Мысли про черную дыру никогда не покидают голову любого мало-мальски образованного гражданина. А может быть даже все еще сложнее. Черная дыра наверняка занимает первое место в списке интересных космических объектов, о которых люди хотят знать все! И поэтому сегодняшняя статья снова будет посвящена черным дырам. И главный вопрос, который мы сегодня рассмотрим, звучит так: если ничто не может вырваться из черной дыры, то как это делает гравитация?

Этот вопрос гудит набатом в пытающихся погрузиться в сон головах. Ничто, ничто и никто не может убежать из черной дыры! Именно поэтому эта дыра и называется черной! И если ничто не может ускользнуть из ее цепких когтистых лап, то не может и гравитация! Ведь так? Так почему же мы все, от бродячего кота до почтенного владельца газет, фабрик и пароходов ощущаем их гравитационную силу? Как же так, товарищи дорогие!

Медленно-медленно приходит тягучий, искрящийся мелкими брызгами сон, погружающий в нечто темное и неизвестное, растягивающий ноги и руки до бесконечности на фоне все повышающегося звука, который постепенно уходит по частоте все выше и выше. И становиться недоступен нашему уху… Вы засыпаете…

Чтобы понять, что вообще происходит, необходимо прояснить две вещи. Во-первых, черная дыра только называется «дырой». Однако на самом деле она не является настоящей «дырой». Во-вторых – гравитация работает немного иначе, чем другие фундаментальные силы.


Факты про черную дыру

Черная дыра — это вовсе не «дыра» в пространстве. Это просто небесное тело с определенным количеством материи, зажатой в пределах определенного радиуса пространства. В основном этот радиус зависит от плотности материи. Да, черную дыру делает особенной именно ее плотность. Здесь очень много материи сжато в очень маленьком пространстве. Представьте черную дыру, имеющую массу Солнца. Это не означает, что все объекты, которые имеет такую же массу, как Солнце, всегда является черными дырами. Нет. Эти объекты становятся особенным только тогда, когда вся их масса сосредоточена в очень маленьком объеме пространстве. В случае с Солнцем это будет тело диаметром в несколько километров.

Поскольку вся эта масса материи сосредоточена в очень маленьком пространстве, Вы можете подойти ко всей этой массе намного ближе, чем в противном случае. И, следовательно, гораздо сильнее ощутить действие гравитационной силы. В какой-то момент Вы достигнете точки, в которой притяжение станет очень сильным. И Вы больше не сможете быть достаточно быстрым, чтобы избежать его влияния. Эта линия называется «горизонт событий». И если вы пересечете ее, то никогда больше не сможете посидеть в кафе на площади имени Ленина в Ашхабаде. Или сходить в знаменитую на весь мир пиццерию в городе Певек. Все, что падает за горизонт событий, остается внутри черной дыры. И никогда не возвращается назад…

Странная сила

А как же гравитация? Дело тут вот в чем. Гравитация — это вовсе не то, что какой-нибудь материальный объект как бы «излучает». Общая теория относительности Альберта Эйнштейна (которую некоторые граждане считают лженаучной, при этом не поясняя почему) описывает гравитацию как эффект деформации самого пространства.

Все массы искривляют пространство-время. И все объекты во Вселенной движутся по этим кривым. И мы ощущаем это движение через искривленное пространство как силу, которую и называем гравитацией. Например, Солнце делает «вмятину» в пространстве, и когда Земля движется, она не может просто пролететь прямо мимо него, а должна следовать кривой этой «вмятины». Нам кажется, что Солнце воздействует на Землю силой, заставляя ее вращаться вокруг себя. Но Солнце, на самом деле, не излучает никаких «гравитационных лучей». Или чего-то в этом роде.

Сложные уравнения Эйнштейна точно описывают, как именно материя искривляет пространство. Степень кривизны зависит, с одной стороны, от массы объекта. Чем он больше, тем сильнее кривизна и, следовательно, сила гравитации. Однако кривизна пространства в данной точке также зависит от величины кривизны пространства в непосредственной близости от этой точки. Таким образом, гравитационная сила — это не то, что исходит из черной дыры. Потому что на самом деле ее никогда не было внутри. Просто черная дыра деформирует само пространство. И эта деформация существует совершенно независимо от конкретных свойств черной дыры.

Странные частицы

Вы, конечно, можете спросить – а как там обстоят дела с этими, как их… «гравитонами»?

Да, обычно силу можно описать не только как силовое поле, но и как передачу частиц. Электромагнитную силу, например, можно представить как обмен фотонами. За последние несколько десятилетий ученые разработали квантовые теории для всех известных сил с соответствующими передающими частицами для каждой из них. И только в случае с гравитацией этого сделать не удалось. Частицы, передающие гравитационную силу, условно названные «гравитонами», до сих пор не обнаружены. И существуют ли они на самом деле – абсолютно неизвестно.

Но если они существуют, тогда возникает интересный вопрос – как гравитоны могут выбраться из черной дыры, чтобы передать гравитационную силу? Да пёс его знает. Для того чтобы узнать, как на самом деле работают гравитоны, нужно сначала разработать квантовую теорию гравитации. А над этой задачей ученые безуспешно работают уже почти 100 лет! Но если в какой-то момент это удастся сделать, наука, вероятно, лучше поймет природу черных дыр. Потому что все детали ее физики можно описать только с помощью квантовой теории гравитации. А ее у нас, как отмечалось выше, пока нет. В этом отношении мы можем пока оставить в стороне вопрос с гравитонами. И подождать, пока мы точно не узнаем, существуют ли они вообще. Может быть вопрос «Как гравитоны вылетают из черной дыры?» вообще не имеет смысла.

Но в любом случае понятно, что гравитационная сила легко может «убежать» от черной дыры. И ответ на вопрос «Как гравитация покидает черную дыру?» очевиден. Так происходит потому, что она никогда в ней не была!Источник: "Живой космос"