Чорна діра. Що всередині чорної діри?

Як для вчених минулих століть, так і для дослідників нашого часу найбільшою загадкою космосу є чорна діра. Що всередині цієї зовсім незнайомій для фізики системи? Які закони там діють? Як іде час в чорній дірі, і чому звідти не можуть вирватися навіть кванти світла? Зараз ми спробуємо, звичайно ж, з точки зору теорії, а не практики, розібратися в тому, що всередині чорної діри, чому вона, в принципі, утворилася й існує, як вона притягує об`єкти, які її оточують.

Для початку опишемо цей об`єкт

Отже, чорною дірою іменується певна область простору у Всесвіті. Виділити її як окрему зірку або планету неможливо, так як це не тверде і не газове тіло. Не маючи базових розумінь того, що таке простір-час і як ці вимірювання можуть видозмінюватися, неможливо осягнути того, що знаходиться всередині чорної діри. Справа в тому, що ця область не є лише просторової одиницею. Це об`єкт, який спотворює як три відомих нам вимірювання (довжину, ширину і висоту), так і тимчасову шкалу. Вчені впевнені в тому, що в районі горизонту (так називається область, навколишнє діру) час приймає просторове значення і може рухатися як вперед, так і назад.

Пізнаємо таємниці гравітації

Якщо ми бажаємо розібратися в тому, що всередині чорної діри, розглянемо детально, що таке гравітація. Саме це явище ключове у розумінні природи так званих «кротячих нір», з яких не вибирається навіть світло. Гравітацією називається взаємодія між усіма тілами, які мають матеріальну основу. Сила такого тяжіння залежить від молекулярного складу тіл, від концентрації атомів, а також від їх складу. Чим більше частинок сколлапсировала в певній ділянці простору, тим більше гравітаційна сила. Це нерозривно пов`язано з Теорією Великого вибуху, коли наш Всесвіт був розміром з горошину. Це був стан максимальної сингулярності, і в результаті спалаху квантів світла простір стало розширюватися за рахунок того, що частки відштовхувалися один від одного. З точністю до навпаки описується вченими чорна діра. Що всередині такої штуковини відповідно до ТБЗ? Сингулярність, яка дорівнює показникам, властивим нашого Всесвіту в момент зародження.

Як потрапляє матерія в «Кротова нору»?

Існує думка, що людина ніколи не зможе зрозуміти, що відбувається всередині чорної діри. Так як, потрапивши туди, він буде буквально роздавлений гравітацією і силою тяжіння. Насправді це не зовсім так. Так, дійсно, чорна діра представляє собою область сингулярності, де все стисло до максимуму. Але це зовсім не «космічний пилосос», який здатний затягнути в себе всі планети і зірки. Будь-який матеріальний об`єкт, який опинився на горизонті подій, спостерігатиме сильне спотворення простору і часу (поки що ці одиниці стоять окремо). Евклідова система геометрії почне давати збої, іншими словами, паралельні прямі перетнуться, обриси стереометричних фігур перестануть бути звичними. Що стосується часу, то воно буде поступово сповільнюватися. Чим ближче ви будете наближатися до діри, тим повільніше будуть йти годинник щодо Земної часу, але ви цього не помітите. При попаданні в «Кротова нору» тіло буде падати з нульовою швидкістю, але при цьому дана одиниця буде дорівнювати нескінченності. Це парадокс кривизни, який прирівнює нескінченне до нуля, що остаточно зупиняє час в області сингулярності.

Реакція на випромінюється світло

Єдиним об`єктом у космосі, який притягує світло, є чорна діра. Що всередині неї знаходиться і в якому воно там вигляді - невідомо, але вважають, що це непроглядна темрява, яку уявити собі неможливо. Світлові кванти, потрапляючи туди, не просто зникають. Їх маса множиться на масу сингулярності, що робить її ще більше і збільшує її гравітаційні сили. Таким чином, якщо всередині «кротові нори» ви включите ліхтарик, щоб озирнутися, він не буде світитися. Випромінюються кванти будуть постійно множитися на масу діри, і ви, грубо кажучи, лише збільшите своє становище.

Чорні діри на кожному кроці

Як ми вже розібралися, основою освіти точок неповернення є гравітація, величина якої там в мільйони разів перевершує земну. Точне уявлення про те, що таке чорна діра, подарував світові Карл Шварцшильд, який, власне, і відкрив той самий горизонт подій і точку неповернення, а також встановив, що нуль в стані сингулярності дорівнює нескінченності. На його думку, чорна діра може утворитися в будь-якій точці простору. При цьому певний матеріальний об`єкт, що має сферичну форму, повинен досягти гравітаційного радіуса. Наприклад, маса нашої планети повинна вміститися в обсязі одного горошку, щоб стати чорною дірою. А Сонце повинне мати діаметр в 5 кілометрів при своїй масі - тоді його стан стане сингулярним.

Горизонт освіти нового світу

Закони фізики та геометрії відмінно діють на землі і у відкритому космосі, де простір наближається до вакууму. Але вони повністю втрачають свою значимість на горизонті подій. Саме тому з математичної точки зору неможливо розрахувати, що всередині чорної діри. Картинки, які можна придумати, якщо викривляти простір у відповідності з нашими уявленнями про світ, напевно далекі від істини. Встановлено лише, що час тут перетворюється в просторову одиницю і, швидше за все, до існуючих вимірам додаються ще якісь. Це дає можливість вважати, що всередині чорної діри (фото, як відомо, цього не покаже, тому що світло там з`їдає сам себе) утворюються зовсім інші світи. Ці Всесвіти можуть складатися з антиречовини, яке нині незнайоме ученим. Також існують версії, що сфера неповернення - це лише портал, який веде або в інший світ, або в інші точки нашого Всесвіту.

Народження і смерть

Куди більш загадковим явищем, ніж існування чорної діри, є її зародження або зникнення. Сфера, викривляє простір-час, як ми вже з`ясували, утворюється в результаті колапсу. Це може бути вибух великої зірки, зіткнення двох і більше тіл в космосі і так далі. Але яким чином матерія, яку теоретично можна було б обмацати, перетворилася в область спотворення часу? Загадка знаходиться в процесі роботи. Але за нею йде друге питання - чому такі сфери неповернення зникають? І якщо чорні діри випаровуються, то чому з них не виходить той світ і вся космічна матерія, яку вони втягнули? Коли речовина в зоні сингулярності починає розширюватися, гравітація поступово знижується. В результаті чорна діра просто розчиняється, і на її місці залишається звичайне вакуумне космічний простір. З цього випливає ще одна загадка - куди поділося все те, що в неї попало?

Гравітація - наш ключ до щасливого майбутнього?

Дослідники впевнені в тому, що енергетичне майбутнє людства може сформувати саме чорна діра. Що всередині цієї системи, поки що невідомо, але вдалося встановити, що на горизонті подій будь матерія трансформується в енергію, але, звичайно ж, частково. Приміром, людина, опиняючись близько точки неповернення, віддасть 10 відсотків своєї матерії для її переробки в енергію. Цей показник просто колосальний, він став сенсацією у астрономів. Справа в тому, що на Землі при ядерному синтезі матерія переробляється в енергію лише на 0,7 відсотка.