Иллюстрация черной дыры. (Изображение предоставлено: solarseven / Getty Images)
Черные дыры образуют естественные машины времени, которые позволяют путешествовать как в прошлое, так и в будущее. Но не стоит ожидать, что в ближайшее время мы отправимся в гости к динозаврам.
В настоящее время у нас нет космических кораблей, которые могли бы доставить нас к черной дыре. Но даже если оставить эту деталь в стороне, попытка путешествия в прошлое с помощью черной дыры может стать последним, что вы когда-либо сделаете.
Что такое черные дыры?
Черная дыра – это чрезвычайно массивный объект, который обычно образуется, когда умирающая звезда коллапсирует сама на себя.
Подобно планетам и звездам, черные дыры имеют вокруг себя гравитационные поля. Гравитационное поле – это то, что удерживает нас на Земле, и то, что заставляет Землю вращаться вокруг Солнца.
Как правило, чем массивнее объект, тем сильнее его гравитационное поле.
Гравитационное поле Земли делает полет в космос чрезвычайно трудным. Именно поэтому мы строим ракеты: нам нужно лететь очень быстро, чтобы вырваться из земного притяжения.
Гравитационное поле черной дыры настолько сильно, что даже свет не может вырваться из него. Это впечатляет, ведь свет – самое быстрое, что известно науке!
Кстати, именно поэтому черные дыры черные: мы не можем отразить свет от черной дыры так, как мы можем отразить луч фонарика от дерева в темноте.
Растяжение пространства
Общая теория относительности Альберта Эйнштейна говорит нам, что материя и энергия оказывают любопытное воздействие на Вселенную. Материя и энергия изгибают и растягивают пространство. Чем массивнее объект, тем больше пространство растягивается и изгибается вокруг него.
Массивный объект создает своего рода долину в пространстве. Когда объекты приближаются, они падают в долину.
3D-иллюстрация Земли и Солнца в искаженном пространстве-времени. (Изображение предоставлено: vchal / Shutterstock)
Вот почему, когда вы приближаетесь достаточно близко к любому массивному объекту, включая черную дыру, вы падаете по направлению к ней. Именно поэтому свет не может покинуть черную дыру: стороны долины настолько крутые, что свет не может двигаться достаточно быстро, чтобы выбраться наружу.
Долина, созданная черной дырой, становится все круче и круче по мере приближения к ней с расстояния. Точка, в которой она становится настолько крутой, что свет не может выбраться, называется горизонтом событий.
Горизонты событий интересны не только для потенциальных путешественников во времени: они также интересны для философов, потому что они влияют на то, как мы понимаем природу времени.
Читайте также: Являются ли черные дыры червоточинами?
Растяжение времени
Когда пространство растягивается, растягивается и время. Часы, находящиеся рядом с массивным объектом, будут тикать медленнее, чем часы, находящиеся рядом с гораздо менее массивным объектом.
Часы вблизи черной дыры будут тикать очень медленно по сравнению с часами на Земле. Один год вблизи черной дыры может означать 80 лет на Земле, как вы, возможно, видели в фильме «Интерстеллар».
Таким образом, черные дыры можно использовать для путешествий в будущее. Если вы хотите перенестись в будущее Земли, просто пролетите рядом с черной дырой, а затем вернитесь на Землю.
Если вы подлетите достаточно близко к центру черной дыры, ваши часы будут тикать медленнее, но вы все равно сможете спастись, если не пересечете горизонт событий.
Лазейки во времени
А как насчет прошлого? Вот здесь все становится по-настоящему интересным. Черная дыра так сильно изгибает время, что оно может обернуться против самого себя.
Представьте себе лист бумаги и соедините два конца, чтобы получилась петля. Именно так черная дыра, похоже, поступает со временем.
Это создает естественную машину времени. Если бы вам удалось каким-то образом попасть в петлю, которую физики называют замкнутой кривой времени, вы бы оказались на траектории в пространстве, которая начинается в будущем и заканчивается в прошлом.
Внутри петли вы также обнаружите, что причину и следствие трудно распутать. Вещи, которые находятся в прошлом, вызывают события, происходящие в будущем, которые, в свою очередь, вызывают события, происходящие в прошлом!
Загвоздка
Итак, вы нашли черную дыру и хотите использовать свой надежный космический корабль, чтобы вернуться назад и навестить динозавров. Удачи.
Есть три проблемы. Во-первых, вы можете путешествовать только в прошлое черной дыры. Это означает, что если черная дыра была создана после вымирания динозавров, то вы не сможете вернуться достаточно далеко назад.
Во-вторых, чтобы попасть в петлю, вам, вероятно, придется пересечь горизонт событий. Это означает, что для того, чтобы выйти из петли в определенное время в прошлом, вам придется покинуть горизонт событий. Это означает путешествие быстрее света, что, как мы уверены, невозможно.
В-третьих, и это, наверное, самое страшное, вы и ваш корабль подвергнетесь «спагеттификации». Звучит аппетитно, правда?
К сожалению, это не так. Когда вы пересечете горизонт событий, вы будете растянуты, как лапша. На самом деле, вероятно, вы были бы растянуты настолько, что стали бы просто ниточкой атомов, закручивающейся по спирали в пустоту.
Так что, хотя размышлять о свойствах черных дыр, искривляющих время, очень забавно, в обозримом будущем визит к динозаврам должен остаться в области фантастики.
Работает экологическим и научным журналистом более 15 лет. Пишет о науке, культуре, космосе и устойчивом развитии. Внештатный автор сайта «Знание – свет».
