Есть ли жизнь внутри черных дыр?

В. А. Березин

В книге рассказывается о теории относительности и черных дырах, а также рассматриваются ряд смежных вопросов астрофизики – космологии и обсуждается проблема жизни во Вселенной, отчасти, с элементами научной фантазии (но не совсем фантастики). При этом факты об устройстве мира приводятся, за редкими исключениями, в готовом виде, а история открытий почти не затрагивается. Это позволит читателю быстрее познакомиться с тем, что стало известно в результате многих веков раздумий и исследований ученых.

© В. А. Березин, 2022

© В. И. Докучаев, 2022

© Ю. Н. Ерошенко, 2022

ISBN 978-5-0056-7830-0

Создано в интеллектуальной издательской системе Ridero

Предисловие

В центре нашей Галактики находится сверхмассивная ЧЕРНАЯ ДЫРА. На первый взгляд, это нечто ужасное (и даже само название звучит устрашающе), но черная дыра может быть вполне безопасной и даже может стать убежищем и новым комфортным домом для наших отдаленных потомков. В этой книге мы обсудим возможность переселения человечества или других продвинутых цивилизаций в черные дыры. Но сначала нужно понять, что вообще собой представляют черные дыры, каковы их свойства и как они устроены внутри.

Ключевое слово в физике черных дыр — это гравитация, гравитационное поле. Вот именно с гравитации мы и начнем. В первых главах мы кратко расскажем о гравитации и Общей теории относительности, а затем перейдем к черным дырам и другим увлекательным вещам, которые может создавать гравитация. В том числе речь будет идти о тоннелях в пространстве-времени — о кротовых норах. Мы не приводим доказательств и детальных обоснований большинства утверждений, а стараемся лишь отмечать, что из описываемого является твердо установленным фактом, а что — гипотезой или пробной теорией. Также по ходу рассказа мы кратко напомним простейшие сведения об устройстве нашего мира, чтобы стало понятнее, какое место в нем занимают черные дыры.

Главное, что нужно знать о черных дырах, можно выразить буквально в нескольких фразах. Черная дыра — это массивный объект, не имеющий твердой поверхности, но окруженный условной сферической границей, называемой горизонтом событий. Гравитационное поле вблизи горизонта настолько велико, что никакой предмет, не может вылететь из черной дыры наружу, если он в нее упал. Из-под горизонта выбраться нельзя. Даже свет не может покинуть черную дыру, потому этот объект и был назван «черным». Не отпуская от себя свет, он должен выглядеть со стороны как черное пятно. Черные дыры с массами, в несколько раз превосходящими массу Солнца, образуются при сжатии и взрывах звезд после выгорания в них ядерного топлива. Обычно это сопровождается вспышками сверхновых. Другие варианты образования черных дыр — это сжатие массивных облаков газа или звездных скоплений в центрах галактик, либо слияние множества мелких черных дыр в одну большую. В этом случае образуются сверхмассивные черные дыры с массами, в миллионы и миллиарды раз больше, чем масса Солнца. Масса черной дыры может быть сконцентрирована в ее центре — в центральной точке, называемой сингулярностью. В этом случае между горизонтом и сингулярностью находятся пустые пространства или выходы в другие вселенные. Это означает, что внутри черной дыры много свободного места. И весьма возможно, что там обосновались и счастливо живут продвинутые цивилизации.

Мы пользуемся многими вещами, не зная, как они устроены внутри, из чего сделаны и как функционируют. Например, можно целыми днями смотреть телевизор, уметь переключать каналы, и для этого не обязательно разбираться в электронике и хорошо представлять себе внутреннее устройство телевизора, если только мы не специалисты из ремонтной мастерской или конструкторы электронной техники. Примерно так же мы можем пользоваться многими функциями данного нам мира, быть его «юзерами», не зная его устройства. Но некоторых людей это не удовлетворяет, и они стремятся понять мир, разобраться в его конструкции и даже улучшить.

Для понимания черных дыр нам тоже придется побыть немного в роли специалистов-физиков, заглянуть внутрь и в суть физических вещей. Начать рассказ о черных дырах придется издалека. Сначала мы опишем сцену, на которой выступают наши главные герои — черные дыры, и постепенно перейдем к самим черным дырам. Этой сценой является наша Вселенная — космос, в которой действуют законы физики. А из физических законов нам, прежде всего, понадобятся законы теории относительности.