Kako izgleda pad u crnu rupu? Crne rupe. vaše gledište

Umjetnička interpretacija kako zvijezda prelazi horizont događaja centralne supermasivne crne rupe

Crnu rupu karakterizira nevjerovatno jaka gravitacija, čak ni ne emituje svjetlost. Oko nje je koncentrisan horizont događaja. Dovoljno je preći ovu "crtu" i osuđeni ste na propast. Svi znaju za ovo, ali postojanje takvih "linija" nije dokazano.

Stoga su naučnici odlučili provesti eksperiment. Vjeruje se da se supermasivne crne rupe nalaze u centrima svih velikih galaksija. Ali postoji mišljenje da postoji i drugi objekat. Ovo je neobično supermasivno nešto što je uspjelo izbjeći kolaps i singularnost. Takođe ima horizont događaja oko sebe.

Ako singularnost nema površinu, onda je objekt ima čvrsto. Stoga zvijezda neće pasti u crnu rupu, već će se razbiti na površini.

To je ogromna masivna sfera u galaktičkom centru. Vidimo kako se zvijezda udara u čvrstu površinu i razbacuje krhotine

Kako bi otkrili autentičnost teorije, naučnici su smislili novi test. Poenta je da se definiše šta je čvrsta površina. To bi pomoglo u rješavanju problema s horizontom događaja.

Za početak, otkrili su da kada objekt udari o čvrstu površinu, zvjezdani plin će ga obaviti i sjajiti nekoliko mjeseci ili godina. Teleskop bi to trebao pokupiti. Kada su naučnici shvatili šta treba pronaći, potvrdili su svoje argumente.

Procijenili su brzinu kojom zvijezde padaju u crne rupe. Za to su uzeti u obzir samo najmasovniji, čija je masa premašila sunčevu masu za 100 miliona puta. Ispostavilo se da postoji oko milion takvih objekata na udaljenosti od nekoliko milijardi godina od nas.

Zatim sam morao da pregledam arhivske podatke 1,8-metarskog Pan-STARRS teleskopa, koji je 3,5 godine istraživao sjevernu hemisferu u potrazi za "privremenim sjajem". Ako je pretpostavka točna, onda je, uzimajući u obzir sve podatke, teleskop trebao identificirati 9-10 takvih događaja.

I... nije ništa našao.

Ispostavilo se da sve crne rupe moraju imati horizont događaja. Dakle, Ajnštajn je ponovo bio u pravu. Sada tim pokušava poboljšati test i testirati ga na 8,4-metarskom Large Survey Telescope (Large Synoptic Survey Telescope), koji je osjetljiviji.

Pročitano: 0

Crna rupa je područje svemira koje ima takvu privlačnost da joj čak ni svjetlost ne može pobjeći. Ideja o postojanju takvih objekata pojavila se krajem 18. stoljeća, kada je engleski prirodnjak John Mitchell sugerirao da ako je veličina zvijezde vrlo mala, a masa vrlo velika, onda ona neće sijati, jer njegova privlačnost jednostavno neće dozvoliti svjetlosti da pobjegne (Mitchell je zamišljao da se svjetlost sastoji od čestica).

U modernoj nauci, postojanje crnih rupa predviđa teorija relativnosti. Gravitacija u skladu s ovom teorijom vizualno je sljedeća: zamislite tkaninu, tačnije list gume, na koju se postavlja kamenje. Kamenje ga gura jače ili slabije ovisno o njihovoj težini, a lakše se kotrlja tamo gdje je teže gurnulo rupu dublje. Dakle, planete "privlače" satelite, Sunce "privlači" planete itd.

Čuvajte se crnih rupa i vodopada

Koristeći ovu metaforu, Stephen Hawking objašnjava crne rupe ovako: zamislite da na gumu stavimo veoma težak i kompaktan kamen, on gura jamu bez dna u koju supstanca nepovratno pada.

Granica crne rupe se zove horizont događaja, iza ovog horizonta brzina kojom se trebate kretati da biste pobjegli iz crne rupe mora premašiti brzinu svjetlosti - nemoguć zadatak. Ovo možete zamisliti kao pad na čamcu u vodopad: što je bliže vodopadu, potrebno je jače veslati da se ne bi razvukao, ali iz nekog trenutka, koliko god se trudili, nećete moći. Ako ne možete pobjeći, padate, ali u slučaju crne rupe na dnu vas ne čeka oštro kamenje, već misteriozni singularitet.

U području singularnosti, gustina materije postaje beskonačna. Rečeno je da se može čak formirati tunel do drugog univerzuma. Ali sve su to glasine i niko ne zna šta se tamo zaista dešava.

Sve ovo zvuči čudno i misteriozno, ali činjenica da crne rupe postoje, astrofizičari: na primjer, dugo očekivano otkriće nastalo sudarom dvije crne rupe, teška je potvrda njihovog postojanja.

Odakle dolaze crne rupe

Crne rupe zvjezdane mase formirane su od zvijezda čija je masa 3-5 puta veća od Sunca (dakle, naše Sunce neće postati crna rupa, već će se za milijarde godina pretvoriti u bijelog patuljka). "Gorivo" za termonuklearne reakcije u zvijezdama nije beskonačno, a kada ga ponestane, zvijezda se "kolabira" i izbija u supernovu.

Ali odakle dolaze supermasivne crne rupe nije poznato. Postoje samo pretpostavke o ovome, kao što je kolaps masivnih oblaka gasa u ranim fazama formiranja galaksije, rast crnih rupa zvjezdane mase zbog apsorpcije materije, ili stapanje mnogih takvih rupa u jednu supermasivnu. jedan. Pretpostavki ne nedostaje, ali su zapažanja teža.

Kako vidjeti crnu rupu

Nemoguće je vidjeti samu crnu rupu, kao što joj ime nagoveštava, ali je moguće da materija upadne u nju. U centrima mnogih galaksija nalaze se crne rupe milione veće od Sunca. Privlače prašinu, plin i zvijezde. Ovaj materijal formira akrecijski disk oko crne rupe. U njemu se materija kovitla kao u lijevu prije nego što padne u crnu rupu, a uslijed trenja se zagrije, zbog čega počinje blistavo svijetliti po cijelom spektru. Kada materija padne u crnu rupu, pritisak zračenja i uticaj magnetnog polja blizu granice crne rupe odbacuju deo materije od nje.

Supermasivna crna rupa u centru naše Galaksije zove se Strijelac A*. Izraz “naša galaksija” zvuči nekako domaći, kao da je nadomak centra, a zapravo je crna rupa udaljena 25 hiljada svjetlosnih godina od nas, njena masa je 4 miliona puta veća od Sunca.

Vrlo ga je teško vidjeti na takvoj udaljenosti - to je kao da pokušavate vidjeti tenisku lopticu na Mjesecu, a oštrina "vizije" neophodna za to dostupna je samo radioteleskopima zahvaljujući tehnici koja vam omogućava da kombinujete teleskope u različitim dijelovima svijeta u jedan ogroman virtuelni teleskop. Tako će projekat Event Horizon Telescope objediniti posmatranja teleskopa u SAD-u, Španiji, Meksiku, Čileu, pa čak i na Antarktiku.

Drugi objekat koji treba posmatrati je crna rupa u centru galaksije M 87. Ona je oko 6 miliona puta masivnija od Sunca, ali je i mnogo dalje - 53 miliona svetlosnih godina od nas.

Kako izgleda crna rupa

Rezultati zapažanja neće biti objavljeni do sljedeće godine, ali za sada, da biste otprilike zamislili šta teleskopi mogu vidjeti, možete se diviti crnoj rupi u filmu Interstellar, čiji su se kreatori trudili da sliku učini što naučno tačnom. što je moguće.

Ispravnost ove slike je da akrecijski disk iza crne rupe ne izgleda kao prstenovi Saturna, već viri iza crne rupe, jer njegovo jako gravitaciono polje iskrivljuje putanju kojom putuje zračenje akrecionog diska. Međutim, postoji razlika u odnosu na Interstellar: s jedne strane, akrecijski disk bi trebao izgledati svjetlije zbog svoje rotacije.

Kao rezultat toga, slika bi trebala izgledati slično slici koju je astrofizičar Jean-Pierre Luminet modelirao 1978. godine na računaru IBM 7040 koji je radio na bušenim karticama i nacrtao ga rukom za članak u časopisu. Astronomija i astrofizika.

Crne rupe su možda najmisteriozniji objekti u svemiru. Toliko su guste da sila gravitacije ne dozvoljava ničemu, čak ni svjetlosti, da pobjegne iz crne rupe. Fizičari su otkrili mnoge crne rupe, od malih do supermasivnih, milione ili milijarde solarnih masa. Važno svojstvo horizonta događaja - da ga svjetlost ne može prijeći - stvara granicu u prostoru: jednom kad je prijeđete, osuđeni ste da se nađete u singularnosti. Ali šta vidite kada padnete u crnu rupu? Hoće li se svjetlo ugasiti ili ostati? Fizičari znaju odgovor i svideće vam se.

U centru naše sopstvene galaksije, videli smo zvezde kako se kreću oko centralne tačke mase 4 miliona solarnih masa, ne emitujući svetlost. Ovaj objekat, Strijelac A*, je jasan kandidat za crnu rupu koju možemo odrediti direktno mjerenjem zvijezda u njegovoj orbiti.

Ali postoje neke vrlo čudne stvari koje se dešavaju kada se približite horizontu crne rupe, a postaju još čudnije dok ga prelazite. Postoji razlog zašto kada jednom pređete ovu nevidljivu barijeru, nikada je nećete moći napustiti. I nije važno koja vas je klasa crne rupe uvukla, koji svemirski brod pokušava da vas odatle izvadi ili nešto drugo. Opšta teorija relativnosti je ozbiljna stvar, posebno kada su u pitanju crne rupe. Razlog ima veze sa Ajnštajnovim najvećim dostignućem: ima veze sa KAKO crna rupa iskrivljuje prostor-vreme.

Kada ste veoma daleko od crne rupe, tkanje prostora je manje zakrivljeno. U stvari, kada ste veoma daleko od crne rupe, njena gravitacija se ne razlikuje od bilo koje druge mase, bilo da je to neutronska zvezda, obična zvezda ili samo difuzni oblak gasa. Prostor-vrijeme može biti zakrivljeno, ali sve što možete reći izdaleka je prisustvo mase, a da ne znate distribuciju te mase. Ali ako pogledate svojim očima, onda će umjesto oblaka plina, zvijezde ili neutronske zvijezde u centru biti potpuno crna sfera koja ne emituje nikakvu svjetlost.

Ovo sferno područje, poznato kao horizont događaja, nije nešto fizičko, već prije područje prostora određene veličine iz koje svjetlost ne može pobjeći. Moglo bi se pretpostaviti da se izdaleka čini da veličina crne rupe zaista jeste. Drugim riječima, ako se približite crnoj rupi, ona će na pozadini svemira izgledati kao potpuno crna rupa, duž čije je granice svjetlost iskrivljena.

Za crnu rupu Zemljine mase, ova sfera bi bila sićušna: radijusa od jednog centimetra; a za crnu rupu sa masom Sunca, ova sfera će biti oko 3 kilometra u radijusu. Ako skalirate masu (i veličinu) do supermasivne crne rupe - poput one u centru naše galaksije - dobićete veličinu planetarne orbite ili gigantske crvene zvijezde poput Betelgeusea.

Šta se dešava kada se približite i na kraju upadnete u crnu rupu?

Iz daljine, geometrija koju vidite odgovarat će vašim očekivanjima i proračunima. Ali dok se krećete naprijed u svojoj savršeno dizajniranoj i neuništivoj svemirskoj letjelici, počet ćete primjećivati ​​nešto čudno dok se približavate crnoj rupi. Ako razdaljinu između sebe i zvijezde podijelite na pola, ugaona veličina zvijezde će se pojaviti dvostruko veća. Ako skratite udaljenost na četvrtinu, ona će biti četiri puta veća. Ali crne rupe su različite.

Za razliku od svih drugih objekata na koje ste navikli, a koji izgleda da postaju sve veći što se približavate, crna rupa raste mnogo brže zahvaljujući nevjerovatnoj zakrivljenosti prostora.

Iz naše perspektive na Zemlji, crna rupa u galaktičkom centru bi izgledala sićušna, sa radijusom mjerenim u mikrolučnim sekundama. Ali u poređenju sa naivnim radijusom koji izračunate u GR, on će izgledati 150% veći zbog zakrivljenosti prostora. Ako mu se približite, do trenutka kada horizont događaja bude veličine punog mjeseca na nebu, to će biti četiri puta više. Razlog je, naravno, taj što prostor-vrijeme postaje sve zakrivljenije kako se približavate crnoj rupi.

Nasuprot tome, vidljiva površina crne rupe postaje sve veća i veća; do trenutka kada se nađete unutar nekoliko Schwarzschildovih radijusa od nje, crna rupa će narasti do takve veličine da zaklanja gotovo cijeli prednji pogled na brod. Obični geometrijski objekti se ne ponašaju na ovaj način.

Kako se približavate najnutarnjoj stabilnoj kružnoj orbiti - koja je 150% radijusa horizonta događaja - primijetit ćete da će pogled naprijed na vašem brodu postati potpuno crn. Čim ovo tačno pređete, čak i iza vas sve će početi da tone u mrak. Opet, ovo ima veze sa načinom na koji se putevi svetlosti iz različitih tačaka kreću kroz ovaj veoma zakrivljen prostor-vreme.

U ovom trenutku, ako niste prešli horizont događaja, još uvijek možete izaći. Ako primijenite dovoljno ubrzanja daleko od horizonta događaja, možete pobjeći od njegove gravitacije i vratiti se u siguran prostor-vrijeme daleko od crne rupe. Vaši senzori gravitacije će vam reći gdje se gradijent prema dolje prema centru mijenja u ravninu gdje se može vidjeti svjetlost zvijezda.

Ali ako nastavite da padate prema horizontu događaja, na kraju ćete vidjeti kako se svjetlost zvijezda smanjuje na sićušnu tačku iza vas, mijenjajući boju u plavu zbog gravitacionog plavog pomaka. U poslednjem trenutku kada pređete horizont događaja, ova tačka će postati crvena, bijela, a zatim plava kako se pozadina kosmičke mikrotalasne i radio talasa pomera u vidljivi spektar.

A onda... biće mrak. Ništa. Unutar horizonta događaja, nikakva svjetlost iz vanjskog svemira ne može doći do vašeg broda. Sada ćete se prisjetiti snažnih motora vašeg broda i razmisliti kako biste ih mogli iskoristiti da pobjegnete iz ove zamke. Sjetit ćete se u kom smjeru je singularitet ležao i pokušati odrediti gravitacijski gradijent prema njemu. Ovo je pod uslovom da iza vas ili ispred vas nema druge materije ili svetlosti.

Ono što je iznenađujuće, čak i ako mnogo svjetlosti prođe izvan horizonta događaja s vama - vidjet ćete "polovinu" vidljivog Univerzuma - na brodu će biti i gravitacijski senzori. I kada jednom pređete horizont događaja, sa ili bez svetlosti, dešava se nešto čudno.

Vaši senzori će vam reći da će gravitacijski gradijent koji ide prema singularnosti biti posvuda, u svim smjerovima. Čak i u smjeru suprotnom od singulariteta.

Kako je to moguće?

I ovako, jer ste izvan horizonta događaja, upravo u njemu. Svaki zrak svjetlosti koji sada emitujete ići će u smjeru singularnosti; preduboko ste unutar crne rupe da bi ona mogla otići bilo gdje drugdje.

Koliko vremena je potrebno nakon prelaska horizonta u supermasivnoj crnoj rupi da se nađe u njenom središtu? Vjerovali ili ne, iako bi horizont događaja mogao biti u prečniku svjetlosnog sata u našem referentnom okviru, potrebno je samo oko 20 sekundi da se postigne singularnost. Jako zakrivljen prostor je užasna stvar.

Najgore od svega, svako ubrzanje će vas još brže približiti singularnosti. Nije moguće povećati vrijeme preživljavanja u ovoj fazi. Singularnost postoji u svim pravcima, gde god da pogledate. Otpor je uzaludan.

31. januara 2018 Gennady

Autorsko pravo na sliku Thinkstock

Možda mislite da osoba koja je upala u crnu rupu čeka trenutnu smrt. U stvarnosti, njegova sudbina može se pokazati mnogo iznenađujućim, kaže dopisnik.

Šta će vam se dogoditi ako upadnete u crnu rupu? Možda mislite da ćete biti zgnječeni - ili, obrnuto, rastrgnuti na komadiće? Ali u stvarnosti, sve je mnogo čudnije.

U trenutku kada padnete u crnu rupu, stvarnost će se podeliti na dva dela. U jednoj realnosti bićete trenutno spaljeni, u drugoj ćete živi i neozlijeđeni zaroniti duboko u crnu rupu.

Unutar crne rupe ne važe nam poznati zakoni fizike. Prema Albertu Ajnštajnu, gravitacija savija prostor. Dakle, u prisustvu objekta dovoljne gustoće, prostorno-vremenski kontinuum oko njega može biti toliko deformisan da se u samoj stvarnosti formira rupa.

Masivna zvijezda koja je potrošila sve svoje gorivo može se pretvoriti u upravo onu vrstu superguste materije koja je neophodna za nastanak tako zakrivljenog dijela svemira. Zvijezda koja se urušava pod svojom težinom vuče prostorno-vremenski kontinuum oko sebe. Gravitaciono polje postaje toliko snažno da čak ni svjetlost više ne može pobjeći iz njega. Kao rezultat toga, područje u kojem se zvijezda ranije nalazila postaje apsolutno crno - ovo je crna rupa.

Autorsko pravo na sliku Thinkstock Naslov slike Niko zapravo ne zna šta se dešava unutar crne rupe.

Vanjska površina crne rupe naziva se horizont događaja. Ovo je sferna granica na kojoj se postiže ravnoteža između jačine gravitacionog polja i napora svjetlosti koja pokušava pobjeći iz crne rupe. Ako pređete horizont događaja, biće vam nemoguće pobjeći.

Horizont događaja zrači energiju. Zbog kvantnih efekata na njemu nastaju tokovi vrućih čestica koje zrače u Univerzum. Ovaj fenomen se naziva Hokingovo zračenje - u čast britanskog teoretskog fizičara Stephena Hawkinga koji ga je opisao. Unatoč činjenici da materija ne može pobjeći horizontu događaja, crna rupa, ipak, "ispari" - s vremenom će konačno izgubiti svoju masu i nestati.

Kako se krećemo dublje u crnu rupu, prostor-vrijeme nastavlja krivulju i postaje beskonačno zakrivljeno u centru. Ova tačka je poznata kao gravitaciona singularnost. Prostor i vrijeme u njemu prestaju imati nikakvo značenje, a svi nama poznati zakoni fizike, za čije opisivanje su neophodna ova dva pojma, više ne vrijede.

Niko ne zna šta tačno čeka osobu koja je upala u centar crne rupe. Drugi univerzum? Zaborav? Zadnji zid police za knjige, kao u američkom sci-fi filmu "Interstellar"? To je misterija.

Razmotrimo - koristeći vaš primjer - šta će se dogoditi ako slučajno upadnete u crnu rupu. U ovom eksperimentu bićete u pratnji spoljnog posmatrača - nazovimo ga Anna. Dakle, Ana, na sigurnoj udaljenosti, užasnuto gleda kako se približavate rubu crne rupe. Sa njene tačke gledišta, događaji će se razvijati na veoma čudan način.

Kako se približavate horizontu događaja, Anna će vas vidjeti kako se rastežete u dužinu i sužete u širinu, kao da vas gleda kroz ogromnu lupu. Osim toga, što se više približavate horizontu događaja, Ana će više osjećati da vam brzina opada.

Autorsko pravo na sliku Thinkstock Naslov slike U središtu crne rupe prostor je beskonačno zakrivljen.

Nećete moći vikati na Anu (pošto se zvuk ne prenosi u vakuumu), ali možete pokušati da joj signalizirate Morzeovom azbukom pomoću svjetiljke vašeg iPhonea. Međutim, vaši signali će ga stizati u sve većim intervalima, a frekvencija svjetlosti koju emituje baterijska lampa će se pomjeriti prema crvenom (duga valna dužina) dijelu spektra. Evo kako će to izgledati: "Red, po redu dokumenata, po ...".

Kada dođete do horizonta događaja, iz Anine tačke gledišta, ukočićete se na mestu, kao da je neko pauzirao reprodukciju. Ostat ćete nepomični, ispruženi po površini horizonta događaja, a počet će vas obuzimati sve veća vrućina.

Sa Annine tačke gledišta, polako će vas ubijati rastezanje prostora, zaustavljanje vremena i toplota Hawkingovog zračenja. Prije nego što prijeđete horizont događaja i duboko u dubinu crne rupe, ostat će vam pepeo.

Ali nemojte žuriti da naručite komemoraciju - zaboravimo na Anu na neko vrijeme i pogledajmo ovu strašnu scenu iz vašeg ugla. A sa vaše tačke gledišta, desiće se nešto još čudnije, odnosno apsolutno ništa posebno.

Letite pravo do jedne od najzlokobnijih tačaka u svemiru, a da ne iskusite ni najmanji potres - da ne spominjemo rastezanje prostora, dilataciju vremena ili toplinu zračenja. To je zato što ste u slobodnom padu i stoga ne osjećate vlastitu težinu - to je ono što je Ajnštajn nazvao "najboljom idejom" svog života.

Zaista, horizont događaja nije zid od cigle u prostoru, već pojava uslovljena gledištem posmatrača. Posmatrač koji ostane izvan crne rupe ne može vidjeti unutra kroz horizont događaja, ali to je njegov problem, a ne vaš. Sa vaše tačke gledišta, nema horizonta.

Da su dimenzije naše crne rupe manje, zaista biste naišli na problem – gravitacija bi djelovala na vaše tijelo neravnomjerno, a vi biste bili uvučeni u tjesteninu. Ali na vašu sreću, ova crna rupa je velika - milione puta masivnija od Sunca, tako da je gravitaciona sila dovoljno slaba da bude zanemarljiva.

Autorsko pravo na sliku Thinkstock Naslov slike Ne možete se vratiti i izaći iz crne rupe, kao što niko od nas ne može putovati u prošlost.

Unutar dovoljno velike crne rupe, čak možete živjeti ostatak svog života sasvim normalno dok ne umrete u gravitacijskoj singularnosti.

Možete se zapitati, koliko normalan može biti život osobe, protiv njene volje, uvučen u rupu u prostorno-vremenskom kontinuumu bez šanse da ikada izađe?

Ali ako razmislite o tome, svi znamo taj osjećaj – samo u odnosu na vrijeme, a ne na prostor. Vrijeme ide samo naprijed a nikad nazad, i zaista nas vuče protiv naše volje, ne ostavljajući nam priliku da se vratimo u prošlost.

Ovo nije samo analogija. Crne rupe savijaju prostorno-vremenski kontinuum do te mjere da su unutar horizonta događaja vrijeme i prostor obrnuti. U određenom smislu, nije prostor ono što vas vuče do singularnosti, već vrijeme. Ne možete se vratiti i izaći iz crne rupe, kao što niko od nas ne može otputovati u prošlost.

Možda se sada pitate šta nije u redu sa Anom. Odletite u prazan prostor crne rupe i sve je u redu, a ona oplakuje vašu smrt, tvrdeći da vas je Hawkingovo zračenje spalilo izvan horizonta događaja. Halucinira?

U stvari, Anina izjava je potpuno tačna. Sa njene tačke gledišta, zaista ste sprženi na horizontu događaja. I to nije iluzija. Ana čak može prikupiti vaš pepeo i poslati ga vašoj porodici.

Autorsko pravo na sliku Thinkstock Naslov slike Horizont događaja nije zid od cigle, on je propustljiv

Činjenica je da, prema zakonima kvantne fizike, sa Anine tačke gledišta, ne možete preći horizont događaja i morate ostati na vanjskoj strani crne rupe, budući da se informacija nikada ne gubi nepovratno. Svaka informacija koja je odgovorna za vaše postojanje mora ostati na vanjskoj površini horizonta događaja - u suprotnom, sa stanovišta Ane, zakoni fizike će biti prekršeni.

S druge strane, zakoni fizike također zahtijevaju da kroz horizont događaja letite živi i neozlijeđeni, a da na svom putu ne naiđete na vruće čestice ili bilo koje druge neobične pojave. U suprotnom, opća teorija relativnosti će biti narušena.

Dakle, zakoni fizike žele da budete i izvan crne rupe (kao gomila pepela) i unutar nje (sigurni i zdravi) u isto vreme. I još jedna važna stvar: prema općim principima kvantne mehanike, informacija se ne može klonirati. Morate biti na dva mjesta u isto vrijeme, ali samo u jednom slučaju.

Fizičari tako paradoksalnu pojavu nazivaju terminom "nestanak informacija u crnoj rupi". Srećom, 1990-ih naučnici su uspeli da razreše ovaj paradoks.

Američki fizičar Leonard Saskind shvatio je da paradoksa zaista nema, jer niko neće vidjeti vaše kloniranje. Anna će gledati jedan od vaših primjeraka, a vi ćete gledati drugi. Ti i Ana se nikada više nećete sresti i nećete moći da uporedite zapažanja. I nema trećeg posmatrača koji bi vas mogao posmatrati i izvana i unutar crne rupe u isto vrijeme. Dakle, zakoni fizike se ne krše.

Osim ako ne želite da znate koji od vaših primera je stvaran, a koji nije. Jesi li stvarno živ ili mrtav?

Autorsko pravo na sliku Thinkstock Naslov slike Hoće li osoba proletjeti kroz horizont događaja neozlijeđena ili će se srušiti u vatreni zid?

Stvar je u tome da ne postoji "stvarnost". Realnost zavisi od posmatrača. Postoji "stvarno" iz Anninog ugla gledišta i "stvarno" iz vaše tačke gledišta. To je sve.

Gotovo sve. U ljeto 2012. godine, fizičari Ahmed Almheiri, Donald Marolph, Joe Polchinski i James Sully, zajednički poznati po svojim prezimenima kao AMPS, predložili su misaoni eksperiment koji je prijetio da promijeni naše razumijevanje crnih rupa.

Prema naučnicima, rešenje kontradikcije koje je predložio Süsskind zasniva se na činjenici da je neslaganje u proceni onoga što se dešava između vas i Ane posredovano horizontom događaja. Nije važno da li je Anna zaista vidjela kako jedan od vaša dva primjerka umire u vatri Hawkingove radijacije, jer ju je horizont događaja spriječio da vidi kako vaš drugi primjerak leti duboko u crnu rupu.

Ali šta ako je Ana imala način da sazna šta se dešava s druge strane horizonta događaja, a da ga ne pređe?

Opšta teorija relativnosti nam govori da je to nemoguće, ali kvantna mehanika malo zamagljuje stroga pravila. Anna je mogla zaviriti izvan horizonta događaja sa onim što je Ajnštajn nazvao "sablasnom akcijom dugog dometa".

Riječ je o kvantnoj isprepletenosti – fenomenu u kojem kvantna stanja dvije ili više čestica razdvojenih prostorom, misteriozno postaju međuzavisna. Ove čestice sada čine jedinstvenu i nedjeljivu cjelinu, a informacije potrebne za opisivanje ove cjeline nisu sadržane u ovoj ili onoj čestici, već u odnosu između njih.

Ideja koju je iznio AMPS je sljedeća. Pretpostavimo da Ana uhvati česticu blizu horizonta događaja - nazovimo je čestica A.

Ako je njena verzija onoga što vam se dogodilo istinita, odnosno da vas je ubilo Hawkingovo zračenje sa vanjske strane crne rupe, onda čestica A mora biti međusobno povezana s drugom česticom - B, koja se također mora nalaziti na vanjskoj strani crne rupe. horizont događaja.

Autorsko pravo na sliku Thinkstock Naslov slike Crne rupe mogu privući materiju iz obližnjih zvijezda

Ako vaša vizija događaja odgovara stvarnosti, a iznutra ste živi i zdravi, onda čestica A mora biti međusobno povezana sa česticom C, koja se nalazi negdje unutar crne rupe.

Ljepota ove teorije je da svaka od čestica može biti međusobno povezana samo s jednom drugom česticom. To znači da je čestica A povezana ili sa česticom B ili sa česticom C, ali ne i za jedno i za drugo u isto vreme.

Dakle, Ana uzima svoju česticu A i prolazi kroz mašinu za dekodiranje isprepletenosti koju ima, koja daje odgovor da li je ova čestica povezana sa česticom B ili sa česticom C.

Ako je odgovor C, vaše gledište je prevladalo kršenjem zakona kvantne mehanike. Ako je čestica A povezana sa česticom C, koja se nalazi u dubini crne rupe, tada je informacija koja opisuje njihovu međuzavisnost zauvijek izgubljena za Anu, što je u suprotnosti s kvantnim zakonom, prema kojem se informacija nikada ne gubi.

Ako je odgovor B, onda je, suprotno principima opšte relativnosti, Ana u pravu. Ako je čestica A vezana za česticu B, zaista ste spaljeni od Hawkingovog zračenja. Umjesto da letite kroz horizont događaja, kako to zahtijeva relativnost, zabili ste se u vatreni zid.

Dakle, vraćamo se na pitanje s kojim smo počeli – šta se dešava sa osobom koja uđe u crnu rupu? Hoće li proletjeti kroz horizont događaja neozlijeđen zahvaljujući stvarnosti koja iznenađujuće ovisi o posmatraču ili će se zabiti u zid od vatre ( crnarupefirewall, ne treba mešati sa računarskim terminomfirewall, "firewall", softver koji štiti vaš računar na mreži od neovlašćenog upada - Ed.)?

Niko ne zna odgovor na ovo pitanje, jedno od najkontroverznijih pitanja u teorijskoj fizici.

Više od 100 godina naučnici pokušavaju da pomire principe opšte relativnosti i kvantne fizike, u nadi da će na kraju jedno ili drugo prevladati. Razrješenje paradoksa "vatrenog zida" trebalo bi da odgovori na pitanje koji od principa je prevladalo i pomogne fizičarima da stvore sveobuhvatnu teoriju.

Autorsko pravo na sliku Thinkstock Naslov slike Ili možda sljedeći put poslati Anu u crnu rupu?

Rješenje paradoksa nestanka informacija možda leži u Anninoj mašini za dešifriranje. Izuzetno je teško odrediti s kojom je drugom česticom čestica A međusobno povezana. Fizičari Daniel Harlow sa Univerziteta Princeton u New Jerseyu i Patrick Hayden, sada na Univerzitetu Stanford u Kaliforniji u Kaliforniji, pitali su se koliko će to trajati.

Godine 2013. izračunali su da bi čak i sa najbržim mogućim kompjuterom prema zakonima fizike, Ani trebalo izuzetno dugo da dešifruje odnos između čestica - toliko dugo da će crna rupa ispariti dok ona dobije odgovor. prije mnogo vremena.

Ako je tako, vjerovatno je da Ani jednostavno nije suđeno da ikada sazna čije je gledište istinito. U ovom slučaju, obje priče će istovremeno ostati istinite, stvarnost će zavisiti od posmatrača, a nijedan od zakona fizike neće biti prekršen.

Osim toga, veza između vrlo složenih proračuna (za koje naš posmatrač, očigledno, nije sposoban) i prostorno-vremenskog kontinuuma može potaknuti fizičare na neka nova teorijska razmišljanja.

Dakle, crne rupe nisu samo opasni objekti na putu međuzvjezdanih ekspedicija, već i teorijske laboratorije u kojima i najmanje varijacije fizičkih zakona narastu do takve veličine da se više ne mogu zanemariti.

Ako prava priroda stvarnosti leži negdje, najbolje mjesto za traženje je u crnim rupama. Ali iako nemamo jasno razumijevanje koliko je horizont događaja siguran za ljude, sigurnije je gledati pretrage izvana. U ekstremnim slučajevima, možete sljedeći put poslati Anu u crnu rupu - sada je njen red.