Ученые рассказали, как упасть в черную дыру и выжить
Физики из Гриннелл-колледжа (США) Лео и Шаньшань Родригес ответили на вопрос 12-летней школьницы из Индии: может ли человек упасть в черную дыру и остаться в живых.
Статья опубликована в The Conversation.
Черные дыры — одни из самых распространенных астрофизических объектов в нашей Вселенной. Они могут различаться по размеру и быть электрически заряженными, как электроны или протоны в атомах. Некоторые черные дыры вращаются.
Есть два типа черных дыр, которые следует рассмотреть в контексте вопроса. Первый тип не вращается, электрически нейтрален и имеет массу, сравнимую с солнечной.
Второй тип — это сверхмассивная черная дыра, масса которой от миллионов до миллиардов раз превышает массу нашего Солнца.
Помимо разницы в массе, эти два типа черных дыр отличает радиальное расстояние — дистанция от центра до горизонта событий. Горизонт событий черной дыры — точка невозврата. Все, что проходит через эту точку, будет поглощено черной дырой и исчезнет из известной нам Вселенной.
На горизонте событий гравитация черной дыры настолько сильна, что никакие механические силы не могут преодолеть ее или противодействовать ей. Даже свет, самый быстро движущийся объект в нашей Вселенной, не может избежать притяжения — отсюда и появился термин «черная дыра».
Радиальный размер горизонта событий зависит от массы соответствующей черной дыры и является ключевым фактором выживания человека при попадании в нее.
Для черной дыры с массой нашего Солнца горизонт событий будет иметь радиус около 3 км. А вот у сверхмассивной (около 4 млн солнечных масс) черной дыры в центре нашей галактики горизонт событий имеет радиус около 11,7 млн км.
Человек, падающий в черную дыру звездных размеров, окажется намного ближе к центру черной дыры, прежде чем пересечет горизонт событий, в отличие от падения в сверхмассивную черную дыру.
Это означает, что из-за близости центра черной дыры сила притяжения будет различаться в 1000 миллиардов раз от головы до пальцев ног, в зависимости от того, как именно человек падает. В этом случае человек испытает спагеттификацию: вытянется в длинную тонкую форму, напоминающую спагетти и, скорее всего, не выживет.
Что же касается падения в сверхмассивную черную дыру, человек достиг бы горизонта событий намного дальше от центрального источника гравитационного притяжения, а это означает, что разница в гравитационном притяжении между головой и пальцами ног почти равна нулю. Таким образом, человек сможет безболезненно пройти через горизонт событий, не превратиться в длинную тонкую лапшу и выжить.
Однако большинство черных дыр, которые мы наблюдаем во Вселенной, окружены очень горячими аккреционными дисками, в основном состоящими из газа и пыли. Эти диски определенно не гостеприимны и сделают путешествие в черную дыру чрезвычайно опасным.
Итак, чтобы войти в черную дыру безопасно, вам нужно найти сверхмассивную черную дыру, которая полностью изолирована и не питается окружающим материалом, газом или звездами.
Кроме того, нужно помнить, что падающий человек не сможет послать какую-либо информацию о своих открытиях обратно за горизонт событий. Его путешествие и наблюдения будут потеряны для всей остальной Вселенной.
«Но он будет наслаждаться приключениями, пока будет жив… ЕСЛИ будет жив», — заключили физики.
Фото: Leo Rodriguez and Shanshan Rodriguez
Для черных дыр пришлось придумать новую категорию размеров
Астрономы зафиксировали, как черная дыра медленно «пожирает» звезду
