Интеллектуальные развлечения. Интересные иллюзии, логические игры и загадки.

Добро пожаловать В МИР ЗАГАДОК, ОПТИЧЕСКИХ
ИЛЛЮЗИЙ И ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНЫХ РАЗВЛЕЧЕНИЙ
Стоит ли доверять всему, что вы видите? Можно ли увидеть то, что никто не видел? Правда ли, что неподвижные предметы могут двигаться? Почему взрослые и дети видят один и тот же предмет по разному? На этом сайте вы найдете ответы на эти и многие другие вопросы.

Log-in.ru© - мир необычных и интеллектуальных развлечений. Интересные оптические иллюзии, обманы зрения, логические флеш-игры.

Привет! Хочешь стать одним из нас? Определись…    
Если ты уже один из нас, то вход тут.

 

 

Амнезия?   Я новичок 
Это факт...

Интересно

Говоря биологическим языком, «bug» – это насекомое, которое сосет.

Еще   [X]

 0 

Шрифт: A A A

О размерах черных дыр на пальцах

Сегодня мы не знаем наверняка, что происходит под поверхностью (в смысле, за Горизонтом Событий) черной дыры. Мы можем лишь догадываться и предполагать. Так как непосредственное наблюдение внутренностей черной дыры нам сегодня недоступно (а может так статься, что не будет доступно никогда), самое верное, что нам остается, это взять лучшую существующую на сегодняшний день теорию, и попытаться предсказать, что там внутри черной дыры вообще может происходить.

Лучшая теория, в которой мы более–менее уверены (потому что она подтверждена непосредственными наблюдениями), на космических масштабах это Теория Относительности Эйнштейна. Как говорится, это не самое лучшее, что лучшее, но покуда это лучшее из того, что у нас есть.

Сами черные дыры, как червоточины пространства–времени, как раз и были вначале теоретически предсказаны в Теории Относительности, и лишь многие десятилетия спустя мы стали наблюдать их в реальности.

Потому, для исследования (а на самом деле — аргументированного теоретизирования) строения внутренностей черных дыр сам Эйнштейн велел пользоваться математикой Теории Относительности (ТО), покуда это лучшее, что мы можем натеоризировать, полагая, что раз остальные выводы ТО подтверждаются наблюдениями, то и на эти тоже можно более–менее положиться.

Согласно Теории Относительности космос представляет из себя гладкое пространство–время, кое–где искривленное наличием в космосе вещества (тензора энергии–импульса). Черные дыры делают с пространством–временем особо извращенную пертурбацию, они не просто гнут, а прямо–таки рвутпространство–время в клочья, от чего для описания пространства–времени вблизи черной дыры удобнее пользоваться не привычными нам декартовыми координатами, которые все изучали в пятом классе, а т.н. координатами (или диаграммой) Крускала.

Диаграмма Крускала не такой уж и сложный, но все–таки приличный матан, это хорошо видно в английской версии википедии, от чего сразу предлагаю перейти к ее упрощенному варианту, т.н. диаграмме Пенроуза, что по сути одно и тоже (даже визуально сходство заметно), только лишних линий меньше.

Для того, чтобы не взрывать с разбегу неподготовленные умы, широкой публике обычно демонстрируется только правая половина этой диаграммы, потому как народ начинает возбуждаться и неадекватно реагировать на слова "Parallel Universe", "White Hole" и так далее.

Диаграмма Пенроуза говорит о том, что пространство–время во Вселенной можно и нужно разделить на две части, часть где находимся мы, наша Вселенная, и часть, которая находится внутри Черной Дыры. Там уже не совсем наша Вселенная, точнее говоря, там часть нашей Вселенной, в которой пространство–время ведет себя не так, как мы привыкли. Эти две части разделены границей Горизонта Событий (Horizon), и на рисунке видно, что граница эта односторонняя, внутрь пройти можно (там стрелочка нарисована), а назад уже нет.

Это происходит, потому, что, строго говоря, граница Горизонта Событий не делит пространство–время на две части — внутри и снаружи. Она является местом соединения (ученые говорят "местом склейки") двух совершенно разных пространств–времен.

Принципиально разных.

Если мы возьмем формулы Теории Относительности, и начнем их решать в пространстве–времени, которое находится в нашей Вселенной (над Горизонтом Событий, то есть в квадранте I, там где ромбик с надписью Universe), то получим знакомые нам три координаты пространства и одну координату времени. Которые как–то там изменяются, искривляются в зависимости от присутствия массы, но все более–менее в привычных рамочках.

А если мы начнем решать те же самые формулы, но находится при этом будем внутри черной дыры (под Горизонтом Событий, в квандранте II, внутри треугольничка, у которого одна сторона пила не закусывая), то все решения будут говорить нам — чуваки, у вас пространство и время поменялись местами!

Выходит, что в тех местах, где мы ожидаем встретить наши знакомые пространственные координаты x, y и z вдруг начинает вылезать временная координата t и наоборот, там где мы ждем изменения по оси времени вдруг вылазят x, y и z, точнее их производные, хотя по большому счету, в нашем случае это одно и то же. То есть можно набраться храбрости и заявить: "Пространство стало временем, а время — пространством!"

NB! Внимание, автор категорически не рекомендует так заявлять вслух! Это не совсем верно, точнее совсем не верно. Время не становится пространствомна самом деле, просто формулы начинают указывать на то, что будто–бы происходит что–то подобное.

Получается, что пространство приобретает свойства, которые мы раньше связывали со временем, а время в какой–то мере, наделяется свойствами пространства.

Например, всем известно, что три координаты пространства у нас как–бы "свободные", мы можем двигаться по ним в любую сторону, а вот координата времени четко указывает вперед, и хочешь, не хочешь, а двигаться по ней можно только туда, куда указывает стрелка, то есть из прошлого в будущее.

Внутри черной дыры пространство–время устроено так, что нельзя двигаться куда хочешь. Можно двигаться только в центр, в сторону сингулярности. Которая в данном представлении получается не привычной нам точкой, а линией, да еще и специально рисуется кровожадно–зубчатой линией, чтобы показать неосторожному путешественнику, собравшемуся вместо Турции на отдых в черную дыру — "там конец, там съедят". Сингулярность черной дыры неизбежна (в данном случае, это, кстати, совсем не каламбур), как для нас неизбежно будущее, потому что она находится в пространственном будущем, то есть неизбежная судьба любого предмета, упавшего в черную дыру — оказаться в сингулярности. Куда бы ты не двигался, в какую сторону не пытался бы лететь — все равно пространство тебя вынесет аккурат к сингулярности.

Вот почему, кстати, из черной дыры невозможно выбраться. Не потому, что она "так сильно притягивает", хотя и это, конечно, тоже. А потому, что как в нашей привычной жизни, что бы ты ни делал, куда бы не двигался, все равно в прошлое не попадешь, а будущего не избежать, так и в черной дыре — все дороги ведут только к сингулярности, назад в прошлое, в обычную Вселенную пути уже нет.

В то же время, получается обратная штука, которую я вынес в пост собственно. Теоретически у времени нет предела, будущее простирается в бесконечность. Ну, то есть да, время жизни конкретно нашей Вселенной, скорее всего не бесконечно, ее ждет Тепловая Смерть (или даже Большой Разрыв), но если абстрагироваться, в будущее можно двигаться бесконечно долго, даже при Тепловой Смерти Вселенной время не остановится, просто в космосе перестанут происходить видимые процессы, от чего один момент времени станет неотличим от другого, но это уже начинается софистика, в любом случае до этого еще очень–очень–очень–очень долго и далеко.

Черная дыра тоже не вечна, из–за излучения Хокинга она должна, вроде бы, потихоньку испаряться. Но это очень–очень не быстрый процесс, черная дыра массой в Солнце будет испаряться ~1066 лет (не забываем, что возраст Вселенной всего только ~1010 лет!) от чего, можно с некой долей фантазии и упрощения, заявить, что размеры черной дыры звездной величины изнутри составляют как минимум 1066 световых лет, что внутри она если не бесконечно большая, то как минимум в 10000000000000000000000000000000000000000000000000000000 раз больше размеров Обозримой Вселенной.

Ну, и еще раз. Естественно, все это пока лишь досужие рассуждения и теоризирование. Что действительно происходит внутри черной дыры мы не знаем. Скажу больше, мы наверняка знаем, что там скорее всего не совсем то, что мы можем сегодня натеоризировать, Теория Относительности не полна, чтобы она точно работала в черных дырах, ее обязательно нужно поженить с квантовой механикой, а этого, вот уже почти целый век, не удается сделать никому. От чего реальность, вероятно, окажется еще более сложной и замороченной штукой, чем мы тут себе думаем и рассуждаем сегодня.

Dmitry

опубликовать на FaceBook
← Назад?       Случайная заметка       Похожая       Вперед! →

4 комментария  

0
darsa

не знал что на пальцах бывают черные дыры..

0
taarhlia

hi, my name is taarhlia, please contact me through my email here (taarhlia999@hotmail.com) it is very important pls? i will be waiting to read from you. thank's?

0
taarhlia

hi, my name is taarhlia, please contact me through my email here (taarhlia999@hotmail.com) it is very important pls? i will be waiting to read from you. thank's?

0
Ruth

Сколько читаю про черные дыры, ловлю себя на мысли, что наблюдения внутри нашей вселенной всех ее законов — это как "китайская комната" супротив теории Тьюринга. А вообще возможно найти маленькую чд размером со стадион, например, потребуется такая же энергия для подлета к горизонту событий?

Отпишись
Ваш лимит — 2000 букв

Включите отображение картинок в браузере  →