę ar ilgą kelionę į kosmoso gilumą, pasmerkdama mus visus šaltai mirčiai.
Garsus astrofizikas Neilas de Grasse'as Tysonas kartą glaustai išsakė problemas, kurios kiltų, jei netoliese prasidėtų „juodas svečias“:
- Jei aplankysime juodąją skylę, Saulės sistemai bus bloga diena “.
Na, nenukrypkime nuo kojos prie kojos prieš renginio horizontą ir nardykime pagaliau.
Kontaktai: geros ir blogos naujienos
Yra šešių raidžių žodis rusų kalba, kuris geriausiai apibūdintų tai, kas mūsų laukia. Pavadinkime tai tiesiog pražūtimi. Mokslininkai išmoko dalytis iš nulio, o mes atsidūrėme juodojoje skylėje. Net Bruce'as Willisas su drąsiu naftos darbuotojų ekipažu, specialiai parengtu Čeliabinske, mūsų neišgelbėtų.
Jei Neptūno apylinkėse atsirastų juodoji skylė, tai iškart pajustume. Mokslininkai taip gerai žino Neptūno orbitą, kad gali nustatyti net 1 lanko sekundės (kampinio mato vieneto) nuokrypį. Įprasta dešimties saulės masės juodoji skylė, skriejanti 300 km / s greičiu, išleis dar dešimtadalį šviesos metų.
Ir štai paskutinė gera žinia: tokio dydžio juodoji skylė suteiks mums mažiausiai 100 metų, kad galėtume užbaigti savo žemiškus reikalus. Galbūt tokio masto pavojus užbaigs visus žemiškus karus arba pradės vieną pasaulinį. Galbūt žmonija turės laiko pati sunaikinti, kai tik sužinos, kad po šimto metų - viskas, kaput. Tai dar nesvarbu. Jei skylė juda lėčiau, mirtinas laukimo laikas padidės dešimteriopai. Tada turėtų būti pakankamai laiko pastatyti arką ar surinkti planetinį lagaminą su daiktais.
Artėjant Neptūnui, juoda mirtis ištraukia dujų milžinę iš orbitos. Planeta pradeda keistai elgtis: tolstant nuo mūsų įvyksta raudonas poslinkis - jos spinduliuotės, įskaitant šviesą, bangos ilgis patenka į raudonąjį spektrą. Kai tik Neptūnas yra už juodosios skylės, gravitacinis lęšis ištraukiamas per juodąją sferą ir teka aplink ją. Kai planeta vėl pasirodo, jau priešais mus, jos spalvos patiria mėlyną poslinkį - bangos ilgis eina į šį spektro galą.
Raudona ir mėlyna poslinkis, kaip taisyklė, yra žvaigždinio objekto pašalinimo ar artėjimo mūsų atžvilgiu pasekmė. Atrodo, kad Doplerio efektas važiuojant greitosios pagalbos automobiliu šalia mūsų.
Tuo pačiu metu, kai juodoji skylė „suvalgo“planetą, dujos pasisuks į gravitacinę spiralę, pavyzdžiui, cukrų, kuriant saldainius. Mūsų požiūriu, spiralė amžinai pateks į įvykio horizontą. Tačiau Neptūno mirties skleidžiama šviesa atsispindės nuo juodosios skylės neigiamai, kaip Saulės vainika užtemimo metu.
Kuo arčiau Žemės yra juodoji skylė, tuo labiau pasireiškia ją supantis iškraipymo efektas, kaip kreivame veidrodyje. Visi teleskopai matys tuštumą tik juodosios skylės centre.
Jei mūsų juodoji mirtis yra supermasyvi juodoji skylė, istorija jau baigsis - jos įvykių horizontas bus penkis kartus didesnis nei Saulės sistema. Bet tai nuobodu. Pažiūrėkime, kaip viena iš šių monstrų atrodo iš vidaus.
Pasaulio pabaiga, arba pro stiklą
Užlipate į triušio skylę žinodami, kad jūsų pažintis su juo bus labai trumpa. Tikimės, kad turėsime laiko bent jau įvertinti juodosios skylės interjerą. Mūsų laimei, bet, deja, Saulės sistemai, ši juodoji skylė yra didžiulė. Pakeitėme taisykles, bet jei to nepadarėme, tai dėl kažkokių priežasčių būtų pasibaigę.
Mažoje juodojoje skylėje, tarkime, su 30 saulių mase, potvynio jėgos, kurias sukelia gravitacijos padidėjimas, mus išardytų dar ilgai, kol pasiekėme įvykio horizontą. Bet gravitacija yra kažkur apie milijoną Žemės. Norėdami mėgautis pergale - juk pasiekėme renginių horizontą - neturėsime net 0,0001 sekundės.
Supermasyvioje juodojoje skylėje, kurios masė yra 5 milijonai saulės, pavyzdžiui, esančios mūsų galaktikos centre, mūsų laukia labai skirtinga patirtis. Bet kuri juodoji skylė, sugėrusi daugiau kaip 30 tūkstančių saulių masę, turi potvynio jėgas, kurių gravitacijos įvykių horizonte yra mažiau nei viena Žemė. Turėsime 16 sekundžių apsidairyti (ir pakeisti žaidimo taisykles), kol pasieksime singuliarumo tašką. Kuo daugiau masės, tuo daugiau laiko.
Kristi per įvykių horizontą yra tarsi užmigti ar įsimylėti: sunku nustatyti atspirties tašką, kada tai įvyks, bet vėliau tavo realybės jausmas bus visiškai kitoks. Juodojoje skylėje pamatysite žvaigždes (šviesa patenka, bet ne atvirkščiai), tačiau erdvė aplink jus primins muilo burbulą.
Na, kai būsite sutriuškintas į nieką, atsidursite begalinio kreivumo taške, kur pasibaigs mums žinomas laikas ir erdvė.
Ilja Khelis