Побег из червоточины

11:25 30/09/2018
Комментарии 0 👁 1 324

Забудьте о вулканах, цунами и торнадо: черные дыры – действительно самые экстремальные природные явления Вселенной.

Пугающе выглядит черная дыра в научно-фантастических фильмах, таких как ” The Black Hole” (1979) и “Event Horizon” (1997) . В голливудских фильмах черные дыры популярны. Кинематографисты рисуют самые смелые идеи этого ошеломляющего природного явления.

Но как на самом деле выглядят черные дыры?

Для физиков вопрос очень актуален. Они надеются среди этих космических обжор найти ответы на самые большие головоломки в физике. Такие вопросы, как: каковы наиболее фундаментальные строительные блоки реальности? И,можно ли все, что мы знаем о мире, обобщить в одном математическом описании? 

Марсель Вонк (Marcel Vonk), физик из Амстердамского университета и автор научно-популярной книги о черных дырах, говорит, что мы живем в особенное время. “Впервые теоретики и физики-экспериментаторы вместе изучают одно и то же явление – черные дыры”, – говорит он. 

Участники проекта Event Horizon Telescope в начале следующего года ожидают первых результатов, а до этого времени мы должны довольствоваться симуляциями и нашим воображением, потому что никто и  никогда не находился вблизи черной дыры. Одна из самых успешных фантазий до сих пор- черная дыра из фильма Interstellar. “Черная дыра в Interstellar была очень хорошей, – говорит профессор Heino Falcke , – но на самом деле это будет более толстый турбулентный диск.’

Simulatie van een zwart gat Foto Jordy Davelaar

“Мы построили даже симуляцию VR”, – говорит Фальке.

В нем форма черной дыры, действительно, как будто кто-то вырезал кусочек неба, подтверждает Фальке. Пончик с глубокой черной дырой посередине. Это похоже на картину солнечного затмения”, – говорит он. Ближайшая из двух черных дыр довольно большая, но она также невероятно далека, почти 300 триллионов километров, что не так-то просто- сделать снимок. Это как попытаться с Земли сфотографировать виноградину на Луне.

Суть проблемы заключается в структуре черной точки. Ожидаемая картина – это черная тень, окруженная ярким кольцом. Эта тень в пять раз больше реальной черной дыры, эффект, который вызван странным взаимодействием гравитации и света. “Это похоже на черную дыру в увеличительном стекле”, – говорит Фальке.

Приятно то, что вы по форме тени многое можете понять. “Если отверстие вращается, то свет с одной стороны ярче, чем с другой”, – говорит физик Марсель Вонк. Это эффект Допплера, вызванный вращением аккреционного диска, который заставляет свет казаться ярче с одной стороны, в зависимости от направления вращения.

Поэтому Фальке ожидает многого от картины. В этом году, ученый высказал мысль в журнале Nature: “Наше сегодняшнее представление скоро станет тяжелым препятствием для новых идей о черных дырах”, – говорит Фальке.  

Черные дыры- это крайность. Если действительно правда то, что вся масса сосредоточена в одной точке, то “совершенно невозможно описать такие объекты с помощью нашей современной физики”, – говорит  Хейно Фальке.

Это проблема в физике: две ее основные теории- теория относительности Эйнштейна и квантовая теория не могут работать вместе. Первая хороша для тяжелых и быстрых объектов. Например, вы можете легко вычислить гравитацию звезд и планет. Квантовая теория прекрасно описывает поведение частиц, таких как электроны и другие строительные блоки атомов. Но когда физики хотят их соединить – они ошибаются. Их формулы дают потом вдруг совершенно нелепые ответы. И никто не понимает почему.

Поэтому ожидания многих физиков нацелены на черную дыру. Понимание этих процессов сделает гигантский шаг к более глубокому пониманию реальности.И в черных дырах может быть ответ.

Вселенная содержит так много черных дыр, что невозможно сказать сколько. 

Ближайший известный нам экземпляр находится в 1600 световых годах от Земли. Для современного космического корабля это несколько миллионов лет пути.

Одна из самых впечатляющих черных дыр, которую мы знаем, почти в пять миллионов раз тяжелее Солнца, называется Стрелец А (Sagittarius A* или коротко, Sgr A*). Эта так называемая сверхмассивная черная дыра находится в центре Млечного Пути и царит над всеми и вся: каждая звезда в нашей галактике, включая Солнце, вращается вокруг Стрельца А*.

Что произойдет, когда ты окажешься в черной дыре?

Короткий ответ: очень мало хорошего. Этот процесс называется обманчиво забавным словом спагеттификация (Spaghettification).

Спагеттификация (Spaghettification) — астрофизический термин (иногда также называемый эффектом лапши) для обозначения сильного растяжения объектов по вертикали и горизонтали (то есть уподобления их виду спагетти), вызванного большой приливной силой в очень сильном неоднородном гравитационном поле. В предельных случаях, когда объекты находятся возле чёрных дыр, деформация при подобном растяжении настолько сильна, что никакой объект не может сохранить свою структуру.

И если вас не разорвет, то в долгосрочной перспективе, где – то внутри дыры вы станете настолько сильно сжаты, что превратитесь во что-то, что физики называют термином “Quarksoep”, который является слизью, в которой “смешаны” все ваши молекулы, атомы, протоны и нейтроны . Если вы до этого еще успеете в последний раз оглянуться вокруг, то увидите то, что еще не видел ни один человек: таинственный интерьер черной дыры. 

“Согласно физике, объект всегда должен иметь определенный размер”, – говорит физик Марсель Вонк (Vonk). Что на самом деле внутри черной дыры не знает никто. Только физика может быть правильным ответом.

Черная дыра может быть частью так называемой червоточины: туннель, где черная дыра соединяется со своей противоположностью. Эта “белая дыра” проглатывает тебя и выплевывает -космический аварийный выход…”Но туннель снова сужается, согласно теории относительности в середине, почти до одной точки”, – говорит Vonk .

В своей работе Хокинг и Хертог говорят, что модель бесконечной инфляции является неверной, поскольку законы Общей теории относительности Эйнштейна разбиваются на квантовом уровне, становясь бесполезными.Новая теория берет в основу теорию струн – одну из моделей, которая пытается увязать Общую теорию относительности с квантовой теорией, заменяя самые мельчайшие частицы из физики частиц крошечными колеблющимися одномерными струнами.

«Мы прогнозируем, что наша Вселенная в общем масштабе достаточно гладкая и имеет границы. Она не представляет собой фрактальную структуру», — сказал Хокинг.

Физик Стивен Хокинг, который впервые обнаружил, что частицы в соответствии с квантовой теорией действительно могут избежать черных дыр, не настолько неправдоподобна, если учесть, что частицы согласно той теории, могут находиться как в нескольких местах одновременно, так и проходить сквозь плотные стены. Однако людям, находящимся в их менее “гибком” теле это не дано. 

Vonk : “вы можете убежать из черной дыры, но это будет побег вашей последней мысли…’

Стивен Хоккинг говорил об информации, которая составляет вас на момент падения: когда вы пересекаете горизонт событий. Это далеко от побега из черной дыры, но представляет собой возможное решение информационного парадокса, как ни крути.

Дорогие друзья! Желаете всегда быть в курсе последних событий во Вселенной? Подпишитесь на рассылку оповещений о новых статьях, нажав на кнопку с колокольчиком в правом нижнем углу экрана ➤ ➤ ➤

Добавить комментарий