Дыра во времени
Дыра во времени
Теория тяготения предвещает, что время идет тем медленней, чем поближе часы находятся к гравитационному радиусу Это значит, что, какие бы процессы ни протекали в сильном поле тяготения, дальний от темной дыры наблюдающий увидит их в замедленном темпе.
Так, для него колебания в атомах, излучающих свет в сильном поле тяготения, происходят замедленно, и фотоны от этих атомов приходят к нему “покрасневшими”, с уменьшенной частотой Это явление носит заглавие гравитационного красноватого смещения (оно послужило основой для одной из проверок корректности теории Эйнштейна). Для нас на данный момент важен тот факт, что замедление времени и покраснение света тем больше, чем поближе область излучения размещается к границе темной дыры «(к сфере Шварцшильда). Там время замедляет собственный бег, и на самой границе темной дыры оно вроде бы замирает для дальнего наблюдающего Этот наблюдающий, следя, к примеру, за камнем, падающим к темной дыре, лицезреет, как у самой сферы Шварцшильда он равномерно “тормозится” и приблизится к границе темной дыры только за нескончаемо длительное время
Аналогичную картину увидит дальний наблюдающий при самом процессе образования темной дыры — когда под действием тяготения само вещество звезды падает, устремляется к ее центру. Для него поверхность звезды только за нескончаемо длительное время приближается к сфере Шварцшильда, вроде бы застывая на гравитационном радиусе. Потому ранее темные дыры называли еще застывшими звездами.
Но это застывание совсем не означает, что наблюдающий будет вечно увидеть застывшую поверхность звезды на гравитационном радиусе. Вспомним о замедлении времени, о покраснении света, выходящего из сильного гравитационного поля. С приближением поверхности звезды к гравитационному радиусу наблюдающий лицезреет все более и поболее покрасневший свет звезды, невзирая на то, что на самой звезде продолжают рождаться обыденные фотоны. Наименее энергичные (“покрасневшие”) фотоны к тому же приходят к наблюдающему все пореже и пореже. Интенсивность света падает.
К факту покраснения света из-за замедления времени, обусловленного сильным полем тяготения, прибавляется еще покраснение света из-за Доплер-эффекта. Вправду, ведь поверхность сжимающейся звезды непреклонно удаляется от наблюдающего. А понятно, что свет от удаляющегося источника воспринимается также покрасневшим
Итак, совместное действие Доплер-эффекта и замедления времени в сильном поле тяготения ведет к тому, что с приближением поверхности звезды к сфере Шварцшильда дальний наблюдающий лицезреет свет все более покрасневшим и все наименьшей интенсивности — звезда становится невидимой. Ее яркость стремится к нулю, и ни в какие телескопы ее нельзя уже найти При всем этом потухание происходит для дальнего наблюдающего фактически одномоментно. Так, звезда с массой Солнца после того, как она, сожмется до размеров двойного гравитационного радиуса, угаснет для наружного наблюдающего за стотысячную долю секунды.
Нельзя найти поверхность застывшей у гравитационного радиуса звезды и радиолокационным способом Радиосигналы будут нескончаемо длительно двигаться к гравитационному радиусу и никогда не возвратятся к пославшему их наблюдающему. Звезда для наружного наблюдающего стопроцентно “исчезает”, и остается только ее гравитационное поле. Наружный наблюдающий никогда не увидит то, что произойдет со звездой после ее сжатия до размеров меньше гравитационного радиуса.
“Стоп! — произнесет читатель. — О каких размерах меньше гравитационного радиуса можно гласить, когда сам процесс сжатия до гравитационного радиуса растягивается на нескончаемый срок? Ведь мы только-только гласили, что звезда застывает при размерах, равных гравитационному радиусу. Когда же она станет меньше гравитационного радиуса? После нескончаемого .долгого времени?”
Вот тут-то и проявляется одна из самых умопомрачительных и принципиальных истин, открытых теорией относительности, — относительность временных промежутков, зависимость их от состояния движения наблюдающего. Вспомним, что уже в специальной теории относительности, где роль гравитационных полей не учитывается, один и тот же процесс исходя из убеждений различных наблюдателей имеет различную продолжительность: часы на стремительно летящей ракете идут исходя из убеждений наземного наблюдающего медлительнее, чем его собственные. Это явление испытано конкретным физическим» тестом. В случае же падения к темной дыре относительность продолжительности процесса .проявляется в совсем необычном виде. Разглядим такое явление подробнее.
Представим для себя ряд наблюдателей, расположенных повдоль полосы, продолжающей радиус темной дыры, и недвижных по отношению к ней. К примеру, они могут находиться на ракетах, движки которых работают, не давая наблюдателям падать на черную дыру. Дальше, представим для себя еще 1-го наблюдающего на ракете с выключенным движком, который свободно падает к темной дыре. По мере падения он проносится мимо недвижных наблюдателей со всевозрастающей скоростью.
При падении к темной дыре с огромного расстояния эта скорость приравнивается 2-ой галлактической скорости. Скорость падения стремится к световой, когда падающее тело приближается к гравитационному радиусу. Ясно, что темп течения времени на свободно падающей ракете с ростом скорости миниатюризируется. Это уменьшение так существенное, что исходя из убеждений наблюдающего с хоть какой недвижной ракеты для того, чтоб падающий успел достигнуть сферы Шварцшильда, проходит нескончаемый просвет времени, а по часам падающего наблюдающего это время соответствует конечному промежутку. Таким макаром,, нескончаемое время 1-го наблюдающего на недвижной ракете равно конечному промежутку времени другого (на падающей ракете), при этом промежутку очень малому, — так, мы лицезрели, для массы Солнца это всего стотысячная толика секунды. Что может быть более приятным примером относительности временной протяженности?
Итак, по часам, размещенным на сжимающейся звезде, она за конечное время сжимается до размеров гравитационного радиуса и будет продолжать сжиматься далее, к еще наименьшим размерам. Но дальний наружный наблюдающий, этих последних шагов эволюции, как мы помним, никогда не увидит. А что будет созидать наблюдающий на сжимающейся звезде после собственного ухода под сферу Шварцшильда? Что будет со звездой?
Новиков И.Д.