Что вижу - о том пою (aragont) wrote,
Что вижу - о том пою
aragont

Физики чего-то не договаривают

Нашёл в шкафу научно популярную книжку по общей теории относительности. Книжка оказалась хороша тем, что все выкладки про предполагаемое устройство вселенной даются всерьёз, без попыток объяснить что-то через бытовые аналогии. Впрочем, математические выкладки в ней можно и не читать, а сами уравнения Эйнштейна просто пропущены, как абсолютно неподъёмные для массового читателя.

Среди прочего в книге приводится уравнение чёрной дыры. И вот тут начинается интересное. Из формулы следует, что у границы дыры (той, откуда уже не вернуться) время и пространство начинают сокращаться. С точки зрения удаленного наблюдателя (нас) это выглядит как реализация древнегреческого мифа про Ахиллеса и черепаху. Предположим, что камушек падает в чёрную дыру и ему осталось долететь один метр. Камень лихо пролетает первые десять сантиметров, но мы-то со стороны видим, что он летит по сжатому пространству, в котором сантиметр уже не сантиметр, а 0,5 сантиметра. Значит с нашей точки зрения он про летел всего пять сантиметров, и, кроме того, попал в ещё более сжатую область пространства. Следующие десять сантиметров сожмутся в три сантиметра, следующие за ними в полтора и т.д. Если все посчитать, то камню придется пролететь бесконечное число таких отрезков, чтобы достичь границы. То же и со временем - с нашей точки зрения оно начнет тормозиться. За десять наших секунд пройдет пять секунд на камне, за следующие десять - три, потом полторы и т.д. Пропорции здесь точно такие же, как и с расстояниями. Если все правильно посчитать, то камень сможет достигнуть границы дыры за бесконечное время!

Это означает, что за время жизни вселенной ни одно тело не сможет упасть в черную дыру - не успеет.

Самое интересное, что, по той же логике, черная дыра просто не может возникнуть. Когда звезда начнет сжиматься под силой тяжести, то время на ее границе начнет останавливаться и полностью окуклиться в черную дыру она сможет, опять таки, за бесконечное время. Нечистоплотные популяризаторы обходят этот парадокс, сделав вид, что его не существует. Вот показательная цитата: "Не потребуется ли бесконечно длительный срок (с нашей точки зрения) для того, чтобы поверхность умирающей звезды достигла горизонта событий? И да, и нет!... несколько замешкавшихся атомов из внешних слоев умирающей звезды так и не смогут никогда перебраться под горизонт событий и обречены вечно парить над поверхностью со шварцшильдовским радиусом. Но участь этих нескольких отставших атомов не представляет интереса ни для каких практических целей". Тут автор скромно умалчивает, что его же предыдущие расчеты показывали, что черная дыра возникнет только тогда, когда самый последний атом звезды, самый последний нанограмм начальной массы упадет за очерченную сферу, и только тогда эта сфера станет горизонтом событий, из за которого уже не выбраться.

Есть ещё интересное следствие из этого парадокса: для самого камня силы тяжести нет и время не останавливается (падающие тела как и у Ньютона находятся в невесомости), а значит по своим ощущениям он довольно быстро влетит внутрь чёрной дыры и начнет падать к её центру, вот только по нашим часам это будет за бесконечностью, а значит где-то не в нашей вселенной.

Вот что пишет по этому поводу Сергей Попов доктор физико-математических наук, ведущий научный сотрудник Государственного Астрономического Института имени П.К. Штернберга МГУ: "... непосредственно увидеть черную дыру тяжело, и есть такой простой факт: нет никакой Нобелевской премии, выданной за открытие черных дыр. Значит, нет окончательного подтверждения. Практически все астрофизики готовы поспорить тысяча к одному, что они существуют, но полной уверенности нет."

P.S.
В совсем серьёзной (но легко читаемой) книге И.Д. Новикова и В.П. Фролова "Физика черных дыр" для спасения черных дыр применяется квантовая теория. Якобы, когда падающий на дыру камень сожмется в гравитационном поле до размера элементарной частицы, то он начнет жить по квантовым законам и сможет одним скачком "тунеллировать" внутрь дыры.
Tags: физика
Subscribe

  • Коллекционер открыток

    Наткнулся на потрясающий блог - strravaganza. Автор - фотограф и коллекционер старых фотокарточек. Как я понял из комментариев, хранит…

  • Квантовый пулемёт

    Нашёл в интернете описание интересного физического опыта. Если в ленту пулемёта зарядить случайным образом боевые и холостые патроны, то…

  • Условный рефлекс

    После 10 лет вождения стал замечать за собой определённый автоматизм при посадке в машину и высадке из нее. Сел, завел двигатель, пристегнулся,…

  • Post a new comment

    Error

    Anonymous comments are disabled in this journal

    default userpic

    Your reply will be screened

    Your IP address will be recorded 

  • 2 comments