Чёрная дыра – принцип действия

черная дыраВ любом случае, кроме упоминания в научной литературе или в ходе дискуссии между учёными, словосочетание «чёрная дыра» имеет преимущественно негативное значение. Обыденное сознание уже крепко-накрепко привязало чёрную дыру к чему-то страшному, разрушительному и гибельному. Однако мало кто представляет, чем же именно страшны чёрные дыры и каков принцип их действия.

Что там происходит, неизвестно, но лучше туда не падать

Чёрные дыры это обоснованные теорией относительности Эйнштейна области времени и пространства, образовавшиеся в результате искривления времени и пространства высокой концентрацией энергии и материи, обладающие столь сильным гравитационным притяжением, что сопротивляться ей невозможно, даже двигаясь со скоростью света. В практической науке чёрными дырами также именуют умирающие звёзды, находящиеся на последней стадии коллапса, так как они обладают практически неотличимыми от «настоящих» чёрных дыр свойствами.

Человечество на данный момент не обладает техническими и технологическими возможностями проводить эксперименты по наблюдению за непосредственным воздействием чёрных дыр на попадающие в зону их гравитационного притяжения объекты. Поэтому общие представления об этом процессе также являются построенными на теории относительности. Приближаясь к чёрной дыре, тот или иной объект с определенного момента, попадая в её гравитационное притяжение, резко ускоряется и начинает двигаться к границе чёрной дыры, именуемой горизонтом событий. Однако по мере приближения к горизонту событий пространство и время относительно постороннего наблюдателя за этим объектом начнут существенно деформироваться, объект замедлит своё движение почти до полной остановки. Наконец, перейдя через горизонт событий (другое название – точка невозврата), объект уже не в состоянии ему сопротивляться, с ним теряется всякая связь, он не может ни посылать, ни принимать какие-либо сигналы. Таким образом, для внешней по отношению к чёрной дыре реальности объект исчезает; обоснованно судить же о том, что происходит с объектом внутри чёрной дыры, невозможно ни практически, ни теоретически.

Вопрос жизни и смерти информации

Впрочем, учёных не слишком интересует вопрос о том, что может или не может происходить с человеком при попадании в чёрную дыру – в обозримом будущем это просто невозможно, да и для развития теоретической науки пока ничего не даёт. Гораздо важнее с этой точки зрения проблема исчезновения или сохранения информации при попадании в чёрную дыру. Потому что от решения данной проблемы, в ходе которой возникли противоречия в квантовой механике и пока что непреодолимые препятствия на пути создания квантовой гравитации о осуществления главной цели науки – получения так называемой «теории всего», объясняющей все фундаментальные взаимодействия.

Суть проблемы с исчезновением информации в чёрных дырах сводится к следующему. Современная наука представляет чёрную дыру в её спокойном, то есть невращающемся и незаряженном, состоянии как обладающую лишь параметром собственной массы. То есть все невращающиеся и незаряженные чёрные дыры одной и той же массы должны быть абсолютно одинаковыми. Из этого следует, что в чёрной дыре исчезает любая поглощённая ею информация, в том числе и о том, в результате коллапса какой субстанции, вещества или антивещества, появилась чёрная дыра. Вещество и антивещество не могут задать одинаковые свойства: если «спокойные» чёрные дыры одной массы абсолютно идентичны, даже будучи полученными в результате коллапса вещества и антивещества, значит, в чёрной дыре исчезают все свойства, все характеристики, все качества – то есть все виды информации.

Но в таком случае нарушается базовый принцип квантовой механики, так называемое унитарное преобразование, что лишает смысла саму квантовую механику. Как известно, квантовая механика вместе с общей теорией относительности является основой современной научной картины мира, так что постулат об исчезновении информации в чёрных дырах является одним из ключевых на нынешнем этапе развития науки. На сегодняшний день этот вопрос не решён, научная картина мира находится в подвешенном состоянии, хотя существует несколько попыток некоего компромиссного объяснения. Например, выдвигается предположение, что в практических условиях настоящие чёрные дыры, отвечающие всем теоретическим требованиям, образоваться не могут, следовательно, и информация в реальных чёрных дырах не исчезает. Более обстоятельной является так называемая теория струн: она гласит, что граница чёрной дыры, горизонт событий на самом деле не является чёткой и жёсткой границей между чёрной дырой и внешней реальностью. Предполагается, что горизонт событий состоит из множества струн, которые сохраняют информацию и в ходе излучения Хокинга излучают её, пусть и в искажённом виде, из чёрной дыры. Тем самым информация претерпевает изменения, однако не уничтожается, что позволяет при подобной гипотезе сохранить основы квантовой механики.

Читать дальше Во Вселенной

Самое обсуждаемое
Всем или почти всем из нас хочется знать, что же будет там, за гранью, ждёт ли там ещё какая-то,
Почти всегда, когда говорят о цунами, подразумевают морские (чаще всего - океанские) цунами,
Слово полтергейст пришло к нам из немецкого языка, в переводе оно означает «шумный дух». Случаи