Что внутри черной дыры?
[музыка]
Всем привет! С вами Дмитрий Побединский. Я рад приветствовать вас на канале КРТИ, и сегодня мы поговорим о чёрных дырах – загадочные космические объекты, поглощающие всю материю вокруг. Но всё же так ли они страшны? Давайте разберёмся!
Как устроена чёрная дыра? Как они появляются? Можно ли сделать чёрную дыру из пончика? И страшно ли в неё падать? Чёрная дыра – это объект, гравитация которого настолько огромная, что любое тело, подброшенное со сколь угодно огромной скоростью, будет не улетать в космос, а неизбежно притягиваться обратно с максимально возможной скоростью. Во Вселенной обладает свет, и даже он не может преодолеть гравитацию и покинуть пределы чёрной дыры.
Как же рождаются чёрные дыры? Ну, в большинстве случаев как раз-таки наоборот – они являются маленькими трупиками уже умерших звёзд. Ведь что такое звезда? Это огромный шар из раскалённого газа, в котором действует сила гравитации и пытается сжать его. Этим силам противостоят силы внутреннего давления, которые возникают из-за огромной температуры термоядерных реакций в центре звезды. Это словно воздушный шарик: изнутри его распирает давление воздуха, но с другой стороны его держит натяжение оболочки.
Звезда умирает, когда запасы топлива в ней заканчиваются. Тогда распирающая сила исчезает, и звезду начинает сжимать. При этом её плотность возрастает, и гравитация вокруг неё становится всё сильнее и сильнее. Если она сожмётся до радиуса меньше определённого, он называется радиусом Шварцшильда или гравитационным радиусом, то тогда её плотность будет настолько велика, что она станет чёрной дырой.
На самом деле, любой объект обладает таким радиусом. Можно взять человека каким-то неимоверным образом сжать его до размеров в 20 миллиардов раз меньше электрона, и тогда он станет чёрной дырой. Можно взять пончик, iPhone, Эйфелеву башню или даже Джастина Бибера, сжать до определённых размеров, и тогда возникнет маленькая чёрная дыра.
Нашу планету нужно сжать до размеров вишни – солнца, до шара диаметром 6 км. Мы пока не знаем, как это можно сделать. Единственное, что мы знаем, что звёзды тяжелее солнца более чем в три раза могут сжиматься до гравитационного радиуса сами по себе под действием собственной гравитации. Именно поэтому мы верим в то, что чёрные дыры могут возникать из звёзд.
Но что находится внутри чёрной дыры? Как она устроена? Под действием колоссальной гравитации вся материя сжимается в одну точку. Вы только представьте: триллионы триллиард килограмм в одной точке! Получается, что у неё бесконечная плотность – это мы называем сингулярность.
Любой объект, который приблизится к сингулярности на расстоянии меньше гравитационного радиуса, не сможет совладать с её огромной гравитацией и неизбежно упадёт на неё. То есть получается, вокруг сингулярности есть область, из которой нет пути обратно. Она ограничена так называемым горизонтом событий, и по сути, это и есть граница чёрной дыры.
Интересно, а что если вы упадёте в чёрную дыру? Давайте сначала посмотрим, что увидит ваш добрый напарник со стороны. Согласно общей теории относительности, в областях сильной гравитации время протекает медленней относительно областей с небольшой гравитацией. Поэтому со стороны будет видно: пока вы приближаетесь к горизонту событий, ваша скорость будет уменьшаться, вы будете двигаться медленней и в итоге вообще застываете около горизонта событий.
Напарник никогда не увидит, как вы пересекаете горизонт событий, потому что с его точки зрения время у вас полностью остановилось. К тому же свет, отражённый от вас, будет испытывать всё большее красное смещение и тускнеть. В итоге вы вообще исчезнете. Ну, с точки зрения напарника, но у вас всё будет происходить намного интереснее. Время будет течь своим чередом, и если чёрная дыра достаточно большая, то вы пролетите горизонт событий, ничего особо не заметив.
Просто-напросто, обратно дороги уже не будет. Другое дело, что рано или поздно вы начнёте превращаться в спагетти. Дело в том, что гравитационное поле вокруг сингулярности очень неоднородное: чем ближе к ней, тем оно сильнее. Получается, что, например, ваши ноги будут притягиваться намного сильнее, чем голова, и вы почувствуете растяжение. Оно будет настолько сильным, что в конечном итоге разорвёт вас ещё до падения к сингулярности. Учёные решили называть это нерастом, а достаточно креативно – спагеттификация.
Ну а когда атомы, из которых вы состояли, всё-таки упадут на сингулярность, что будет с ними происходить? Пока загадка, но я думаю, вам будет уже не до этого. Но опасаться чёрных дыр тоже не стоит, ведь во Вселенной их огромное количество: это и центры галактик, и квазары, и различные объекты в далёком космосе, и женские сумочки. Они либо очень далеко от нас, либо достаточно безобидные.
Но в любом случае они таят очень много загадок и нерешённых проблем. На этом всё. Ставьте лайки, подписывайтесь на наш канал, чтобы не пропустить новые видео. И спасибо за просмотр! [музыка]