Черные дыры — самые таинственные и опасные объекты во Вселенной
Откуда берутся черные дыры?
Для начала важно учесть, что черные дыры появляются в процессе сжатия огромных космических тел, таких как, например, звезды. По истечению срока своей жизни звезды затухают, превращаясь в черных карликов. Но если уровень гравитации такого карлика остается высоким, то со временем он начинает сжиматься, превращаясь в черную дыру. Провести аналогию такого процесса можно с достаточно странной, но все таки относительно реальной, ситуацией.
Представим, что существует полый шар из плотного материала, который ни при каких условиях не сможет деформироваться. В него постоянно помещаются молекулы вещества «N». Со временем внутреннее пространство шара полностью заполниться, не оставив миллиметра свободного места. Если мы будем и дальше помещать молекулы вещества с огромной силой и энергией, то на месте шара образуется сама настоящая черная дыра. И её размеры будут равны объему шара. О том, как даже самая маленькая черная дыра может вместить себя целую вселенную, мы поговорим чуть позже.
Гравитация черных дыр
Учеными было выяснено, что черные дыры, помимо случайно попавшихся на их пути звездам, астероидам и прочим космическим телам, могут поглощать всевозможные молекулы, в том числе и фотоны света, которые, как известно, двигаются с максимумом возможной скорости. Исходя из этого ученые пришли к единому мнению, что уровень или сила гравитации в центре черных дыр равна абсолютной бесконечности.
Кроме этого, все черные дыры перед собой имеют некую границу, которая называется «горизонтом событий», являющейся эдакой точкой невозврата для всего, в том числе и для простейших атомов. Сам процесс попадания в «горизонт событий» можно сравнить с запущенным по реке бумажным корабликом, который приближаясь к границе, выступающей разделительной чертой между склоном водопада и устьем реки, пересекает её и вступает в безвозвратное путешествие глубоко под воду.
И даже теоретически прикрепленный к нему моторчик никак уже не спасет, какие бы мощности он не развивал. Так и фотоны, движущиеся с абсолютным максимумом возможной скорости движения, не могут избежать воздействия гравитационного поля черных дыр.
На сегодняшний день точно неизвестно, как визуально происходит процесс попадания в Черную Дыру и переход той самой «точки невозврата». И вряд ли это когда-нибудь будет известно. Ведь, чтобы мы туда не отправили, все будет обречено на мгновенное уничтожение.
Излучение Хокинга
Черные Дыры – это невероятно загадочные и непредсказуемые объекты в Космосе. Учеными было выведено много теорий, касающихся их свойств. Но из этого множества я хочу выделить пару идей, которые на мой взгляд являются наиболее интересными среди всех.
Стивен Хокинг (1942 – 2018 г.)
Собственно первая из них была выведена самым известным в современности физиком–теоретиком Стивеном Хокингом. Вкратце она заключается в том, что все Черные Дыры излучают свою массу, а как следствие и информацию, содержащуюся в них, подобно пару, выделяемому при кипячении воды в чайнике. Такое явление было названо «Излучением Хокинга», в честь ученого, открывшего этого свойство.
Этот процесс невероятно медленный. К примеру, чтобы Черная Дыра размером со звезду, аналогичной нашему Солнцу, потеряла одну миллиардную (0.0000001%) от своей массы потребуется 10х10(в 52 степени) лет. Этот процесс происходит постоянно, и попутно с тем, как он идет, увеличивается его скорость и процент потери.
Но это лишь цветочки, другая теория о Черных Дырах звучит куда более устрашающей. Черные Дыры могут поглотить самое основное в нашей Вселенной, то, что нами неосязаемо – информацию.
Молекулы – наше все
Но что же такое информация? Информация, как я уже сказал выше, неосязаема. А в физическом мире её определяют атомы, из которых состоят все тела в нашем мире. Вот например, из одного и того же атома углерода при одном варианте его конструкции мы можем получить алмаз, при другой уголь.
Если же мы усложним конструкцию, и помимо решетки из одного типа атомов добавим еще несколько структур из других атомов, мы можем получить чашечку кофе, фрукт или даже живой организм, в общем, все что угодно, и по своим свойствам каждое из тел будет фундаментально отличаться друг от друга.
Следовательно, основополагающей вещью всего насущного в нашем мире являются атомы. Они содержаться во всем: от вашей ручки, кота до нас самих. Выходит, структура атомной решетки объектов и является той самой информацией, которая определяет перечень уникальных свойств каждого тела.
В соответствии с одной из теорий квантовой механики, информацию невозможно уничтожить никаким способом. К примеру, если вы безжалостно исцарапаете, разобьете и растопчите в осколки DVD–диск, с фильмом или записанным музыкальным концертом, информация с него не будет уничтожена, с точки зрения вселенной.
То, что мы не можем вставить и прочитать диск проигрывателем, сугубо наша проблема. Ведь при желании мы можем скрупулезно собрать каждый из осколков и склеить их хитрым образом, а после воспроизвести то, что было записано на них. Потому что молекулы записанной информации так и остались в этих осколках. Этот пример прямое доказательство того, что все процессы происходящие в нашей вселенной обратимы.
Если бы не черные дыры, жадно поглощающие все, что только можно, а после расщепляющие и смешивающие воедино каждое из тел, возможно, мы могли бы увидеть всю историю развития нашей Вселенной, начиная от Большого Взрыва. И наконец понять, одни ли мы во вселенной?
В научном мире конечно же знают и активно обсуждают это явление, а ученым изложившим самую интересную идею на этот счет опять стал Стивен Хокинг. Явление смешивания всей информации Черными Дырами назвали «Парадоксом Хокинга». Давайте об этом подробнее.
Парадокс Хокинга
В одном из пунктов выше, я на конкретном и простом примере доказал одну из аксиом Квантовой Механики, гласящую о том, что никакую информацию в нашем пространстве невозможно уничтожить. Эта аксиома в свою очередь является фундаментом всех существующих законов в этой науке. Информация не может быть уничтожена, но… Может быть скрыта.
Например, если одна из черных дыр отделит от себя свою маленькую часть, ей будет передана вся информация, которая только содержалась в «материнской» черной дыре. Таким образом, теоретически, большие дыры могут образовывать маленькие вселенные, информация в которых будет нам недоступна. Так как добраться до них мы никак не сможем.
Такую ситуацию можно сравнить с запароленным жестким дисоком, от которого пользователь забыл код. Технически данные до сих пор находятся на носителе, но так как доступ к ним получить невозможно для пользователя они бесполезны, и фактически уже не существуют.
Откуда столько пространства?
В одном из пунктов выше я проводил аналогию того, как появляются черные дыры, но как же они могут вмещать в себя целую вселенную? Есть теория, отталкиваясь от которой, можно предположить, что черные дыры переводят информацию, которую содержит каждый из объектов в другой вид.
Если это так, то даже самая маленькая черная дыра, может содержать в себе объем информации в миллионы раз превышающий тот объем который создали мы на нашей планете за все время существования. И это свойство опять же можно сравнить с электронными носителями информации, к примеру на телефоне, планшете, либо компьютере вы можете хранить огромную библиотеку книг у себя в кармане, которая в реальном, физическом мире, занимала бы целое помещение. Удается это благодаря разным способам кодирования информации. Черные дыры также, в соответствии с этой теорией, поглощают информацию и переводят её в другой — голографический вид, который нам пока толком не понятен.
Мир – голограмма?
Смысл теории «Голографических черных дыр» полностью аналогичен теории о «Голографической Вселенной». Состоит она в том, что все, что нас окружает это лишь проекция двумерной информации. Из фильмов и практики мы представляем голографические объекты как проецируемые лазером в пространстве двухмерные картинки, при взгляде на которые создается ощущение трёхмерности. Так появилась идея голографической черной дыры. Суть теории заключается в том, что все объекты, независимо от своих размеров, пересекающие границу Черной Дыры, так называемый «горизонт событий» записываются на его поверхность в виде космического аналога битов и байтов.
Если случится так, что человек попадет в пространство черной дыры, то внутри неё он будет переживать те же ощущения трехмерной жизни, но снаружи он будет лишь горсткой «битов», записанными на поверхности «горизонта событий».
Черные Дыры — это невероятно плотные и загадочные объекты, которые подчиняются привычным законам, как и все остальное в нашем мире, но то, что находится внутри них – нет. Поэтому если эта, абсолютно точно, сумасшедшая теория о голографическом преобразовании из двумерной информации в трехмерную верна, то это можно будет отнести и к нашей Вселенной, в которой мы живем. Выходит, что все, что происходит в нашем мире – дуновения ветра, появление новой жизни, войны, и прочее, на самом деле со стороны, условно, выглядит вот так:
Это лишь примерная визуализация того, как все может выглядеть на «горизонте событий» нашей Вселенной
Так что человек, находящийся внутри такого тела, не поймет разницы, в каком он пространстве находится, ведь для него все будет трехмерной проекцией двумерных данных. Процессы и законы, стоящие за этой, и множеством других теорий очень сложные, разбираться и говорить о них можно бесконечно долго.
Заключение
На этом все. Огромное спасибо за то, что дочитали до конца. Надеюсь, вам было интересно. В будущем я обязательно еще поделюсь с вами множеством интересных материалов на тему таинственности нашей Вселенной.