Представьте на мгновение, что вы находитесь на борту космического корабля, оснащенного волшебным двигателем, способным разогнать вас до любой произвольно высокой скорости.
Это абсолютно и абсолютно невозможно, но оказывается, что все будет хорошо, по причинам, которые вы увидите через секунду.
Поскольку вы знаете, что ваш двигатель может разогнать вас быстрее скорости света, вы не боитесь черных дыр😉
В интересах научного любопытства вы позволяете себе провалиться сквозь горизонт событий одной из них. И не просто любой черной дыры, а тщательно выбранной, достаточно массивной, чтобы ее горизонт событий лежал достаточно далеко от центра.
Это делается для того, чтобы у вас было достаточно времени между пересечением горизонта событий и приближением к области безумного гравитационного градиента вблизи центра для проведения наблюдений и повторного побега.
По мере падения к черной дыре вы замечаете некоторые вещи, которые кажутся вам весьма необычными, но поскольку вы знаете общую теорию относительности — они не шокируют и не пугают вас.
- Во-первых, звезды позади вас — то есть в направлении, которое указывает в сторону от черной дыры, — становятся намного ярче. Свет от этих звезд, падающий в сторону черной дыры, под действием гравитации смещается в синюю сторону; свет, который раньше был слишком тусклым, чтобы его увидеть, в глубоком инфракрасном диапазоне, усиливается до такой степени, что становится видимым.
Одновременно черный участок неба, который является горизонтом событий, кажется странно увеличивающимся.
Из основ геометрии известно, что на таком расстоянии черная дыра должна занимать около половины градуса вашего обзора — другими словами, она должна быть примерно такого же размера, как полная луна, видимая с поверхности Земли. Но это не так.
На самом деле, она заполняет половину вашего обзора. Половина неба, от условного горизонта до условного горизонта, представляет собой чистую, пустую черноту.
А все остальные звезды, почти все небо, полное звезд, теснятся в полусфере, которая находится позади вас.
- По мере того как вы продолжаете падать, горизонт событий раскрывается под вами, так что вам кажется, будто вы спускаетесь в безликую черную чашу.
Тем временем звезды становятся все более и более плотными в круглой области неба с центром в точке, расположенной сразу за вами.
Горизонт событий не заслоняет звезды; вы можете сколь угодно долго наблюдать за звездой, находящейся на краю горизонта событий, и никогда не увидите, как она скроется за черной дырой.
Поле зрения, через которое вы видите остальную часть Вселенной, становится все меньше и меньше, как будто вы испытываете туннельное зрение.
- Наконец, перед самым пересечением горизонта событий вы видите, как вся остальная наблюдаемая вселенная сжимается до одной блестящей точки прямо за вами.
Если вы наведете телескоп на эту точку, то увидите не только свет всех звезд и галактик, но и любопытное тусклое красное свечение. Это космический микроволновый фон, усиленный до видимости интенсивной гравитацией черной дыры.
И тут точка гаснет. Все сразу, как будто Бог выключил рубильник.
Вы пересекли горизонт событий черной дыры
Сосредоточившись на поставленной задаче, зная, что у вас ограниченное время до того, как вы должны запустить двигатель своего волшебного космического корабля и покинуть черную дыру, вы обращаетесь к своим наблюдениям.
Вот только вы ничего не видите.
Ни в один из ваших телескопов не падает свет.
Вид из ваших окон чернее, чем просто чернота; вы смотрите на небытие.
Нечего видеть, нечего наблюдать…
Вы знаете, что где-то впереди вас ждет сингулярность… или, по крайней мере, все, что Вселенная сочтет нужным для существования в точке, где наша математика дает сбой.
Но у вас нет возможности наблюдать за ней. Ваша миссия провалена.
Разочарованный, вы решаете закончить свое приключение. Вы пытаетесь развернуть свой корабль так, чтобы ваш магический двигатель был направлен в сторону сингулярности и чтобы вы могли устремиться прочь с произвольно высокой скоростью, необходимой для того, чтобы избежать адского притяжения черной дыры.
Но вам помешали.
На вашем корабле есть чувствительные приборы, которые предназначены для определения градиента гравитации так, что вы можете понять где находитесь.
🧭Эти приборы должны указывать прямо на сингулярность, что позволит вам направить свой корабль в нужном направлении, чтобы спастись.
Вот только приборы идут вразнос. Они показывают, что сингулярность находится вокруг вас.
В каждом направлении градиент гравитации увеличивается.
↘️Если верить вашим приборам, вы находитесь в точке наименьшего тяготения внутри горизонта событий, и все направления указывают «вниз по склону» к центру черной дыры.
Поэтому любое направление, в котором вы направляете свой космический корабль, приближает вас к сингулярности и вашей смерти.
Это явная чушь. Вы не можете верить тому, что говорят вам ваши приборы. Это должно быть неисправность.
Но это не так. Это абсолютная правда.
Внутри горизонта событий черной дыры нет выхода.
Не существует направлений пространства, которые бы указывали в сторону от сингулярности.
Из-за искривления пространства-времени в пределах горизонта событий все траектории, которые могли бы унести вас от черной дыры, теперь направлены в прошлое.
Фактически, это и есть определение горизонта событий.
Это граница, отделяющая точки пространства, где есть траектории, направленные прочь от черной дыры, от точек пространства, где их нет.
Ваш волшебный бесконечно ускоряющийся двигатель бесполезен для вас… потому что вы не можете найти направление, в котором его можно направить❕
Сингулярность находится вокруг вас, в любом направлении, куда бы вы ни посмотрели.
И она становится все ближе🤫