Przejdź przez czarną dziurę

Załóżmy, że otwór, w który należy się przebić, jest statyczny i dlatego nie skręca otaczającej przestrzeni (Strugacki nie wspomina, czy otwór miał moment obrotowy). W tym przypadku granica otworu (jest to horyzont zdarzeń) jest poprawną kulą. Statek kosmiczny po wejściu do tej kuli jest skazany na wpadnięcie do środka dziury i żadne manewry nie są w stanie temu zapobiec. Naprawione obiekty nie mogą istnieć wewnątrz takiej dziury, a najmniejszy ruch nieuchronnie doprowadzi do jej środka, do punktu osobliwości, w pobliżu którego siła grawitacji zmierza do nieskończoności. Przestrzeń wewnątrz dołka zachowuje się jak czas - ruchy odwrotne są tam niemożliwe (zasada ta dotyczy nie tylko ciał materialnych, ale także kwantów lekkich). Wskakiwanie do takiej dziury nie ma sensu, ponieważ statek rozpoznawczy nie będzie w stanie przesyłać z tego miejsca żadnych informacji, a gdy zbliży się do punktu osobliwości, zostanie rozerwany przez siły pływowe.

Space top

Sytuacja w obracającym się otworze jest znacznie bardziej interesująca. Faktem jest, że ma dwie niespójne zewnętrzne granice: horyzont zdarzeń i granicę statyczności. Granicą statyki jest granica regionu, w którym żadne ciało nie może już spoczywać w stosunku do odległego obserwatora, ale musi obracać się wokół czarnej dziury, aby nie spaść. W przypadku otworu nieobrotowego horyzont zdarzeń i granica statyczności pokrywają się, natomiast w przypadku otworu obrotowego stykają się tylko z biegunami (nie są kuliste, ale są spłaszczone wzdłuż osi obrotu otworu). Podczas przelotu przez pustkę (ergosferę) między nimi, kapitan Ciemności wciąż może zawrócić i wrócić do naszego Wszechświata.


Czarne dziury Kerr

Nienaładowany wirujący otwór jest opisany przez rozwiązanie równań Einsteina, które po raz pierwszy otrzymał matematyk nowozelandzki Roy Kerr w 1963 roku. W przypadku nierotującego dołka horyzont zdarzeń jest jeden, a osobliwość jest punktem w środku otworu. Ale nawet niewielki obrót wystarcza, aby pojawił się drugi (wewnętrzny) horyzont zdarzeń, osobliwość czarnej dziury Kerr to pierścień. W miarę wzrostu momentu pędu wewnętrzny horyzont zdarzeń rozszerzy się, a zewnętrzny zwęzi, aż „zapadnie się” w jedno (tak jest w przypadku tzw. Czarnej dziury Kerra). Wraz z dalszym wzrostem prędkości obrotowej horyzont zdarzeń powinien zniknąć, pozostawiając nagą osobliwość (która, ogólnie mówiąc, jest zakazana przez „zasadę kosmicznej cenzury”).

Dziura w środku

Co się stanie, jeśli Ciemność zanurzy się w dziurze? Po przekroczeniu horyzontu zdarzeń statek najpierw niekontrolowanie przyciągnie się do wewnątrz, jak to się dzieje, gdy wpadnie do dziury z zerowym momentem obrotu. Oznacza to, że bezpośrednio pod horyzontem zdarzeń znajduje się ta sama „podobna do czasu” przestrzeń jak w nierotującym otworze, ale teraz nie osiąga ona środka otworu. Od wewnątrz przestrzeń ta jest ograniczona drugim horyzontem, w którym znajduje się zwykła przestrzeń (choć bardzo zakrzywiona), w której możliwe są ruchy w różnych kierunkach.

Należy jednak zachować ostrożność. W tym obszarze, a dokładniej w płaszczyźnie równikowej, znajduje się strefa, w której krzywizna przestrzeni, a zatem grawitacja dąży do nieskończoności, jest osobliwością. Ale w tym przypadku nie jest to punkt, jak w przypadku nierotującego otworu, ale zamknięty pierścień. Nie warto się do niego zbliżać - z powodu katastrofalnych sił pływowych. Niemniej jednak statek kosmiczny może podążać trajektorią, która na zawsze pozostawi go w drugim horyzoncie, nie pozwalając mu spaść na osobliwość pierścienia. Ale statek nigdy nie przekroczy tego horyzontu i nie powróci do „podobnej do czasu” przestrzeni.

Przelatując

Załóżmy, że „ciemność” lata „ponad” osobliwością w „północnym regionie” przestrzeni wewnętrznej. Kapitan może skierować statek na „południe”, albo zaokrąglić osobliwość, albo przelecieć przez dziurę w pierścieniu osobliwości. Obie trasy są możliwe, ale prowadzą do różnych przestrzeni bez jednego wspólnego punktu! Ruch obejściowy opuści statek wewnątrz drugiego horyzontu tej samej dziury. Skok przez pierścień obiecuje znacznie więcej - statek kosmiczny może pójść trajektorią, która przecina oba horyzonty i prowadzi go do normalnej przestrzeni poza dziurą. To prawda, że ​​będzie to przestrzeń innego Wszechświata - negatywna.

Ponieważ nieważkie statki kosmiczne prawdopodobnie nie pojawią się w odległej przyszłości, odważni astronauci najprawdopodobniej nie świecą niczym dobrym. Istnieją powody, by sądzić, że natychmiast po przekroczeniu przez statek zewnętrznego horyzontu rozpoczną się „uderzenia” wewnętrznej geometrii otworu, która zamieni się w źródło silnego promieniowania grawitacyjnego. Drgawki grawitacyjne nieodwracalnie niszczą dawną symetrię przestrzeni wewnętrznej, co całkowicie wyklucza możliwość przebicia się do innego Wszechświata.

Artykuł został opublikowany w czasopiśmie Popular Mechanics (nr 9, wrzesień 2011 r.).

Zalecane

Naukowcy udowodnili poprawność Nietzschego
2019
Jak zmieni się technologia w XXIII wieku: Anno 2205
2019
Nowa generacja SUV-a Tiger: pierwsze szczegóły
2019