În interior - o gaură neagră

Până acum am vorbit despre procesele în jurul găurii negre. Să ne întoarcem acum la cele mai interesante și intrigante: încercați să mergeți la marginea unei găuri negre - la marginea prapastiei (nu poate fi umplut cu nimic), și să încerce să se uite în interior.

Cu toate acestea, știm că cuvântul „uite“ este nepotrivit aici. Vezi ce se întâmplă în interiorul unei găuri negre este imposibil, chiar și atinge limitele. Pentru a face acest lucru, urmați în gaura neagră. În principiu, este posibil, de exemplu, cu o cădere liberă simplă (fiind într-o navă spațială) în domeniul unei gravitatiei gaură neagră. Pentru un timp adecvat finit al observatorului incidentul acesta ajunge la orizont și va continua să scadă în continuare.

Dar noi știm deja că această călătorie va avea un cosmonaut, consecințele cele mai grave. La urma urmei, din gaura neagră, nimic nu este returnat, nimic la spațiul cosmic. El nu va fi niciodată în stare să se întoarcă și cosmonautul, indiferent de putere nu au avut motoare de rachetă ale aparatelor sale. El nu poate, de asemenea, ne trimite o parte din mesajul său observații (deși poate continua să primească comunicări de la noi). Cu toate acestea, în principiu, o astfel de călătorie posibilă. Ceea ce-l așteaptă în interiorul unei găuri negre?

Înainte de a merge cu un astronaut, amintesc de un alt fenomen gravitațional bine cunoscut tuturor. Este vorba despre forțele gravitaționale mareelor. Aceste forțe apar deoarece toate organismele care sunt într-un câmp gravitațional, au o anumită dimensiune. Un câmp gravitațional este întotdeauna eterogen, și diferite puncte de organisme care atrag se confruntă cu puțin diferită forță gravitațională.

Lăsați corpul într-un câmp gravitațional al planetei. puncte ale corpului, mai aproape de planeta va experimenta o atracție mai puternică decât un punct distanțat mai departe. Această diferență se numește forțele gravitaționale și forța mareelor ​​tinde să se întindă, rupe corpul. Forța mareelor ​​este mai mare, cu atât mai puternic schimbarea câmpului gravitațional din punct în punct. Această „diferență“ puterea manifestată prin cădere liberă a corpului, și în pace. În acest sens, este foarte diferit de acțiunea gravitației, care nu se manifestă într-o stare de cădere liberă.

Desigur, în condiții normale, de exemplu, în cabina de pilotaj a unei nave spațiale care zboară în jurul Pământului, forțele mareelor ​​sunt nesemnificative, invizibile. Ele sunt imperceptibile pentru corpurile obișnuite de pe suprafața Pământului. Dar ele sunt proporționale cu dimensiunea corpurilor. Prin urmare, se pare (foarte mult) pentru întregul Pământ, supus gravitației de pe Lună. forța mareelor ​​în considerare cauze în oceane, de unde și numele lor.

Dar să revenim la observatorul care se încadrează într-o gaură neagră. În primul rând, introducerea pe suprafața stelei, care este într-o stare de colaps relativist. Forțele opuse ale presiunii materialului stea în același timp, practic, nici o gravitate creșterea rezistenței, suprafața stelei se intersectează cu raza gravitațională și continuă să scadă în continuare. Procesul nu se poate opri, și într-o perioadă scurtă de timp (ceasul observatorului de pe suprafața stelei), suprafața se va micșora până la un punct, iar densitatea materiei devine infinit. Realizat, după cum spun fizicienii, o stare de singular. Decât este caracterizat?

Fără a intra în detalii, vom răspunde la această întrebare: atunci când se apropie de o singularitate forțele gravitaționale mareelor ​​tind la infinit. Acest lucru înseamnă că orice organism (inclusiv observatorul nostru imaginar) va fi reziliat. Același lucru se aplică oricărui organism care se încadrează într-o gaură neagră, după contracția stelei, ea nu atinge singularitatea. Pot cumva evita care se încadrează într-o singularitate, în cazul în care organismul este deja sub orizont?

Se pare, nr. Se încadrează în singularitatea este inevitabilă. Cum ar fi un astronaut sau manevrată de pe racheta, indiferent cât de puternic motor, racheta va cădea rapid în singularitatea.

Cel mai mult timp „lung“, că racheta poate exista în interiorul unei găuri negre, după trecerea la orizont este de aproximativ momentul în care lumina parcurge o distanță egală cu dimensiunea găurii negre. Acest scurt moment. Pentru gaura cu o masă de zece mase solare cât mai mult timp posibil „lung“ este egal cu existența doar o sută de miime de secundă.

Pentru a supraviețui este cel mai mult timp „lung“, nava trebuie să efectueze următoarea manevră. Dacă se încadrează într-o gaură neagră pentru a include motoarele la putere maximă în timpul apropierii la orizont, astfel încât aproape opri la orizont. După aceea, trebuie să opriți motorul și să permită navei să cadă liber de-a lungul razei (de la orizont la singularitatea). Timpul pentru toamna si va fi durata de viață maximă. Orice încercare de a astronauti ca o frână prin pornirea motorului care se încadrează în gaura neagră, sau încercările de a trimite o navă la mișcarea orbitală va duce doar la faptul că nava va cădea în singularitatea într-o perioadă mai scurtă de timp (ore astronaut).

Cum poate fi asta? - Cititorul va cere. Ei bine, suntem de acord că activitatea motoarelor nu sunt în măsură să depășească forța enormă de gravitație într-o gaură neagră și a opri rachete. dar încă are nevoie de un pic de frână pentru a încetini căderea, face mai mult? Și mai ales această inhibare nu accelera căderea!

Cu toate acestea, în interiorul unei găuri negre este posibil. Faptul că, inclusiv motoarele, astronautul propulsează racheta (să-un apel> în raport cu racheta în cădere liberă (racheta B). Dar accelerează racheta, așa cum am amintit curge mai încet timp. Și în interiorul unei găuri negre, acest factor este decisiv . rachete și încă se încadrează în singularitatea. Dar, din cauza faptului că ceasul de pe ea a mers mult mai lent în ceea ce privește B, rachete, atunci întregul proces de toamna a luat pe ceas și mai puțin timp. merge ceas mai lent o „Nati-cabine“ mai puține secunde (sau fracțiuni de secundă), adică, din punctul de vedere al orelor picătură a fost mai lung! Iată un paradox.

Să ne întoarcem acum la problema forțelor gravitaționale mareelor. Să comparăm forțele de maree, care acționează asupra astronautii în cabina unei nave spațiale pe orbită în jurul Pământului și astronaut care se încadrează într-o gaură neagră.

În primul caz, corpul astronautul fortele mareice se intinda mod complet neostentativ, acțiunile lor corespund cu o atmosferă de presiune zece lob.

Dacă se încadrează în gaura neagră a puterii enorme chiar și la limita ei. Se pare, este mai mica masa și dimensiunea găurii, cu atât mai mare forțele mareice la orizont. Pentru gaura cu o masă de o mie de mase solare forțe mareelor ​​corespund la o sută de presiune atmosfere. O astfel de sarcină organismul uman nu poate supraviețui mai mult. Pentru gauri negre mai mici, forțele de maree la granița chiar mai mult.

Prin urmare, în cazul în care o gaură neagră are o masă mai mică de o mie solare, bărbatul sa apropiat de ea, nu poate supraviețui.

Desigur, atunci când nava se încadrează chiar și într-o gaură neagră foarte mare la limita în cazul în care persoana nu este în pericol de a fi sfâșiată de maree

Forțele E, nava începe în cele din urmă să scadă incontrolabil la singularitatea și apoi pe termen nelimitat în creștere forțele de maree va fi mai devreme sau mai târziu rupt orice organism. Deci, nu doresc să se sinucidă, astronautul nu va din proprie inițiativă, să pătrundă în gaura neagră.

Noi am considerat un astfel de experiment de gândire teribilă pentru a arăta esența principalelor fenomene care au loc în interiorul găurii negre - creșterea galopantă a forțelor mareice, care se încheie o singularitate. De ce este acest lucru atât de important?

Faptul este că în vecinătatea singularitatii în sine forțele de maree enorme duce la o schimbare în legile fizice stabilite în condiții care sunt departe de aceste extreme. Ne uităm la unele dintre ele, în a doua parte a cărții. Acum, spun doar că, la singularitate, spațiul și timpul nu sunt doar un „cot“ cel mai puternic mod, dar, de asemenea, pierd este, probabil, un caracter continuu, se încadrează într-un interval indivizibile singur - Quanta. Nu vom locui în detaliu în acest sens în primul rând, pentru că cititorul, și așa mai departe, probabil, obosit de a încerca să-și imagineze un astfel de lucru ciudat, și în al doilea rând, pentru că teoreticienii încă nu prea știu exact ce se întâmplă . Aceasta este marginea de taiere a păianjenii gravitaționale.

Dar ceea ce este sigur despre „curajul“ de gaura neagra, este extrem de interesant.

Această cunoaștere - rodul unei lucrări mari și complexe a mai multor teoreticieni din întreaga lume.