Чёрные дыры
Что произойдёт при падении в чёрную дыру
Ответ зависит от того, кто наблюдает падение. Теория относительности описывает две разные, но совместимые картины.
Сначала — что такое горизонт событий
Чёрная дыра — не космический пылесос и не отверстие в обычном смысле. Это область пространства-времени, гравитация которой настолько сильна, что после пересечения определённой границы вернуться наружу уже нельзя. Эту границу называют горизонтом событий.
Если заменить Солнце чёрной дырой той же массы, Земля продолжила бы двигаться почти по прежней орбите. Опасность возникает не из-за особой способности «засасывать», а при достаточно близком приближении.
Картина для далёкого наблюдателя
Представим, что астронавт отправляет наружу световые сигналы через равные промежутки времени. Чем ближе он к горизонту, тем больше энергии теряет свет на пути наружу: сигнал становится краснее и слабее. Интервалы между приходящими сигналами растут.
Поэтому далёкому наблюдателю кажется, что падение замедляется. Он не получает сигнал с подписью «горизонт пересечён»: последние фотоны растягиваются по длине волны и постепенно исчезают на фоне Вселенной. Это не означает, что сам падающий навсегда застыл на границе.
Картина для падающего
На собственных часах астронавта пересечение горизонта происходит за конечное время. У достаточно большой чёрной дыры непосредственно на горизонте может не быть локального «барьера», удара или светящейся поверхности. Но после пересечения все возможные пути в будущем ведут глубже внутрь.
Передать наружу сообщение уже нельзя: даже свет, направленный от центра, не способен увеличить расстояние до чёрной дыры настолько, чтобы выйти за горизонт.
Почему возникает спагеттификация
Гравитация меняется с расстоянием. Если человек падает ногами вперёд, его ноги оказываются ближе к центру и притягиваются сильнее головы. Одновременно тело сжимается в поперечном направлении. Такое действие приливных сил растягивает материю в длинную тонкую форму — отсюда неофициальное, но настоящее научно-популярное название «спагеттификация».
У чёрной дыры звёздной массы приливные силы могут разрушить объект ещё до горизонта. У сверхмассивной чёрной дыры горизонт намного больше, поэтому на его границе перепад силы может быть мягче; разрушение произойдёт позже, уже внутри.
Что находится в центре
Классическая общая теория относительности приводит к сингулярности — области, где математические величины стремятся к бесконечности. Большинство физиков воспринимает это не как полное описание реального объекта, а как признак предела применимости теории. Для надёжного ответа нужна проверенная квантовая теория гравитации, которой пока нет.