Чорні діри утворюють природні машини часу, які дозволяють подорожувати як у минуле, так і в майбутнє. Але не очікуйте, що незабаром ви повернетеся до динозаврів.
Зараз у нас немає космічного корабля, який міг би наблизити нас до чорної діри. Але навіть якщо залишити цю дрібницю осторонь, спроба подорожі в минуле за допомогою чорної діри може бути останньою справою, яку ви коли-небудь робите.
Що таке чорні діри?
Чорна діра — це надзвичайно масивний об’єкт, який зазвичай утворюється, коли вмираюча зірка колапсує сама на себе.
Подібно до планет і зірок, навколо чорних дір є гравітаційні поля. Гравітаційне поле – це те, що тримає 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 надзвичайно ускладнює потрапити в космос. Ось чому ми будуємо ракети: нам потрібно подорожувати дуже швидко, щоб вирватися з-під земного тяжіння.
Гравітаційне поле чорної діри настільки сильне, що навіть світло не може вирватися з нього. Це вражає, адже світло — найшвидша річ, відома науці!
До речі, саме тому чорні діри чорні: ми не можемо відбивати світло від чорної діри так, як ми можемо відбивати світло факела від дерева в темряві.
Розтягування простору
Альберта Ейнштейна загальна теорія відносності говорить нам, що матерія та енергія дивно впливають на Всесвіт. Матерія та енергія згинають і розтягують простір. Чим масивніше об'єкт, тим більше простору розтягується і вигинається навколо нього.
Масивний предмет створює в просторі своєрідну долину. Коли предмети наближаються, вони падають у долину. Ось чому, коли ви підходите досить близько до будь-якого масивного об’єкта, включаючи чорну діру, ви падаєте до нього. Також через це світло не може вийти з чорної діри: схили долини настільки круті, що світло не йде достатньо швидко, щоб вилізти.
Долина, утворена чорною дірою, стає все крутішою, коли ви наближаєтеся до неї на відстані. Точка, в якій він стає настільки крутим, що світло не може вирватися, називається горизонтом подій. Горизонти подій цікаві не лише для потенційних мандрівників у часі: вони також цікаві для філософів, оскільки вони мають значення для як ми розуміємо природу часу.
Розтягування часу
Коли простір розтягується, розтягується і час. Годинник, який знаходиться поблизу масивного об’єкта, буде цокати повільніше, ніж той, який знаходиться поблизу значно менш масивного об’єкта.
Годинник біля чорної діри цокає дуже повільно порівняно з годинником на Землі. Один рік поблизу чорної діри може означати 80 років на Землі, як ви, можливо, бачили у фільмі міжзоряний.
Таким чином чорні діри можна використовувати для подорожей у майбутнє. Якщо ви хочете стрибнути в майбутнє Землі, просто пролетіть біля чорної діри, а потім поверніться на Землю. Якщо ви підійдете достатньо близько до центру чорної діри, ваш годинник буде цокати повільніше, але ви все одно зможете втекти, якщо не перетнете горизонт подій.
Петлі в часі
А як щодо минулого? Ось де все стає справді цікавим. Чорна діра настільки згинає час, що може загортатися назад у себе.
Уявіть, що ви берете аркуш паперу і з’єднуєте два кінці, щоб утворити петлю. Ось що чорна діра, здається, робить із часом. Це створює природну машину часу. Якби ви змогли якось потрапити на петлю, яку фізики називають замкнутою часоподібною кривою, ви б опинилися на траєкторії простору, яка починається в майбутньому і закінчується в минулому.
Усередині циклу ви також побачите, що причину та наслідок важко розплутати. Речі, які є в минулому, викликають те, що станеться в майбутньому, яке, у свою чергу, спричинить те, що станеться в минулому.
Піймайте
Отже, ви знайшли чорну діру і хочете скористатися своїм вірним космічним кораблем, щоб повернутися назад і відвідати динозаврів. Удачі.
Є три проблеми. По-перше, ви можете подорожувати лише в минуле чорної діри. Це означає, що якщо чорна діра була створена після вимирання динозаврів, то ви не зможете повернутися досить далеко назад.
По-друге, вам, ймовірно, доведеться перетнути горизонт подій, щоб потрапити в цикл. Це означає, що щоб вийти з циклу в певний час у минулому, вам потрібно буде вийти з горизонту подій. Це означає подорожувати швидше за світло, що, як ми впевнені, неможливо.
По-третє, і, мабуть, найгірше, ви і ваш корабель зазнаєте "спагетування.” Звучить смачно, правда?
На жаль, це не так. Коли ви перетинаєте горизонт подій, ви будете розтягнуті, як локшина. Насправді, ви, ймовірно, були б настільки тонкими, що стали б просто ланцюгом атомів, що обертаються по спіралі в порожнечу.
Тож, незважаючи на те, що весело думати про властивості чорних дір спотворювати час, у найближчому майбутньому цей візит до динозаврів залишиться у сфері фантазії.
Ця стаття перевидана з Бесіда за ліцензією Creative Commons. Читати оригінал статті.
Зображення Фото: NASA / Центр космічних польотів Годдарда / Джеремі Шнітман
