Судный день в черной дыре — Naked Science
13 минут
Редакция

Судный день в черной дыре

Что произойдет, если черная дыра внезапно пройдет мимо солнечной системы? Насколько это вероятно? Что мы увидим, оказавшись в недрах темного монстра? 

1
©Wikipedia

Черные дыры ? одно из самых устрашающих явлений в космосе. Сила их притяжения настолько чудовищна, что она искривляет пространство и время до неузнаваемости.

 

Поневоле задаешься вопросом, что произойдет, если подобный монстр вдруг появится или пролетит вблизи нашей солнечной системы?

 

Чтобы ответить на этот вопрос, следует, прежде всего, прояснить ряд других. На каком расстоянии она возникнет? Откуда появится? Насколько массивной окажется черная дыра?

 

Возможность визита черной дыры

 

Начнем с того, что от нашего Солнца подобных пакостей ждать не приходится: для гравитационного коллапса требуется звезда раз в 10-15 массивнее. По соседству в нашей галактике таких звезд тоже нет и не предвидится. Ближе всего к нам красные карлики ? каждый весит где-то 8-60% массы Солнца. 

 

Красный карлик в представлении художника

©NASA

 

В остатке имеем лишь две возможности. Первая ? черная дыра спонтанно возникает по соседству. Можем успокоить народ, опасающихся адронных коллайдеров, больших и маленьких ? такая опасность нам не грозит. 

 

А вот вторая ? более реальна. В 2000 году астрофизики подтвердили существование черных дыр, странствующих по Вселенной. Но, тем не менее, вероятность прохождения одной из них мимо солнечной системы исчезающе мала.

 

Но изучить ее стоит.

 

Как черные дыры искривляют пространство-время

 

На большом расстоянии черная дыра ведет себя как обычный объект с большой массой, т. е. подчиняется законам классической механики и закону всемирного тяготения Ньютона. Фактически, по поведению отличить голубого карлика весом в 265 солнц от черной дыры такой же массы невозможно.

 

Но стоит лишь приблизиться к темному монстру, как в действие вступают законы общей теории относительности Эйнштейна, согласно которым сила гравитация способна искривлять пространство-время, в особенности, если речь идет о черной дыре.

 

Черная дыра «в действии» в представлении художника

©ESO/L. Cal?ada/M.Kornmesser

 

Приближаясь к массивному чудовищу на космолете, вы заметите, что чем ближе становится черная дыра, тем больше нагрузки испытают двигатели корабля, пытаясь удержаться на круговой орбите.

 

Наступит момент, когда уже ничто не сможет сдержать ваше неуклонное погружение по спирали в горизонт событий черной дыры. Оттуда даже свет уже не в состоянии вырваться.

 

Вы окажетесь внутри черной дыры на пути к сингулярности, ядру бесконечно искривленного пространства-времени, в котором перестают действовать известные нам законы физики.

 

В процессе вашего приближения к темному монстру время начнет замедляться. Для вас, впрочем, ничего не изменится, но для наблюдателя извне время вокруг вашего корабля начнет течь подобно сиропу. Когда вы окажетесь у горизонта событий, снаружи будет казаться, будто вы застыли в неподвижности. Поскольку свет не способен вырваться из черной дыры, это будет последнее, что о вас узнают.

 

Приближение черной дыры

 

Давайте представим себе, что невероятное случилось. Массивная черная дыра за пределами нашей галактики оказалась вблизи свеженькой сверхновой, которая вытолкнула гиганта на скорости в несколько сотен километров в секунду в нашу сторону. 

 

Как же мы узнаем об этом?

 

А никак. По крайней мере, до тех пор, пока черная дыра не начнет взаимодействовать с каким-либо видимым объектом ? ведь даже свет не способен вырваться из ее «недр».

 

Поэтому вместо того, чтобы искать черный волосок на темном ковре, давайте подумаем, как определить приближение гиганта опосредованно.

 

Во-первых, материя, попавшая под воздействие черной дыры, испускает потоки частиц, которые могут дойти до нас.

 

Во-вторых, искривление окружающего пространства черной дырой тоже может быть замечено землянами. Гравитационная линза, предсказанная общей теорией относительности Эйнштейна, неоднократно отмечалась астрономами вблизи массивных объектов ? галактик, черных дыр или нашего солнца.

 

И все же, даже при идеальных обстоятельствах заметить приближение темного монстра будет трудно. Чтобы астрономы сумели зафиксировать изменение в излучении звезды, черная дыра должна пройти точно между ней и нами, фактически пересечь ее лучи. Но даже в этом случае потребуется большое везение, чтобы заметить этот эффект.

 

Наконец, черная дыра может оказать гравитационное воздействие на небесные объекты: планеты, звезды, астероиды и кометы. Таким образом, мы приходим к первоначальному вопросу: на каком расстоянии от солнечной системы пройдет наша гипотетическая черная звезда?

 

Черная дыра в созвездии Единорога и ее спутница B(e)-звезда в представлении художника

©Casares et al. / Nature / NPG

 

Судный день

 

Понятно: чем ближе, тем хуже для нас. Представьте себе воробья, пролетающего сквозь паутину между ветками деревьев. Близкое соседство с этим монстром способно изменить любую планетарную орбиту, выворотить всю солнечную систему из пазов.

 

Если гравитация черной дыры хоть чуть-чуть приблизит нашу орбиту к солнцу, или наоборот ? отдалит от него, в первую очередь начнутся чудовищные изменения климата, невиданной величины цунами, тайфуны и землетрясения.

 

В худшем случае, прохождение рядом с нами черной дыры, может запустить нас прямо в раскаленное жерло солнца, или же выбить из солнечной системы в холодный ад космоса.

 

Как мягко выразился однажды известный астрофизик Нил Деграсс Тайсон: «День, когда черная дыра решит нанести солнечной системе визит, окажется весьма печальным».

 

Изображение двойной черной дыры

©NASA

 

Путешествие в черную дыру

 

А теперь представим себе, что наш гость оказался не просто черной дырой, а сверхмассивным монстром, с горизонтом событий, превышающим раз в пять всю солнечную систему. Естественно такой гигант поглотит нас вместе с солнцем и всеми планетами как белая акула несчастного тунца.

 

Но сумеем ли мы хотя бы заглянуть внутрь темного чудовища? Допустим, мы создали некое силовое поле, которое защитит нашу планету от любых воздействий извне, включая и чудовищную гравитацию в миллионы G. Земля по спиралевидной орбите снижается к горизонту событий нежеланного визитера.

 

В случае гигантской черной дыры с массой в пять миллионов солнц, например, той, что находится прямо в центре нашей галактики, у нас будет примерно 16 секунд для спуска после пересечения горизонта событий, пока мы не достигнем сингулярности.

 

Сверхмассивная черная дыра глазами художника

©NASA/JPL-Caltech

 

Во время этого путешествия мы сможем увидеть звезды ? ведь свет от них проникает и в черные дыры ? но искривленное пространство-время сильно изменит их до неузнаваемости. Нам будет казаться, будто мы смотрим в окуляр невообразимого калейдоскопа.

 

Вблизи сингулярности вся Вселенная сожмется вокруг нас в тонкую сияющую голубым светом полоску, а затем то, что осталось от Земли, войдет в точку бесконечного искривления, с которой граничат известные нам пространство и время. 

 

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Вчера, 12:24
6 минут
Сколтех

Масс-спектрометры широко используются в науке для анализа сверхсложных химических и биологических смесей. Ученые из Сколтеха разработали модификацию масс-спектрометра, измеряющего массы по частотам вращения ионизированных молекул в сильных магнитных полях, позволяющую повысить точность измерений масс молекул. Они научились делать электромагнитную измерительную «ионную ловушку», которая позволяет добиться максимальной точности в условиях ультравысоких магнитных полей.

Вчера, 14:06
5 минут
Илья Ведмеденко

Согласно представленным данным, российских специалистов исключили из экспертной группы, которая обсуждает перспективы создания новой станции на орбите Луны. Ранее стало известно о противоречиях технического характера, возникших между Россией и Западом.

7 часов назад
2 минуты
Илья Ведмеденко

В США прошла презентация концепта скоростного вертолета Defiant-X. Машина выполнена на базе Sikorsky-Boeing SB-1 Defiant, совершившего первый полет в 2019 году.

Позавчера, 19:05
4 минуты
Мария Азарова

Пациент — уроженец Исландии Феликс Гретарссон, лишившийся верхних конечностей более 23 лет назад из-за несчастного случая на работе — уже идет на поправку.

22 января
52 минуты
Александр Березин

Решение Совета по космосу РАН повременить с созданием сверхтяжелой ракеты для полетов на Луну звучит странно. Куда откладывать лунную ракету, когда в США средство полета туда отправится в космос уже в 2022 году? Если присмотреться к ситуации внимательно, все еще хуже. Starship — не просто ракета для полетов к Луне и Марсу, а технологическое решение, которое навсегда перевернет военно-политический баланс на Земле. Попробуем разобраться, откуда у «Роскосмоса» такое нежелание посылать людей в дальний космос и как прорывной проект Илона Маска может оказаться дорогой к настоящей Звезде Смерти.

22 января
4 минуты
Ольга Иванова

Особенно это касается витаминов D и A, а также холестерина и незаменимых аминокислот. Все эти показатели у детей, которых кормили в соответствии с веганским меню, оказались значительно ниже, чем у малышей, придерживавшихся обычной диеты.

4 января
2 минуты
Илья Ведмеденко

В России приступили к летным испытаниям нового Ту-214. По имеющимся данным, речь идет о третьем и заключительном экземпляре Ту-214ПУ, изготовленном по контракту от 2017 года.

6 января
42 минуты
Александр Березин

Попытки нашей страны создать замену сверхмассовому биплану советской эпохи терпят неудачи вот уже тридцать лет. Причина проста: кризис легкомоторной авиации в целом. Когда-то самая передовая часть авиастроения сегодня застряла на решениях большой древности — и без резкого изменения всей концепции "летающего такси" так и не увидит заметных результатов.

4 января
7 минут
Василий Парфенов

Наступление Мирового океана на сушу, как правило, связывают с глобальным потеплением. Однако испанские геологи описали еще одну проблему, которая только усугубляет ситуацию. Они подсчитали, что из-за проседания почв территория, на которой проживает 19% населения Земли, окажется ниже уровня моря уже к 2040 году.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий
Подтвердить?
Лучшие материалы
Предстоящие мероприятия
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: