Что находится внутри черной дыры?
Конечно, ничего. Пустота, только пустота. Но что происходит, если что-то попадает в чёрную дыру? Есть ли что-то внутри дыры? Нет, внутри также пусто. Здесь и кроется загадка: внутри ничего не меняется, потому что там всегда пустота. Но как это возможно? Дело в том, что у чёрных дыр есть свои секреты…
Представим потерянного космонавта… Он отключил автопилот и направил свою ракету прямо на одну из самых больших чёрных дыр, которая величиной с Солнечную систему. Он мчится прямо на неё, радуется и удаляется от вас, и вы видите его через иллюминатор, прыгающего от радости.
По мере приближения к чёрной дыре вы видите, как меняется его цвет, становясь более оранжевым, красным, тёмно-красным, и вы видите, как он всё медленнее прыгает. Вы долго сохраняете в памяти это замерзшее изображение, где он кажется парящим над землёй, в момент, когда он навсегда исчез за горизонтом чёрной дыры. Ведь у чёрной дыры нет поверхности, но есть горизонт, так называемый потому, что ничто, что происходит за ним, не видно.
Он, на борту своей ракеты, ничего особенного не почувствовал, пересекая горизонт, и продолжал танцевать у иллюминатора. Скоро он начнёт чувствовать, что его затягивает слишком быстро, он повернёт ракету и включит двигатели на полную мощность, чтобы выбраться из ловушки, и перейдёт на скорость света, но это не поможет против падения.
Затем он начнёт растягиваться, и очень сильно, хуже, чем спагетти. Потому что его ноги хотят двигаться к центру быстрее, чем его голова. Это начинает сильно болеть, и у него есть время понять, что он закончит разорванным — в тот момент, когда его ракета треснет. Он прав: именно это и произойдет.
Вся материя притягивается к центру под действием гравитации, мощность которой трудно представить, что растягивает и разрывает всё. Что происходит, когда материя достигает центра чёрной дыры? Это конец пути, это конец всего, даже времени, и здесь наши знания также заканчиваются.
Потому что теория, которую мы обязаны Альберту Эйнштейну, которая была действительной до этого момента и позволяла проводить расчеты, на которых основана эта фантастическая история о потерянном космонавте, становится ложной: вы больше не можете вытянуть руку или что-либо делать, пространство полностью сжимается в себе. Это то, что было названо сингулярностью чёрной дыры. Энергия материи, свободно падающей к ней, становится бесконечной, и время перестаёт существовать. Поскольку бесконечность в природе не существует, мы приходим к выводу, что мы не знаем. Считается, что вся обычная материя исчезла.
Так что в чёрной дыре после этого приключения нет ни ракеты, ни потерянного космонавта. Там по-прежнему пустота. Но одно изменилось: масса чёрной дыры увеличилась, потому что к ней добавилась масса ракеты и её несчастного пилота. И её размер также увеличился, потому что размер чёрной дыры пропорционален её массе (это странно!). Так что внутри нет дополнительного вещества, но горизонт стал больше.
Совет: поскольку чёрная дыра с массой Солнца имеет радиус около 3 километров, чёрная дыра размером с Солнечную систему, как та, о которой говорилось выше, имеет радиус 10 миллиардов километров и массу около 3 миллиардов масс Солнца. Для таких чёрных дыр эффекты растяжения гравитации действительно ощущаются только внутри чёрной дыры (их называют «приливными эффектами»). Для меньших чёрных дыр с массой звезды эти эффекты ощущаются задолго до попадания внутрь. Мой совет: не приближайтесь к таким чёрным дырам.
Недавно Оливье Миназзоли предложил новую теорию гравитации, которую он называет “запутанной относительностью”, и которая, по-видимому, лучше соответствует интуициям самого Эйнштейна о природе. Эта новая теория идентична теории Эйнштейна для Солнечной системы. Но для чёрных дыр, на уровне сингулярности, она предсказывает, что гравитация может стать отталкивающей.
Таким образом, сценарий выше мог бы быть немного иным в конце. Загадка…
