Ученые на пути к разгадке тайны черных дыр.
Фото: Михаил ФРОЛОВ
Над разгадкой тайны «кротовых нор» - пространственно-временных тоннелей в космосе - ученые работают уже почти полвека. Попытку осмыслить научные достижения в этой сфере в 2014 году даже предпринял режиссер «Интерстеллара» Кристофер Нолан. Спустя десять лет после выхода нашумевшего научно-фантастического фильма ученые умы все еще ломают голову над тем, можно ли через «червоточину» попасть в другую Галактику. Но совсем недавно крымские ученые стали на шаг ближе к разгадке. Совместно с московскими исследователями специалисты из Крымской астрофизической обсерватории определили, что выброс плазмы из сверхмассивных черных дыр имеет не форму конуса, как считалось ранее, а вид параболы. Это дает новые возможности для изучения «кротовых нор».
«Комсмолка» решила разобраться, можно ли действительно приблизиться к черной дыре, как это показано, например, в «Интерстелларе», и возможны ли временные искажения, при которых час длится семь земных лет? Эти и другие вопросы мы адресовали научному сотруднику Крымской астрофизической обсерватории Сергею Назарову.
- Кстати, «Интерстеллар» - один из немногих фильмов, в создании которых непосредственное участие принимал астрофизик, причем нобелевский лауреат Кип Торн. Это редчайший случай. Поэтому многое в фильме соответствует результатам реальных научных исследований. Что касается того, можно ли приблизиться к черной дыре, то, конечно, можно. Другое дело - выживешь ли ты, вернешься или нет? Этот вопрос остается открытым.
- Час космических лет за семь земных – это фантастика или реальность?
- Временные искажения, при которых час длится семь земных лет, это вполне возможно. Во-первых, это согласуется с общей теорией относительности. Во-вторых, согласно не только математическим исследованиям, но и практическим наблюдениям, время действительно меняет свой ход в зависимости от расстояния до некоторого массивного объекта.
Даже в земных лабораториях, если мы будем, к примеру, опускаться в подвал, время будет течь хоть и микроскопически, но все же медленнее. Если мы будет подниматься вверх от Земли, оно будет течь там чуточку быстрее. Но это для внешнего наблюдателя. Потому что сам ты, когда опускаешься в подвал, естественно, ничего не чувствуешь, так как у каждой клеточки твоего тела время течет с одинаковой скоростью. Поэтому временные искажения возможны абсолютно любые. Хоть час как семь лет, хоть час - 107 лет, хоть час – 1 миллион 107 лет. Все зависит от того, какая это черная дыра, и на каком расстоянии от нее ты находишься.
- А разве можно подобраться к черной дыре так, чтобы все это узнать наверняка?
- Основная трудность в чудовищных расстояниях. Со скоростями наших космических аппаратов лететь до ближайшей черной дыры нужно многие миллионы лет. В целом же, чем мельче черная дыра, тем ближе к ней, к ее центру, можно подобраться, чтобы быть при этом доступным внешнему наблюдателю. Но, когда ты нырнешь вглубь черной дыры, тебя наблюдать перестанут, будет казаться, что ты пропал.
Существуют разные типы черных дыр - микроскопические, которые сейчас являются предметом теоретических исследований, а также черные дыры звездной массы и сверхмассивные. Два последних класса объектов хорошо изучены. Поэтому мы оперируем именно ими. И в «Интерстелларе» также была показана сверхмассивная черная дыра с массой около ста миллионов солнечных масс. Это означает, что диаметр у нее около 600 миллионов километров, а радиус - около трехсот. То есть для внешнего наблюдателя ближе, чем на 300 миллионов километров к черной дыре подобраться нельзя. В этом случае возникает такая штука, как разница гравитационных потенциалов, когда твои размеры становятся сравнимыми с расстоянием до центра черной дыры. Поэтому этого состояния можно достигнуть только с маленькими черными дырами. Тогда силы гравитации, которые действуют на ноги и на голову, могут сильно отличаться, любой объект начнет разрывать на части, сворачивать в трубочки. Вращаясь, они будут падать на черную дыру.
- Модель «червоточины» ученым создать удалось, но почему за столько лет не удалось ее воплотить жизнь, чтобы, наконец, увидеть все происходящие в ней своими глазами?
- Существует множество моделей «червоточин», но реализовать их на практике мы не можем. Мало того, что нам нужны для этого экстремальные силы, чтобы закрутить само пространство, так еще и требуются специфические штуки, чтобы это закрученное пространство, вход в «червоточину», работало в устойчивом режиме. Поэтому на практике мы еще не скоро доберемся до создания «червоточин» и тем более путешествий по ним. Это как минимум масштаб сотни лет. Но здорово, что человеческий разум может свободно заглядывать на такие дистанции и оперировать будущим.
- А с чем все-таки в том же «Интерстелларе» могут поспорить астрофизики?
Скорее всего, к реальной черной дыре добавятся еще и джеты - выбросы, которые возникают благодаря аккреционному диску (диск, образуемый газом, - ред.). Но в фильме их рисовать не стали. Джеты - штука опасная. Там и рентген, и гамма-излучение. Тогда к фильму было бы больше вопросов и сложнее было бы соблюсти реальность. Приливные волны на планете Миллер мне не очень понравились. Потому что они слишком часто шли друг относительно друга. С одной стороны, их действительно будет вызывать гравитация черной дыры, но с другой - их должно быть две: одна со стороны черной дыры, другая - с противоположной. У них же за час одна волна обходит всю планету и вот уже накатывает снова. Но поскольку героям нельзя долго задерживаться на планете, авторы решили, что час там должен быть равен семи земным годам. Поэтому приливные волны пришлось рисовать так часто.
Но самое главное, что несет в себе фильм – это миссия привлечения наших взглядов к космосу, что там - наше будущее. Наша планета - всего лишь одна из множества, и она беззащитна. Произойти может что угодно - астероид, цунами, засуха, вирус или сверхмощная вспышка на Солнце. А мы все сидим на одной планете, как в одной лодке, да еще и грыземся друг с другом.
ЧИТАЙТЕ ТАКЖЕ
Огромная ледышка в небе над Крымом: «комета дьявола» достигла пиковой яркости
Крымчане могут увидеть комету Понса-Брукса невооруженным глазом (подробнее)
Миллионы световых лет от Земли: крымские астрономы первыми засняли взрыв массивной звезды в соседней галактике
Астрономы в Крыму сделали снимки взрыва массивной галактики (подробнее)