В чём проделана «чёрная дыра», и что скрывается внутри

В чём проделана «чёрная дыра», и что скрывается внутри

Это правильные вопросы. Почему «чёрные дыры» именуются именно так? «Чёрные» — это понятно. С точки зрения астрофизиков «чёрный» (или «тёмный») значит «не излучающий». Но «дыра»? В чём? И, кстати уж, если уж и дыра, то что же тогда внутри?

Ответы на эти вопросы известны и формально очень просты. Что, однако, не мешает им вызывать несварение человеческого рассудка. «Чёрная дыра» — отверстие, сферический разрыв в пространстве-времени. То есть, место, где пространства нет. Соответственно, — и вот эту мысль принять особенно трудно — какое-либо «внутри» у чёрной дыры отсутствует. Как нет у неё, например, и центра. Ведь, и «центр», и «внутри» — понятия определённые лишь в пространстве.

...Крепость сия, действительно, не берётся с налёта. Прежде чем представить картину её требуется хотя бы поверхностно понять. Например, если уж чёрная дыра имеет сферическую форму, то как обойтись без центра, который по геометрии сфере положен? Но ключевым словом здесь будет «геометрия». Какая? Допустим, евклидова. И в абстрактном геометрическом понимании центр у чёрной дыры, разумеется, есть. Проблема здесь в том, что реальное физическое пространство не плоское, и натянуть на евклидовы оси его нельзя. Вытекающим из евклидовых представлений «центру» чёрной дыры, как и окружающему его «внутреннему объёму», какое-либо место в нашей вселенной не соответствует.

И здесь придётся сказать несколько слов о «представлениях». Есть реальность и есть представления о ней, причём одно не тождественно другому. Представления это то, как мы реальность себе представляем, представлять же её можно по-разному. Чёрные дыры, например, появились — с начала лишь на бумаге — из представлений о гравитации, как искривлении пространства-времени массой. Причём, это не единственное из возможных представлений о гравитации, даже не лучшее и, по большому счёту, на данный момент уже устаревшее. Но оно оказалось достаточно хорошо, чтобы черные дыры, предсказанные в его рамках, действительно были найдены. Это годное, рабочее представление. Так что, и будем им оперировать.

Будем оперировать, понимая, что вопросы «гнётся ли пространство на самом деле, и если да, то почему гнётся» — неправомерны. Ибо упираются в вопрос, чем является «пространство» как таковое. А это — совсем уж неправильный вопрос. Пространство — философская категория, применяемое нами для описания физической реальности. В ощущении оно не дано. То есть, ответ на данный вопрос зависит только от нас. От того, как мы эту категорию в данном конкретном случае применили. В данном же случае — гнётся, потому что мы его таким качеством наделили.

Сложно? А так получается. Начиная с некоторого уровня в физике без философии делать нечего. Так как дорога к пониманию приводит к понятиям фундаментальным.

Но кстати о физике. О том, как выглядит, образуется и действует дыра в пространстве. Если представить пространство упругой поверхностью, а тела — стальными шариками, под воздействием массы будут образовываться углубления — воронки. Однако, если уж нечто наделяется упругостью, то это качество измеримо и имеет предел. И при достаточно высоком давлении на единицу площади, этот предел может быть превышен. То есть, с ростом массы и плотности тела воронка становится всё глубже, а её стены всё круче. «Разрывом пространства» станет ситуация, при которой на некоторой глубине стены воронки окажутся вертикальными.

Данное представление удобно, так как позволяет понять релятивистские эффекты, возникающие при падении тела на черную дыру (почему в данном случае именно «на», а не «в Украину» — существенный, но отдельный вопрос). В первый момент тело, начинающее скатываться в воронку с точки зрения наблюдателя ускоряется. Но потом начинает замедляться, так как, хотя скорость и продолжает расти, падение становится круче, и проекция вектора на горизонтальную плоскость — именно её видит сторонний наблюдатель, — укорачивается. Наконец, перейдя в вертикальное пикирование, тело с точки зрения наблюдателя останавливается. Его координата не меняется. О чём наблюдатель, впрочем, уже может только догадываться, так как объект более не наблюдает. Почему? Потому что, воронка выдавлена и во времени тоже. Секунды на падающем объекте с точки зрения наблюдателя тянутся всё дольше, фотоны им испускаются всё реже, длина волны излучения растёт. Пока не уходит за пределы порога измерения.

...Красиво. Но модель с шариками и упругой поверхностью имеет и очевидный недостаток. Допустим, воронка углубляется, в какой-то момент пространство, не выдержав натяжения рвётся, возникает дыра и… упс. Шарик выпал. Воронка схлопнулась, а масса, нарушив закон сохранения, ушла и мира. Очевидно, так быть не может.

Не может, потому что модель упрощена избыточно. И не учитывает, что шарик уйти с поверхности не способен. Ведь, движение — это измерение пространственных координат со временем. Тело неотрывно привязано к пространству, область которого занимает, и если пространство прорвётся… Вот это самое интересное.

Что случается с шариком, когда пространство под ним лопается? Он тоже лопается. В рамках вышеописанной модели с момента образования чёрной дыры тело уже не шар, а труба, стенки которой имеют стремящуюся к нулю толщину и длину стремящуюся к бесконечности.

С точки зрения наблюдателя масса коллапсировавшего тела не покидает вселенную, оказавшись внутри чёрной дыры. Поскольку «внутри» не применимо к данной ситуации, снаружи же остаться не позволяет превысившая всякие пределы гравитация, методом исключения вещество «замораживается» уже почти вне пределов пространства и времени, — но только «почти», — на границе объекта.Источник: "Цитадель адеквата"

<hr/>

Опубликовано 08 декабря 2021 Комментариев 0 | Прочтений 714