Всесвіт

Як астронавт побачить появу чорної діри? Відповідає стівен хокінг

Книга Стівена Хокінга ” Коротка історія часу: від великого вибуху до чорних дір»«Коротка історія часу: від великого вибуху до чорних дір» — найпопулярніша книга Стівена Хокінга. У ній простою мовою розповідається про появу Всесвіту, про природу простору і часу, чорних дір, теорії суперструн і про деякі математичні проблеми.«Щоб зрозуміти, що побачить людина, що спостерігає колапс зірки і & nbsp; утворення чорної діри, треба врахувати, що в теорії відносності немає абсолютного часу: для кожного спостерігача час тече по-своєму.

Спостерігач на поверхні зірки сприймає час не так, як він на великій відстані від неї — через більшу напруженість гравітаційного поля на кордоні зірки.Уявімо собі відважного астронавта, балансуючого на поверхні зірки, що стискається. Він вирішив залишитися там на час колапсу і щомиті (за своїм годинником) посилає сигнали на обертається навколо зірки космічний корабель.

Photo by Niketh Vellanki on UnsplashВ & nbsp;якийсь момент по годинах астронавта & nbsp; — наприклад, рівно о 11:00 & nbsp; — зірка, стискаючись, піде під критичний радіус, на якому гравітаційне поле стає настільки сильним, що ніщо вже не може покинути поверхню світила. Стало бути, сигнали астронавта не зможуть досягти корабля. У міру наближення до & nbsp; 11:00 супутники астронавта, що спостерігають за ним з  борту орбітального корабля, помітять, що інтервали між послідовними сигналами колеги стають все довшими.

Ефект цей буде досить незначний до 10 годин 59 хвилин 59 секунд.Між прийомом сигналу, відправленого астронавтом в  10 годин 59 хвилин 58 секунд, і сигналом в 10 годин 59 хвилин 59 секунд пройде лише трохи більше секунди, а  ось сигналу, посланого в  11:00 по годинах астронавта, доведеться чекати вічно. Світлові хвилі, випромінені з & nbsp; поверхні зірки між 10 годинами 59 хвилинами 59 секундами і & nbsp;11 годинами рівно по годинах астронавта, виявляться розтягнутими на нескінченний проміжок часу з точки зору екіпажу орбітального корабля.

Інтервал між прийнятими хвилями на космічному кораблі буде з кожним разом все довшим, і & nbsp;тому світло зірки буде тьмяніти і зміщуватися в  червону область спектра.В якийсь момент зірка стане настільки непримітною, що її не можна буде розгледіти з борту космічного корабля, — на її місці залишиться лише зяюча в просторі чорна діра. Правда, чорна діра продовжить впливати на космічний корабель все з тією ж силою тяжіння, змушуючи його рухатися по навколозоряній орбіті.

Втім, це все ж не зовсім реалістичний сценарій — і все через наступну проблему.Photo by Neven Krcmarek on UnsplashСила тяжкості слабшає в міру віддалення від зірки, і & nbsp; тому сила тяжіння, що діє на ноги бравого астронавта, завжди буде більше сили, що діє на його голову. Під дією різниці цих сил тіло астронавта витягнеться, як спагетті, або взагалі виявиться розірвано на частини ще до того, як зірка досягне критичного радіусу, коли виникає горизонт подій!Правда, вважається,що і куди більші об’єкти у Всесвіті, такі як центральні області галактик, теж можуть відчувати гравітаційний колапс з утворенням чорних дір (на зразок надмасивної чорної діри в центрі Чумацького Шляху.

 — Прим. перти.).

Астронавт, який опинився на поверхні такого об’єкта, спочатку, до моменту утворення чорної діри, буде зберігати цілісність. Він, в & nbsp; сутності, нічого особливого не відчує, коли зірка стиснеться до критичного радіусу, і  цілком може пройти точку неповернення, абсолютно цього не помітивши. А & nbsp;всього через кілька годин за часом астронавта, у міру продовження колапсу, різниця гравітаційних сил, що діють на його голову і ноги, все одно стане досить великою, щоб розірвати його на частини.

Існують рішення рівнянь загальної теорії відносності, що дозволяють астронавту побачити голу сингулярність: він може уникнути зіткнення з сингулярністю, замість цього пролетіти через Кротову нору і вийти в іншу область Всесвіту.Photo by Bryan Goff on Unsplashце відкриває чудові можливості для подорожей в & nbsp;просторі і & nbsp;часу, але, на жаль, схоже, що такі рішення вкрай нестабільні: найменше обурення & nbsp; — наприклад, присутність астронавта  – може так вплинути на розрахунки, що астронавт не побачить сингулярності, поки не зіткнеться з нею, і на цьому його існування закінчиться. Іншими словами, сингулярність завжди буде перебувати в майбутньому і ніколи-в минулому”.

Книга “Коротка історія часу: від великого вибуху до чорних дір”: https://bit.ly/2Dtvb43 ” щоб посилити відчуття причетності, я зосередився на областях, в яких працював сам. Технічні подробиці моїх досліджень дуже складні, але я впевнений, що основні ідеї цілком можна передати без особливого математичного навантаження.
Сподіваюся на те, що у мене це вийшло ” поділіться цією статтею в соціальних мережах і не забудьте підписатися на АСТ nonfiction 🙂

Related posts

Leave a Comment