Чи є чорні діри машинами часу? Так, але є одна заковика

Чорні діри утворюють природні машини часу, які дають змогу подорожувати як у минуле, так і в майбутнє. Але не варто очікувати, що найближчим часом ви вирушите у гості до динозаврів.

Про це для видання The Conversation розповідає Сем Барон з Австралійського католицького університету, передають OstanniPodii.com.

Наразі у нас немає космічних апаратів, які могли б наблизити нас до чорної діри. Але навіть якщо залишити осторонь цю деталь, спроба подорожі у минуле за допомогою чорної діри може стати останнім, що ви коли-небудь зробите.

Що таке чорні діри?

Чорна діра - це надзвичайно масивний об′єкт, який зазвичай утворюється, коли зоря при своїй смерті колапсує, тобто втискається сама в себе.

Подібно до планет і зірок, чорні діри мають навколо себе гравітаційні поля. Гравітаційне поле - це те, що утримує нас на Землі, і те, що змушує Землю обертатися навколо Сонця.

Як правило, чим масивніший об′єкт, тим сильніше його гравітаційне поле.

Гравітаційне поле Землі робить політ у космос надзвичайно важкою задачею. Саме тому ми будуємо ракети: нам потрібно летіти дуже швидко, щоб вирватися від земного тяжіння.

Гравітаційне поле чорної діри настільки сильне, що навіть світло не може вирватися з нього. Це вражає, адже світло - найшвидше, що відомо науці!

До речі, саме тому чорні діри чорні: ми не можемо відбити світло від чорної діри так, як ми можемо відбити світло ліхтарика від дерева у темряві.

Розтягнення простору

Загальна теорія відносності Альберта Ейнштейна говорить нам, що матерія та енергія мають цікавий вплив на Всесвіт. Матерія та енергія згинають і розтягують простір. Що масивніший об′єкт, то більше простір розтягується й згинається навколо нього.

Масивний об′єкт створює свого роду впадину в просторі. Коли об′єкти наближаються, вони падають у впадину.

Credit: Gabriel Pérez Díaz, SMM (IAC).

Ось чому, коли ви підходите досить близько до будь-якого масивного об′єкта, включно з чорною дірою, ви падаєте до неї. Саме тому світло не може покинути чорну діру: боки впадини настільки круті, що світло не може рухатися досить швидко, щоб вибратися назовні.

Впадина, створена чорною дірою, стає дедалі крутішою й крутішою в міру наближення до неї з відстані. Точка, в якій вона стає настільки крутою, що світло не може вибратися, називається горизонтом подій.

Горизонти подій цікаві не тільки для потенційних мандрівників у часі: вони також цікаві для філософів, тому що вони впливають на те, як ми розуміємо природу часу.

Розтягування часу

Коли простір розтягується, розтягується й час. Годинник, що знаходиться поруч із масивним об′єктом, буде цокати повільніше, ніж годинник, що знаходиться поруч з набагато менш масивним об′єктом.

Годинник поблизу чорної діри цокатиме дуже повільно порівняно з годинником на Землі. Один рік поблизу чорної діри може означати 80 років на Землі, як ви, можливо, бачили у фільмі "Інтерстеллар".

Таким чином, чорні діри можна використовувати для подорожей у майбутнє. Якщо ви хочете перенестися в майбутнє Землі, просто пролетіть поруч із чорною дірою, а потім поверніться на Землю.

Якщо ви підлетите досить близько до центру чорної діри, ваш годинник цокатиме повільніше, але ви все одно зможете врятуватися, якщо не перетнете горизонт подій.

Петлі в часі

А як щодо минулого? Ось тут усе стає по-справжньому цікавим. Чорна діра так сильно вигинає час, що він може обернутися проти самого себе.

Уявіть собі аркуш паперу та з′єднайте два кінці, щоб вийшла петля. Саме так чорна діра, схоже, чинить із часом.

Це створює природну машину часу. Якби вам вдалося якимось чином потрапити в петлю, яку фізики називають замкнутою кривою часу, ви б опинилися на траєкторії, яка проходить через простір, яка починається в майбутньому і закінчується в минулому.

Усередині петлі ви також виявите, що причину і наслідок важко розплутати. Речі, які перебувають у минулому, спричиняють події, що відбуваються в майбутньому, які, своєю чергою, спричиняють події, що відбуваються в минулому!

Заковика

Отже, ви знайшли чорну діру й хочете використати свій надійний космічний корабель, щоб повернутися назад і відвідати динозаврів. Удачі.

Є три проблеми. По-перше, ви можете подорожувати тільки в минуле чорної діри. Це означає, що якщо чорну діру було створено після вимирання динозаврів, то ви не зможете повернутися досить далеко назад.

По-друге, щоб потрапити в петлю, вам, імовірно, доведеться перетнути горизонт подій. Це означає, що для того, щоб вийти з петлі в певний час у минулому, вам доведеться покинути горизонт подій. Це означає подорож швидше за світло, що, як ми впевнені, неможливо.

По-третє, і, ймовірно, найгірше, ви і ваш корабель зазнаєте "спагетування". Звучить апетитно, правда?

На жаль, це не так. Коли ви перетнете горизонт подій, ви будете розтягнуті, як спагеті. Насправді, ймовірно, ви були б розтягнуті настільки, що стали б просто ниточкою атомів, що закручується по спіралі у порожнечу.

Тож, хоча думати про властивості чорних дір, що викривляють час, і кумедно, у найближчому майбутньому відвідування динозаврів має залишитися у сфері фантазій.

! Читайте ще цікаві новини про космос на сайті, або слідкуйте за ними на Facebook.