Вчені розповіли, що відбувається всередині чорної діри

Чорні діри є одними з найбільш обговорюваних космічних об’єктів у спільноті астрономів та фізиків. Вони володіють нескінченною щільністю, що не дозволяє нічому, навіть променям світла, вибратися назовні. На сьогоднішній день виявлено безліч подібних об’єктів, навіть зроблена перша справжня фотографія надмасивної чорної діри.

Всім ви напевно чули твердження: все, що потрапляє за горизонт подій, там і залишається, навіть світло. Перетинаючи цю межу, ви опинитеся в сингулярності, звідки вже немає виходу. Неважливо, в маленьку дірку ви потрапили, або в надмасивну, розміром з Сонячну систему. Яка б сила не намагалася вас звідти витягнути, вона приречена на поразку. Причина цього криється в тому, як саме чорна діра викривляє час і простір.

Але що взагалі знаходиться по той бік? Що відбувається зі світлом, що потрапляє всередину? Що буде, якщо впасти в чорну діру? Точної відповіді, природно, ні у кого немає, але фізики вже зробили цілком правдоподібні науково обгрунтовані припущення.

Принцип роботи чорної діри

Чим далі ви стоїте від чорної діри, тим менше викривляється простір-час. Якщо ви ведете дослідження здалеку, реєструючи різні сигнали і випромінювання, то її гравітація буде здаватися точно такою ж, як у простих зірок. Просторові викривлення з дуже великої відстані ви не помітите. Все, що Ви зможете визначити, це наявність величезної маси, але не те, як вона розподіляється. Якщо ви захочете особисто подивитися на чорну діру, то побачите не її саму, а чорну порожнечу, сферу, обрамлену спотвореним світлом, – її тінь. Побачити справжню чорну діру неможливо, так як вона зовсім не відбиває світло. Межа переходу між тінню чорної діри і сингулярністю називається горизонтом подій. Перетинаючи цю область, ніщо, навіть світло, вже ніколи не повернеться назад.

Читайте також: Вчені знайшли екзопланету з другою атмосферою

Якщо маса чорної діри приблизно дорівнює планеті Земля, то її тінь буде дуже маленькою – близько двох сантиметрів в діаметрі. Якщо вона важить приблизно, як сонце, то діаметр цієї чорної сфери буде вже близько 6 км.а та сама надмасивна чорна діра в галактиці M87, фото якої Ви всі вже бачили, має розмір більше, ніж навколосонячна орбіта Плутона.

Що станеться на початку падіння

Нічого хорошого. Ви помрете досить болючою смертю від жахливих перевантажень і гравітації. Але давайте уявимо, що з вами все буде в порядку. Що тоді станеться, якщо ви впадете в чорну діру?

Для початку давайте розглянемо приклад зі звичайною зіркою. Підлетіть до неї на певну відстань, а потім скоротіть його на половину, і її кутовий розмір здасться вам в два рази більше. Ще на половину-в чотири рази більше, і так далі. Саме так і працює геометрія звичайних об’єктів – чим ви до них ближче, тим більше вони здаються.

Але чорні діри не такі-скорочуючи відстань з ними ви помітите, що вони збільшуються набагато швидше, ніж будь-який інший об’єкт. Це відбувається через сильне викривлення простору. При цьому, чим ближче ви до горизонту подій, тим сильніше викривляється простір і більше збільшується діра. Таким чином, якщо ви присунетеся до тіні дуже близько, вона стане для вас настільки величезною, що закриє собою весь огляд попереду. Ви не будете бачити перед собою нічого, крім чорної порожнечі. Заходячи на внутрішню кругову орбіту, ви побачите, що навіть ззаду все починає темніти, так як простір тут сильно викривлено, і світло рухається інакше.

Читайте також: Вчені з’ясували, чому Марс обертається як дзига

Поки ви ще не досягли горизонту подій, у вас є шанс вирватися з обіймів чорної діри. Гравітація тут величезна, але не нескінченна. Використовуйте свої гравітаційні датчики, які покажуть, де спадний градієнт змінюється площиною – там і буде вихід. Простіше кажучи, йдіть на світло, його тут не так багато.

Що буде за горизонтом подій

Якщо ви вирішили рухатися далі і перетнути ту саму точку неповернення, ви почнете бачити, як світло позаду меркне і перетворюється в маленьку точку. Точка раптом загориться червоним, потім білим, потім стане синьою через гравітаційного зміщення і зрушень радіохвильового фону.

А потім … потім настане повне ніщо, абсолютна темрява, що не відбиває світло, яка почне повільно зводити вас з розуму. Потім ви нарешті зрозумієте, що пора бігти з цього свята темряви, і почнете шукати вихід за допомогою все тих же гравітаційних датчиків. Вони зможуть визначити гравітаційний градієнт у напрямку до сингулярності і вивести вас назовні.

Читайте також: Вчені почнуть пошуки гігантських позаземних технологій

Але як тільки ви подивитеся на датчики, то подумаєте, що вони зламалися. Вони будуть показувати, що гравітаційний градієнт йде відразу на всі боки, навіть в, здавалося б, протилежну від сингулярності. Чому так? Тому що Ви потрапили в чорну діру, і ви вже занадто глибоко, щоб вибратися. Але як таке можливо, якщо пройшло всього кілька секунд? А більшого і не треба. Ви ж не забули про сильне викривлення простору? Навіть потрапивши в надмасивну чорну діру, ви дістанетеся до її центру всього за лічені секунди.

Найгірше в цій ситуації те, що прискорення в будь-яку сторону лише сильніше затягне вас в сингулярність. І в цей момент до вас нарешті дійде, чому датчики барахлять і показують гравітаційний градієнт, спрямований на всі боки. Ви зрозумієте, що вони все ще справні і показують напрямок до сингулярності, просто сингулярність тепер всюди. І виходу звідси вже немає.