На uCrazy 15 лет 4 месяца
О спагеттификации: есть ли шансы выжить при падении в чёрную дыру, не превратившись в «космическую лапшу»?
Кажется, что термин «спагеттификация» должен использоваться в пищевой промышленности, но он из совершенно другой области. Астрофизики обозначают этим термином ужасающее явление, которое может произойти с человеком или любым другим объектом при приближении к черной дыре.
Спагеттификация или «эффект лапши» возникает под действием большой приливной силы в мощнейшем гравитационном поле черной дыры. При этом происходит сильное растяжение объектов по вертикали и горизонтали, превращая их в длинные «макароны» из субатомных частиц. Кем-то такая страшная судьба при падении в черную дыру видится как неизбежность, однако некоторые специалисты описывают сценарии, при которых можно спастись от превращения в космические макароны.
Как человеческое тело или любое другое скопление материи превращается в «спагетти»?
Объяснением здесь служит «градиент силы тяжести», то есть изменение силы тяжести в зависимости от расстояния до обладающего массой тела. Чем ближе один объект к другому, тем больше сила притяжения, но это отношение не является взаимно-однозначным. Если сократить расстояние вдвое, то сила тяжести увеличится вчетверо.
Теперь представим космонавта, плавающего в космосе вблизи черной дыры – ногами к горизонту событий, то есть к точке невозврата, откуда его по спирали засосет в сингулярность. В районе нижних конечностей притяжение будет сильнее, чем у головы.
На достаточном удалении эта разница не особенно заметна, но чем ближе к черной дыре, тем сильнее она будет ощущаться. В конечном итоге разница силы притяжения в разных частях тела пересилит прочность тканей человека – кожи, мышц, костей и всего остального. Они будут разрываться на все более мелкие кусочки и устремляться в черную дыру в виде тех самых макаронин.
То, на каком расстоянии от черной дыры происходит спагеттификация, зависит от массы космического объекта. Если она равна солнечной, превращение в спагетти завершится ещё до того, как пальцы ног условного космонавта приблизятся к точке невозврата. Но чем крупнее дыра, тем больше её горизонт событий и тем слабее гравитационный градиент.
Выглядит очень нелогично, но это прямо вытекает из общей теории относительности и переосмысленного Эйнштейном представления о гравитации. В его интерпретации это не столько притяжение, сколько скатывание по кривым в ткани пространства-времени. Чем больше масса черной дыры, тем менее крутыми являются эти траектории. Таким образом, сразу за горизонтом событий сила гравитации меняется медленнее.
Чтобы получить эффект спагеттификации у крупной черной дыры, нужно приблизиться к самому горизонту событий, а в случае со сверхмассивной, которая в миллионы раз тяжелее Солнца, это, вероятнее всего, произойдет даже после пересечения горизонта событий. При этом теории, выдвигающиеся некоторыми астрофизиками, предполагают, что индивид может уцелеть. Пусть и пропав навсегда для своих друзей и родных.
Возможно ли избежать спагеттификации
Ученые описали несколько моделей того, что может происходить за горизонтом событий, но консенсуса в этом вопросе нет, так как математические расчеты упираются в неразрешимые парадоксы.
Астрофизики предложили на суд общественности несколько весьма занимательных сценариев развития событий. В 2012 году физики-торетики из Университета Калифорнии предположили, что всякая материя, достигающая точки невозврата, будет немедленно испепелена излучением, генерирующимся испарением черной дыры. Спагеттификации в этом случае ожидать не приходится, но летальный исход, тем не менее, гарантирован.
Надеяться на счастливый конец можно в том случае, если черная дыра вращается. Это более чем вероятно, так как большинство этих объектов формируются в результате гибели звезд. Когда черные образуются в результате коллапса вращающейся массивной звезды, они сохраняют весь угловой момент, который не был исторгнут в виде выброшенного газа.
Вращение черной дыры заметно усложняет физику происходящих процессов. Плотный космический объект закручивает вокруг себя пространственно-временной континуум, в результате чего создаются два горизонта событий – один внутри другого.
Большинство физиков-теоретиков предполагают, что всякая не превратившаяся ранее в «спагетти» материя, достигшая внутренней точки невозврата, будет либо разорвана в клочья, либо сожжена упомянутым выше излучением испарения черной дыры. Однако некоторые ученые-теоретики считают иначе. По их мнению, вариантов развития событий за пределами этого внутреннего горизонта бесконечно много, и среди них наверняка есть такое будущее, в котором «путешественник» переживет прохождение сквозь черную дыру.
Дело в том, что у вращающихся черных дыр есть еще одна странная особенность. Сингулярность представляет собой не точку, к которой стремится вся материя. Это кольцо, и если войти в него «под нужным углом», то можно проскользнуть и оказаться за пределами черной дыры – возможно даже в другой Вселенной. Информация об этом в наш родной мир не просочится, поэтому никто из нас не узнает о благополучном завершении перехода.
Таким образом, мы никогда не добудем достоверных свидетельств очевидцев относительно того, возможно ли избежать спагеттификации внутри черных дыр. Ответ может быть только теоретическим, но чтобы получить его, нужно для начала создать теорию, которая объединит обычную физику с субъядерной.
Как человеческое тело или любое другое скопление материи превращается в «спагетти»?
Объяснением здесь служит «градиент силы тяжести», то есть изменение силы тяжести в зависимости от расстояния до обладающего массой тела. Чем ближе один объект к другому, тем больше сила притяжения, но это отношение не является взаимно-однозначным. Если сократить расстояние вдвое, то сила тяжести увеличится вчетверо.
Теперь представим космонавта, плавающего в космосе вблизи черной дыры – ногами к горизонту событий, то есть к точке невозврата, откуда его по спирали засосет в сингулярность. В районе нижних конечностей притяжение будет сильнее, чем у головы.
На достаточном удалении эта разница не особенно заметна, но чем ближе к черной дыре, тем сильнее она будет ощущаться. В конечном итоге разница силы притяжения в разных частях тела пересилит прочность тканей человека – кожи, мышц, костей и всего остального. Они будут разрываться на все более мелкие кусочки и устремляться в черную дыру в виде тех самых макаронин.
То, на каком расстоянии от черной дыры происходит спагеттификация, зависит от массы космического объекта. Если она равна солнечной, превращение в спагетти завершится ещё до того, как пальцы ног условного космонавта приблизятся к точке невозврата. Но чем крупнее дыра, тем больше её горизонт событий и тем слабее гравитационный градиент.
Выглядит очень нелогично, но это прямо вытекает из общей теории относительности и переосмысленного Эйнштейном представления о гравитации. В его интерпретации это не столько притяжение, сколько скатывание по кривым в ткани пространства-времени. Чем больше масса черной дыры, тем менее крутыми являются эти траектории. Таким образом, сразу за горизонтом событий сила гравитации меняется медленнее.
Чтобы получить эффект спагеттификации у крупной черной дыры, нужно приблизиться к самому горизонту событий, а в случае со сверхмассивной, которая в миллионы раз тяжелее Солнца, это, вероятнее всего, произойдет даже после пересечения горизонта событий. При этом теории, выдвигающиеся некоторыми астрофизиками, предполагают, что индивид может уцелеть. Пусть и пропав навсегда для своих друзей и родных.
Возможно ли избежать спагеттификации
Ученые описали несколько моделей того, что может происходить за горизонтом событий, но консенсуса в этом вопросе нет, так как математические расчеты упираются в неразрешимые парадоксы.
Астрофизики предложили на суд общественности несколько весьма занимательных сценариев развития событий. В 2012 году физики-торетики из Университета Калифорнии предположили, что всякая материя, достигающая точки невозврата, будет немедленно испепелена излучением, генерирующимся испарением черной дыры. Спагеттификации в этом случае ожидать не приходится, но летальный исход, тем не менее, гарантирован.
Надеяться на счастливый конец можно в том случае, если черная дыра вращается. Это более чем вероятно, так как большинство этих объектов формируются в результате гибели звезд. Когда черные образуются в результате коллапса вращающейся массивной звезды, они сохраняют весь угловой момент, который не был исторгнут в виде выброшенного газа.
Вращение черной дыры заметно усложняет физику происходящих процессов. Плотный космический объект закручивает вокруг себя пространственно-временной континуум, в результате чего создаются два горизонта событий – один внутри другого.
Большинство физиков-теоретиков предполагают, что всякая не превратившаяся ранее в «спагетти» материя, достигшая внутренней точки невозврата, будет либо разорвана в клочья, либо сожжена упомянутым выше излучением испарения черной дыры. Однако некоторые ученые-теоретики считают иначе. По их мнению, вариантов развития событий за пределами этого внутреннего горизонта бесконечно много, и среди них наверняка есть такое будущее, в котором «путешественник» переживет прохождение сквозь черную дыру.
Дело в том, что у вращающихся черных дыр есть еще одна странная особенность. Сингулярность представляет собой не точку, к которой стремится вся материя. Это кольцо, и если войти в него «под нужным углом», то можно проскользнуть и оказаться за пределами черной дыры – возможно даже в другой Вселенной. Информация об этом в наш родной мир не просочится, поэтому никто из нас не узнает о благополучном завершении перехода.
Таким образом, мы никогда не добудем достоверных свидетельств очевидцев относительно того, возможно ли избежать спагеттификации внутри черных дыр. Ответ может быть только теоретическим, но чтобы получить его, нужно для начала создать теорию, которая объединит обычную физику с субъядерной.
Комментарии1
