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

Umjetnikovo tumačenje kako zvijezda prelazi horizont događaja središnje supermasivne crne rupe

Crnu rupu karakterizira nevjerojatno jaka gravitacija, čak ni ne emitira svjetlost. Oko njega je koncentriran horizont događaja. Dovoljno je prijeći ovu "crtu" i propali ste. Svi znaju za to, ali postojanje takvih "linija" nije dokazano.

Stoga su znanstvenici odlučili provesti eksperiment. Vjeruje se da se supermasivne crne rupe nalaze u središtima svih velikih galaksija. Ali postoji mišljenje da postoji još jedan objekt. Ovo je neobično supermasivno nešto što je uspjelo izbjeći kolaps i singularnost. Također ima horizont događaja oko sebe.

Ako singularitet nema površinu, tada je objekt čvrst. Dakle, zvijezda neće pasti u crnu rupu, već će se razbiti na površini.

To je ogromna masivna kugla u galaktičkom središtu. Vidimo kako se zvijezda zabija u čvrstu površinu i raspršuje krhotine

Kako bi otkrili autentičnost teorije, znanstvenici su osmislili novi test. Poanta je definirati što je čvrsta površina. Pomoglo bi riješiti problem s horizontom događaja.

Za početak, otkrili su da kada objekt udari u čvrstu površinu, zvjezdani plin će ga obaviti i svijetliti nekoliko mjeseci ili godina. Teleskop bi to trebao uhvatiti. Kada su znanstvenici shvatili što treba pronaći, potvrdili su svoje argumente.

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

Zatim sam morao pregledavati arhivske podatke 1,8-metarskog Pan-STARRS teleskopa koji je 3,5 godine istraživao sjevernu hemisferu tražeći "privremeni sjaj". Ako je pretpostavka točna, uzimajući u obzir sve podatke, teleskop je trebao identificirati 9-10 takvih događaja.

I... nije ništa našao.

Ispada da sve crne rupe moraju imati horizont događaja. Dakle, Einstein je opet bio u pravu. Sada tim pokušava poboljšati test i testirati ga na 8,4-metarskom velikom teleskopu (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 prirodoslovac John Mitchell sugerirao da ako je veličina zvijezde vrlo mala, a masa vrlo velika, tada neće sjajiti, jer njegova privlačnost jednostavno neće dopustiti svjetlosti da pobjegne (Mitchell je zamišljao da se svjetlost sastoji od čestica).

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

Čuvajte se crnih rupa i vodopada

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

Granica crne rupe naziva se horizont događaja, iza tog horizonta brzina kojom se trebate kretati da biste pobjegli iz crne rupe mora premašiti brzinu svjetlosti - nemoguć zadatak. Možete to zamisliti kao pad na čamcu u vodopad: što ste bliže vodopadu, morate jače veslati da se ne odvuče, ali od nekog trenutka, koliko god se trudili, nećete. Ako ne možete pobjeći, padate, ali u slučaju crne rupe na dnu ne čeka vas oštro kamenje, već tajanstvena singularnost.

U području singulariteta gustoća materije postaje beskonačna. Rečeno je da bi se čak mogao formirati tunel do drugog svemira. Ali sve su to glasine i nitko ne zna što se tamo zapravo događa.

Sve ovo zvuči čudno i tajanstveno, ali činjenica da crne rupe postoje, astrofizičari: na primjer, dugo očekivano otkriće koje je proizašlo iz sudara dviju crnih rupa, teška je potvrda njihovog postojanja.

Odakle dolaze crne rupe

Crne rupe zvjezdane mase nastaju 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). “Goriva” za termonuklearne reakcije u zvijezdama nije beskonačno, a kada ga ponestane, zvijezda “kolabira” i eksplodira u supernovu.

Ali nije poznato odakle dolaze supermasivne crne rupe. O tome postoje samo pretpostavke, poput kolapsa masivnih oblaka plina u ranim fazama formiranja galaksije, rasta crnih rupa zvjezdane mase zbog apsorpcije materije ili spajanja mnogih takvih rupa u jednu supermasivnu jedan. Pretpostavki ne nedostaje, ali opažanja su teža.

Kako vidjeti crnu rupu

Nemoguće je vidjeti samu crnu rupu, kako joj i naziv govori, ali je moguće da materija upadne u nju. U središtima mnogih galaksija nalaze se crne rupe milijunima veće od Sunca. Privlače prašinu, plin i zvijezde. Ovaj materijal formira akrecijski disk oko crne rupe. U njemu se materija kovitla kao u lijevku prije pada u crnu rupu, a uslijed trenja se zagrijava zbog čega počinje jako svijetliti po cijelom spektru. Kada materija padne u crnu rupu, pritisak zračenja i utjecaj magnetskog polja u blizini granice crne rupe odbacuju dio materije od nje.

Supermasivna crna rupa u središtu naše galaksije zove se Sagittarius A*. Fraza "naša galaksija" zvuči nekako domaće, kao da je nadomak centra, ali zapravo je crna rupa od nas udaljena 25 tisuća svjetlosnih godina, njena masa je 4 milijuna puta veća od Sunca.

Vrlo ga je teško vidjeti na takvoj udaljenosti - to je kao da pokušavate vidjeti tenisku lopticu na Mjesecu, a oštrina "vida" potrebna za to dostupna je samo radioteleskopima zahvaljujući tehnici koja vam omogućuje kombiniranje teleskopa u različitim dijelovima zemaljske kugle u jedan ogromni virtualni teleskop. Tako će projekt Event Horizon Telescope objediniti promatranja teleskopa u SAD-u, Španjolskoj, Meksiku, Čileu pa čak i na Antarktici.

Drugi objekt za promatranje je crna rupa u središtu galaksije M 87. Ona je oko 6 milijuna puta masivnija od Sunca, ali je i mnogo dalje - 53 milijuna svjetlosnih godina od nas.

Kako izgleda crna rupa

Rezultati promatranja bit će objavljeni tek iduće godine, no za sada, kako biste otprilike zamislili što sve teleskopi mogu vidjeti, možete se diviti crnoj rupi u filmu Interstellar čiji su se tvorci potrudili sliku učiniti što znanstveno točnijom koliko je moguće.

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

Kao rezultat toga, slika bi trebala izgledati slično slici koju je astrofizičar Jean-Pierre Luminet izradio 1978. godine na računalu IBM 7040 koje je radilo na bušenim karticama i nacrtao ju je rukom za članak u časopisu Astronomija i astrofizika.

Crne rupe su možda najmisteriozniji objekti u svemiru. Toliko su gusti da sila gravitacije ne dopušta da išta, čak ni svjetlost, pobjegne iz crne rupe. Fizičari su otkrili mnoge crne rupe, od malih do supermasivnih, milijune ili milijarde solarnih masa. Važno svojstvo horizonta događaja - da ga svjetlost ne može prijeći - stvara granicu u prostoru: jednom kad je prijeđete, osuđeni ste naći se u singularnosti. Ali što vidite kada upadnete u crnu rupu? Hoće li se svjetlo ugasiti ili ostati? Fizičari znaju odgovor i svidjet će vam se.

U središtu naše galaksije vidjeli smo zvijezde koje se kreću oko središnje točke mase 4 milijuna solarnih masa, ne emitirajući svjetlost. Ovaj objekt, Sagittarius A*, jasan je kandidat za crnu rupu koju možemo odrediti izravno mjerenjem zvijezda u njegovoj orbiti.

Ali postoje neke vrlo čudne stvari koje se dogode kada se približite horizontu crne rupe, a postaju još čudnije dok ga prelazite. Postoji razlog zašto kada prijeđete ovu nevidljivu barijeru, više je nećete moći napustiti. I nije važno koja vas je klasa crne rupe usisala, koji vas svemirski brod pokušava izvući odande ili nešto treće. Opća relativnost je ozbiljna stvar, pogotovo kada se radi o crnim rupama. Razlog je u Einsteinovom najvećem postignuću: u vezi je s KAKO crna rupa iskrivljuje prostorvrijeme.

Kada ste jako daleko od crne rupe, tkivo svemira je manje zakrivljeno. Zapravo, kada ste jako daleko od crne rupe, njezina se gravitacija ne može razlikovati od bilo koje druge mase, bila to neutronska zvijezda, obična zvijezda ili samo difuzni oblak plina. Prostor-vrijeme može biti zakrivljeno, ali sve što možete reći izdaleka je prisutnost mase, bez poznavanja raspodjele te mase. Ali ako pogledate svojim očima, tada će umjesto oblaka plina, zvijezde ili neutronske zvijezde, u središtu biti potpuno crna kugla koja ne emitira nikakvu svjetlost.

Ovo sferno područje, poznato kao horizont događaja, nije nešto fizičko, već područje prostora određene veličine iz kojeg svjetlost ne može pobjeći. Moglo bi se pretpostaviti da izdaleka veličina crne rupe izgleda onakva kakva uistinu jest. Drugim riječima, ako se približite crnoj rupi, ona će na pozadini svemira izgledati kao potpuno crna rupa, duž čijih je granica svjetlost iskrivljena.

Za crnu rupu mase Zemlje, ova bi kugla bila sićušna: radijusa reda veličine 1 centimetra; a za crnu rupu mase Sunca ova će kugla biti polumjera oko 3 kilometra. Ako skalirate masu (i veličinu) na supermasivnu crnu rupu - poput one u središtu naše galaksije - dobit ćete veličinu planetarne orbite ili divovske crvene zvijezde poput Betelgeusea.

Što se događa 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 letjelici, počet ćete primjećivati ​​nešto čudno dok se približavate crnoj rupi. Ako udaljenost između vas i zvijezde podijelite na pola, kutna veličina zvijezde će se činiti dvostruko većom. Ako udaljenost skratite na četvrtinu, bit će četiri puta veća. Ali crne rupe su drugačije.

Za razliku od svih ostalih objekata na koje ste navikli, a koji izgledaju sve veći što se više približavate, crna rupa se povećava mnogo brže zahvaljujući nevjerojatnoj zakrivljenosti prostora.

Iz naše perspektive na Zemlji, crna rupa u galaktičkom središtu izgledala bi sićušna, s radijusom mjerenim u mikrolučnim sekundama. Ali u usporedbi s običnim radijusom koji izračunavate u GR-u, činit će se 150% većim zbog zakrivljenosti prostora. Ako mu se približite, u trenutku kada horizont događaja bude veličine punog mjeseca na nebu, to će biti četiri puta više. Razlog je, naravno, to što se prostor-vrijeme sve više i više zakrivljuje kako se približavate crnoj rupi.

Nasuprot tome, vidljivo područje crne rupe postaje sve veće i veće; do trenutka kada budete unutar nekoliko Schwarzschildovih radijusa od nje, crna rupa će narasti do takve veličine da zaklanja gotovo cijeli pogled prema naprijed na brod. Obični geometrijski objekti se ne ponašaju tako.

Kako se približavate najdubljoj stabilnoj kružnoj orbiti - koja je 150% radijusa horizonta događaja - primijetit ćete da će pogled prema naprijed na vašem brodu postati potpuno crn. Čim točno ovo prijeđete, i iza vas će sve početi tonuti u mrak. Opet, to ima veze s načinom na koji se staze svjetlosti iz različitih točaka kreću kroz ovaj visoko zakrivljeni prostor-vrijeme.

U ovom trenutku, ako niste prešli horizont događaja, još uvijek možete izaći. Ako primijenite dovoljno ubrzanja dalje od horizonta događaja, možete pobjeći njegovoj gravitaciji i vratiti se u siguran prostor-vrijeme daleko od crne rupe. Vaši gravitacijski senzori reći će vam gdje se silazni nagib prema središtu mijenja u ravninu gdje se može vidjeti svjetlost zvijezda.

Ali ako nastavite padati prema horizontu događaja, na kraju ćete vidjeti kako se svjetlost zvijezda skuplja u sićušnu točku iza vas, mijenjajući boju u plavu zbog gravitacijskog plavog pomaka. U posljednjem trenutku kada prijeđete horizont događaja, ova točka će postati crvena, bijela, a zatim plava kako se pozadine kozmičkih mikrovalova i radiovalova pomiču u vidljivi spektar.

A onda... bit će tama. Ništa. Iz horizonta događaja nikakva svjetlost iz vanjskog svemira ne može doprijeti do vašeg broda. Sada ćete se prisjetiti moćnih motora vašeg broda i razmisliti kako biste ih mogli iskoristiti da pobjegnete iz ove zamke. Sjetit ćete se u kojem se smjeru nalazi singularitet i pokušati odrediti gravitacijski gradijent prema njemu. Ovo pod uvjetom da nema druge materije ili svjetla iza ili ispred vas.

Ono što je iznenađujuće, čak i ako puno svjetla stigne izvan horizonta događaja s vama - vidjet ćete "polovicu" vidljivog svemira - također će biti gravitacijski senzori na brodu s vama. I kad jednom prijeđete horizont događaja, sa ili bez svjetla, događa 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 ovo moguće?

I ovako, jer si iza horizonta događaja, upravo u njemu. Bilo koja zraka svjetlosti koju sada emitirate ići će u smjeru singularnosti; preduboko si u crnoj rupi da bi ona išla bilo gdje drugdje.

Koliko je vremena potrebno nakon prelaska horizonta u supermasivnoj crnoj rupi da bude u središtu? Vjerovali ili ne, iako horizont događaja može imati promjer od jednog svjetlosnog sata u našem referentnom okviru, potrebno je samo oko 20 sekundi da se dosegne singularnost. Jako zakrivljeni prostor je užasna stvar.

Što je najgore, svako ubrzanje će vas još brže dovesti bliže singularnosti. U ovoj fazi nije moguće povećati vrijeme preživljavanja. Singularnost postoji u svim smjerovima, gdje god pogledate. Otpor je uzaludan.

31. siječnja 2018 Genadij

Autorsko pravo na sliku Thinkstock

Možda mislite da osobu koja je pala u crnu rupu čeka trenutna smrt. U stvarnosti bi njegova sudbina mogla biti mnogo iznenađujuća, kaže dopisnik.

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

Onog trenutka kada upadnete u crnu rupu, stvarnost će se prepoloviti. U jednoj ćete stvarnosti trenutno biti spaljeni, u drugoj ćete uroniti duboko u crnu rupu živi i neozlijeđeni.

Unutar crne rupe ne vrijede nam poznati zakoni fizike. Prema Albertu Einsteinu, gravitacija savija prostor. Dakle, u prisutnosti objekta dovoljne gustoće, prostorno-vremenski kontinuum oko njega može se toliko deformirati da se u samoj stvarnosti formira rupa.

Masivna zvijezda koja je potrošila sve svoje gorivo može se pretvoriti u točno onu vrstu superguste materije koja je neophodna za nastanak tako zakrivljenog dijela svemira. Zvijezda koja kolabira pod vlastitom težinom vuče duž prostorno-vremenskog kontinuuma oko sebe. Gravitacijsko polje postaje toliko jako da čak ni svjetlost više ne može pobjeći iz njega. Kao rezultat toga, područje u kojem se zvijezda prethodno nalazila postaje apsolutno crno - to je crna rupa.

Autorsko pravo na sliku Thinkstock Opis slike Nitko zapravo ne zna što se događa unutar crne rupe.

Vanjska površina crne rupe naziva se horizont događaja. To je sferna granica na kojoj se postiže ravnoteža između jakosti gravitacijskog polja i napora svjetlosti koja pokušava pobjeći iz crne rupe. Ako prijeđete horizont događaja, bit će nemoguće pobjeći.

Horizont događaja zrači energijom. Zbog kvantnih učinaka na njemu nastaju struje vrućih čestica koje zrače u Svemir. Taj se fenomen naziva Hawkingovo zračenje - u čast britanskog teorijskog fizičara Stephena Hawkinga koji ga je opisao. Unatoč činjenici da materija ne može pobjeći horizontu događaja, crna rupa ipak "isparava" - s vremenom će konačno izgubiti svoju masu i nestati.

Kako idemo dublje u crnu rupu, prostor-vrijeme se nastavlja zakrivljivati ​​i postaje beskonačno zakrivljen u središtu. Ova točka je poznata kao gravitacijska singularnost. Prostor i vrijeme u njemu prestaju imati ikakvo značenje i više ne vrijede svi nama poznati zakoni fizike za čiji su opis ova dva pojma nužna.

Nitko ne zna što točno čeka osobu koja je upala u središte crne rupe. Drugi svemir? Zaborav? Stražnja stijenka police za knjige, kao u američkom znanstveno-fantastičnom filmu "Interstellar"? To je misterij.

Razmislimo - na vašem primjeru - o tome što se događa ako slučajno upadnete u crnu rupu. U ovom eksperimentu pratit će vas vanjski promatrač – nazovimo ga Anna. Tako Anna, na sigurnoj udaljenosti, užasnuto gleda kako se približavate rubu crne rupe. S njezine točke gledišta, događaji će se razvijati na vrlo čudan način.

Kako se približavate horizontu događaja, Anna će vas vidjeti kako se rastežete u dužinu i sužavate u širinu, kao da vas gleda kroz ogromno povećalo. Osim toga, što bliže letite horizontu događaja, Anna će više osjećati da vaša brzina opada.

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

Nećete moći vikati na Annu (budući da se zvuk ne prenosi u vakuumu), ali joj možete pokušati signalizirati Morseovom abecedom pomoću svjetiljke na vašem iPhoneu. Međutim, vaši će signali dolaziti do njega u sve većim intervalima, a frekvencija svjetlosti koju emitira svjetiljka pomaknut će se prema crvenom (duga valna duljina) dijelu spektra. Evo kako će to izgledati: "Red, redom dokumenata, redom ...".

Kad dođete do horizonta događaja, s Annine točke gledišta, ukipit ćete se na mjestu, kao da je netko pauzirao reprodukciju. Ostat ćete nepomični, razvučeni preko površine horizonta događaja, a sve veća vrućina počet će vas obuzimati.

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

Ali nemojte žuriti naručiti misu zadušnicu - zaboravimo na Annu na neko vrijeme i pogledajmo ovu strašnu scenu s vašeg gledišta. A s vaše točke gledišta dogodit će se nešto još čudnije, odnosno apsolutno ništa posebno.

Letite ravno do jedne od najzlokobnijih točaka u svemiru bez i najmanjeg potresa - 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 Einstein nazvao "najboljom idejom" svog života.

Doista, horizont događaja nije zid od opeke u prostoru, već fenomen uvjetovan točkom gledišta promatrača. Promatrač koji ostane izvan crne rupe ne može vidjeti unutra kroz horizont događaja, ali to je njegov problem, ne vaš. S tvoje točke gledišta, nema horizonta.

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

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

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

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

Ali ako bolje razmislite, svi znamo ovaj osjećaj - samo u odnosu na vrijeme, a ne na prostor. Vrijeme ide samo naprijed, a nikako nazad, i zaista nas vuče za sobom 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 taj koji vas vuče singularnosti, već vrijeme. Ne možete se vratiti i izaći iz crne rupe, kao što nitko od nas ne može putovati u prošlost.

Možda se sada pitate što nije u redu s Annom. Uletiš u prazan prostor crne rupe i dobro si, a ona oplakuje tvoju smrt, tvrdeći da te je spalilo Hawkingovo zračenje s vanjske strane horizonta događaja. Halucinira li?

Zapravo, Annina izjava je apsolutno točna. S njezine točke gledišta, vi ste doista sprženi na horizontu događaja. I nije iluzija. Anna čak može pokupiti vaš pepeo i poslati ga vašoj obitelji.

Autorsko pravo na sliku Thinkstock Opis slike Horizont događaja nije zid od cigle, on je propustan

Činjenica je da, prema zakonima kvantne fizike, s Annine točke gledišta, ne možete prijeći horizont događaja i morate ostati s vanjske strane crne rupe, jer informacije nikada nisu nepovratno izgubljene. Svaki djelić informacije koji je odgovoran za vaše postojanje mora ostati na vanjskoj površini horizonta događaja - inače će, s Annine točke gledišta, zakoni fizike biti prekršeni.

S druge strane, zakoni fizike također nalažu da kroz horizont događaja proletite živi i neozlijeđeni, a da na svom putu ne naiđete na vruće čestice ili bilo kakve druge neobične pojave. U protivnom će se narušiti opća teorija relativnosti.

Dakle, zakoni fizike žele da budete i izvan crne rupe (kao hrpa pepela) i unutar nje (sigurni i zdravi) u isto vrijeme. I još jedna važna točka: prema općim načelima kvantne mehanike, informacije se ne mogu klonirati. Morate biti na dva mjesta u isto vrijeme, ali samo na jednom mjestu.

Fizičari takvu paradoksalnu pojavu nazivaju terminom "nestanak informacija u crnoj rupi". Srećom, devedesetih godina prošlog stoljeća znanstvenici su uspjeli riješiti ovaj paradoks.

Američki fizičar Leonard Susskind shvatio je da zapravo nema paradoksa, jer nitko neće vidjeti vaše kloniranje. Anna će gledati jedan vaš primjerak, a vi ćete gledati drugi. Ti i Anna se više nikada nećete sresti i nećete moći usporediti zapažanja. I ne postoji treći promatrač koji bi vas mogao promatrati i izvana i iznutra crne rupe u isto vrijeme. Dakle, zakoni fizike nisu prekršeni.

Osim ako ne želite znati koji je od vaših primjera pravi, a koji nije. Jesi li stvarno živ ili mrtav?

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

Stvar je u tome da ne postoji "stvarnost". Stvarnost ovisi o promatraču. Postoji "stvarno" iz Anninog gledišta i "stvarno" iz vašeg gledišta. To je sve.

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

Prema znanstvenicima, rješenje proturječnosti koje je predložio Süsskind temelji se na činjenici da je neslaganje u procjeni onoga što se događa između vas i Anne posredovano horizontom događaja. Nije važno je li Anna doista vidjela kako jedan od vaša dva primjerka umire u vatri Hawkingovog zračenja, jer ju je horizont događaja spriječio da vidi vaš drugi primjerak kako leti duboko u crnu rupu.

Ali što ako je Anna imala način saznati što se događa s druge strane horizonta događaja, a da ga ne pređe?

Opća relativnost nam govori da je to nemoguće, ali kvantna mehanika malo zamagljuje teška pravila. Anna je mogla proviriti iza horizonta događaja s onim što je Einstein nazvao "sablasnim dugometnim djelovanjem".

Govorimo o kvantnoj isprepletenosti – fenomenu u kojem kvantna stanja dviju ili više čestica razdvojenih prostorom, misteriozno postaju međuovisna. Te čestice sada čine jedinstvenu i nedjeljivu cjelinu, a informacija potrebna za opisivanje te cjeline nije sadržana u ovoj ili onoj čestici, već u odnosu između njih.

Ideja koju je iznio AMPS je sljedeća. Pretpostavimo da Anna uhvati česticu u blizini horizonta događaja - nazovimo je čestica A.

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

Autorsko pravo na sliku Thinkstock Opis 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 s česticom C, koja se nalazi negdje unutar crne rupe.

Ljepota ove teorije je u tome što svaka od čestica može biti međusobno povezana samo s jednom drugom česticom. To znači da je čestica A povezana ili s česticom B ili s česticom C, ali ne s objema u isto vrijeme.

Stoga Anna uzima svoju česticu A i propušta je kroz stroj za dekodiranje isprepletenosti koji ima, što daje odgovor je li ta čestica povezana s česticom B ili s česticom C.

Ako je odgovor C, vaše je gledište prevladalo kršeći zakone kvantne mehanike. Ako je čestica A povezana s česticom C, koja se nalazi u dubinama crne rupe, tada su informacije koje opisuju njihovu međuovisnost zauvijek izgubljene za Annu, što je u suprotnosti s kvantnim zakonom, prema kojem se informacije nikada ne gube.

Ako je odgovor B, tada je, suprotno načelima opće relativnosti, Anna u pravu. Ako je čestica A vezana za česticu B, stvarno vas je spalilo Hawkingovo zračenje. Umjesto da letite kroz horizont događaja, kako nalaže relativnost, zabili ste se u vatreni zid.

Dakle, vratili smo se na pitanje s kojim smo započeli - što se događa s osobom koja uđe u crnu rupu? Hoće li proletjeti kroz horizont događaja neozlijeđen zahvaljujući stvarnosti koja iznenađujuće ovisi o promatraču ili će se zabiti u vatreni zid ( crnorupevatrozid, ne treba ga brkati s računalnim pojmomvatrozid, "firewall", softver koji štiti vaše računalo na mreži od neovlaštenog upada - ur..)?

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

Više od 100 godina znanstvenici pokušavaju pomiriti načela opće relativnosti i kvantne fizike, u nadi da će na kraju prevladati jedno ili drugo. Razrješenje paradoksa "vatrenog zida" trebalo bi odgovoriti na pitanje koji je od principa prevagnuo i pomoći fizičarima u stvaranju sveobuhvatne teorije.

Autorsko pravo na sliku Thinkstock Opis slike Ili možda sljedeći put poslati Annu u crnu rupu?

Rješenje paradoksa nestanka informacija možda leži u Anninom stroju za dešifriranje. Iznimno je teško odrediti s kojom je još česticom čestica A međusobno povezana. Fizičari Daniel Harlow sa Sveučilišta Princeton u New Jerseyju i Patrick Hayden, sada na Sveučilištu Stanford u Kaliforniji, pitali su se koliko će to trajati.

Godine 2013. izračunali su da bi čak i s najbržim mogućim računalom prema fizikalnim zakonima, Anni trebalo iznimno dugo vremena da dešifrira odnos između čestica - toliko dugo da će crna rupa ispariti dugo dok ne dobije odgovor. nekoć.

Ako je tako, vjerojatno je da Anni jednostavno nije suđeno da ikada sazna čije je gledište istinito. U tom će slučaju obje priče ostati istinite u isto vrijeme, stvarnost će ovisiti o promatraču, a niti jedan zakon fizike neće biti prekršen.

Osim toga, veza između vrlo složenih izračuna (za koje naš promatrač, očito, nije sposoban) i prostorno-vremenskog kontinuuma mogla bi potaknuti fizičare na neka nova teorijska promišljanja.

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

Ako prava priroda stvarnosti negdje leži, najbolje mjesto za nju je tražiti u crnim rupama. No iako nemamo jasno razumijevanje koliko je horizont događaja siguran za ljude, sigurnije je promatrati pretrage izvana. U ekstremnim slučajevima, sljedeći put možete poslati Annu u crnu rupu - sada je ona na redu.