Відео

Транскрипція

Чорні діри - це найпотужніші і екстремальні речі у Всесвіті, і вони

дико дивні та складні. Що сталося б, якби ви потрапили всередину одного і які вони насправді?

Переклав на українську мову Борісков Віталій особисто для ютюб каналу Kurzgesagt. Бажаю гарного перегляду.

Спочатку нам слід поговорити про простір і час: Простір і час - це велика сцена,

на якій розгортається гра Всесвіту. Але простір - це не фіксована сцена,

і час не є однаковим для всіх скрізь. Словом, вони відносні. Матерія вигинає простір,

а зігнутий простір підказує матерії, як рухатися. Поставте кілька зірок і планет на сцену, і вона провисне під ними.

Цей деформований етап, з усіма його невеликими деформаціями та падіннями, надає нам сили тяжіння. Чорні діри

не просто згинають сцену, вони схожі на люкові двері. Місця з такою масою,

що Всесвіт сформував зону заборони руху, де правила змінюються.

Більшість чорних дір утворюються, коли гинуть дуже масивні зірки. Ми детально пояснили цей процес у

нашому відео з нейтронних зірок - все, що вам потрібно знати, що в останні моменти

дійсно масивних зірок, їх внутрішні частини розпадаються, майже на чверті швидкості світла.

Це набиває стільки маси, настільки близько, що створює щось настільки щільне, що ніби порушує

сцену Всесвіту. Чорна діра із сонячною масою вдесятеро перевищувала б

ледве 60 кілометрів.

Якщо дивитись прямо на чорну діру, це виглядає як… нічого. Підконтрольний їм простір

заблокований невидимим одностороннім кордоном, який називається горизонтом подій. Горизонт подій

утворює оболонку навколо простору, який, потрапивши в нього, назавжди відгороджується

від решти Всесвіту. Оскільки дверцята-капкан чорної діри настільки деформує простір,

навіть світло не може від неї уникнути. І оскільки з нього нічого не виходить для передачі інформації зсередини,

неможливо сказати, як він виглядає насправді.

Ми все ще можемо спостерігати чорні діри через їх вплив на речовину. Речі можуть обертатись

навколо чорних дір так само, як навколо Сонця чи планети. У багатьох чорних дірах є диски речовини,

які обертаються за межами горизонту подій. Ця речовина може стати неймовірно гарячою,

оскільки близькі орбіти можуть прискорити цю матерію до половини швидкості світла,

а крихітні сили тертя та зіткнення між частинками нагрівають їх до мільярда градусів, роблячи простір навколо

цих чорних дір, як не дивно, неймовірно яскравим.

Що станеться, якщо ви спробуєте наблизитися або навіть усередині чорної діри? Перш за все,

ви побачили б найдивніше дзеркало веселощів у Всесвіті. Матерія - не єдине,

що обертається навколо чорної діри: гравітація настільки сильна поблизу них, що світло може

також обертатись навколо. Якби ви зависли безпосередньо за горизонтом подій, біля фотонної сфери, у будь-якому напрямку,

який би ви просто побачили… себе! Прямо вперед буде потилиця вашої власної голови, оскільки світло

з вашої спини проходить навколо чорної діри до ваших очей. Сила тяжіння також

змінює хід часу. Чим сильніше гравітація, тим повільніше проходить час. Поки ви спостерігаєте,

прискорюється Всесвіт над вами, ті, хто знаходиться далеко, будуть спостерігати за вами в сповільненій зйомці. Якщо ви вирішите

полетіти від чорної діри, ви можете виявити, що для решти

пройшли еони, - химерне одностороннє подорож у часі в майбутнє, де Ваші близькі

давно мертві.

Але наближення до чорної діри може бути неймовірно небезпечним. Вас чекає болісна смерть від «спагетіфікації».

Оскільки ваші ноги ближче до чорної діри, ніж ваша голова, вони відчувають

сильніше тяжіння сили тяжіння, достатню для того, щоб розірвати вас. По мірі того, як ви спускаєтеся, воно стає гіршим,

тяга стає сильнішою, ваше тіло стискається все тонше і випрямляється,

поки ви не перейдете в тонкий потік гарячої плазми, поглиненої в останньому ривку, щоб більше ніколи не бути побаченою.

Спагеттізація є ризиком лише при менших чорних дірах, оскільки вони мають набагато менший радіус.

Якщо ви підійдете до центру галактики і знайдете надмасивну чорну діру, можливо,

ви зможете відчути перетин горизонту подій.

Коли ви наближаєтеся до горизонту подій, віддалений спостерігач буде думати, що ніколи не бачив, як ви входите в нього,

бачачи, як ви зупиняєтесь і згасаєте. Останнє світло, яке ви випромінюєте, стікає

вгору-назовні, далеко від горизонту подій. Тим часом, з вашої точки зору, порожнеча чорної діри піднімається вам назустріч,

оскільки світло з меншої кількості напрямків може дійти до вас. Чорнота огортає вас,

поки ваш єдиний вигляд Всесвіту, який ви залишили, не стане крихітною плямою світла.

Тут, всередині горизонту подій, простір і час настільки жахливо порушені, що можливі реальні подорожі в часі,

тому, напевно, добре, що нічого не виходить назовні. Якби щось

могло втекти, це могло б створити всілякі парадокси подорожі в часі і проблеми, що руйнують Всесвіт.

Як би не був страшним горизонт подій, він захищає нас від цієї драми.

Чи вижили ви так довго-не має значення, адже тепер в найближчому майбутньому

вас чекає тільки нищівна смерть. Всередині горизонту подій сам простір-час настільки викривлено,

що в якому б напрямку ви не рухалися, кожен ваш крок “вперед”

веде тільки до центру чорної діри. Спроби рухатися в будь-якому напрямку

тільки швидше приведуть вас до центру. Щоб вижити довше за всіх, ви повинні робити: нічого.

У центрі чорної діри ми знаходимо сингулярність. Одна точка з усією матерією,

яка коли-небудь перетинала горизонт подій, і всі вони стискаються в нескінченно малу точку.

Немає пам’яті про речі, які його створили, оскільки речі зникають у люку чорної діри.

Сингулярність робить всі речі рівними. Це дійсно розбиває Всесвіт

дуже крутими способами. Якщо ви хочете дізнатись більше, ми зробили ціле відео про цю проблему.

Але в двох словах, все, що наближається занадто близько, стає матерією чорної діри, сконцентрованої

в сингулярності.

Відсутність пам’яті про своє минуле означає, що чорна діра володіє тільки трьома властивостями:

масою, спіном і електричним зарядом. Все інше втрачено. У цьому відношенні вони дуже схожі на

фундаментальні частинки. Це насправді означає, що кожна чорна діра у Всесвіті однакова.

Звичайно, їх маса інша, і деякі обертаються швидше, ніж інші. Але якщо

б ми помістили всі сингулярності в чарівний музей фізики, вони були б ідентичні,

як електрони.

Але, як і фундаментальні частинки, властивості сингулярності-це найкращі способи, якими ми можемо

описати їх на папері, а не точне відображення реальності. Наші сучасні теорії

про Всесвіт, а саме загальна теорія відносності, просто не здатні їх описати або пояснити.

Кривизна простору стає нескінченною, щільність стає нескінченною, і наші правила просто

не мають сенсу. Сингулярність не має ні поверхні, ні розміру, щось на зразок помилки поділу на нуль у Всесвіті.

Тому сингулярності можуть навіть не існувати або бути абсолютно різними речами.

Але це все, що ми знаємо на даний момент, з кращого передбачення, яке ми маємо, з нашої кращої поточної теорії

простору-часу.

Крім того, практично все, що ви коли-небудь чули про чорні діри, навіть у цьому відео, стосується теоретичних чорних дір,

які не обертаються, тому що їх математика набагато простіше.

Але оскільки чорні діри народжуються з вмираючих зірок, які в свої останні миті оберталися надзвичайно швидко,

наскільки нам відомо, всі чорні діри у Всесвіті повинні обертатися прямо зараз.

І на неймовірних швидкостях, до 90% швидкості світла.

Це означає, що насправді чорні діри ще більш заплутані, ніж їм зазвичай приписують.

Сингулярності обертових чорних дір ще більш дикі. Обертання призводить до того,

що вони роздуваються назовні, утворюючи свого роду кільцеподібність. Це обертання настільки потужне, що сам простір захоплюється за собою.

Це створює іншу область навколо обертових чорних дір, що називається ергосферою,

де неможливо залишатися нерухомим, як би ви не намагалися. Подібно стрімкому виру

простору-часу, приплив непереборний, і чорна діра змушує вас обертатися навколо неї,

хочете ви цього чи ні.

Гаразд. Так що ж буде з чорними дірами, коли Всесвіт постаріє і помре навколо них?

Знову ж таки, ми не знаємо, але у нас є деякі ідеї, засновані на нашому нинішньому розумінні фізики: випромінювання Хокінга.

У квантовій теорії поля вакуум простору кипить квантовими флуктуаціями.

Ці коливання створюють пари частинок матерії та антиматерії з нічого,

що існують лише протягом дуже короткого часу, перш ніж анігілювати. Коли це відбувається поблизу

горизонту подій чорної діри, одна з цих частинок може впасти всередину, зупинивши їх анігіляцію.

Вихідна частка являє собою випромінювання Хокінга. В кінцевому підсумку маса цієї частинки повинна

виходити від чорної діри, тому протягом багатьох століть чорні діри будуть стискатися і випромінювати.

Випромінювання Хокінга-це не той матеріал, який впав у чорну діру, це новий матеріал, який краде

у неї масу. У міру стиснення чорної діри випромінювання Хокінга стає все сильніше, все швидше

і швидше, поки те, що залишилося, врешті-решт не випарується у спалаху високоенергетичного випромінювання, подібно

ядерній бомбі. А потім-нічого.

Але цього не станеться ще довгий час. Чорна діра з масою нашого Сонця має

час життя 10^67 років. Це означає, що буде потрібно 10 000 мільярдів, мільярдів,мільярдів,

мільярдів, мільярдів років, щоб втратити 0,0000001% своєї маси. Але більшість чорних дір

набагато масивніше нашого Сонця. Найбільш масивні надмасивні чорні діри в центрах

галактик мають час життя 10^100 років. Скільки це? Уявіть собі пісочний годинник,

наповнений однією піщинкою на кожну частинку у Всесвіті. Кожні десять мільярдів років одна-єдина

піщинка падає на дно. Якби ми чекали, поки весь пісок впаде вниз,

не минуло б і відсотка часу життя цих чорних дір.

Для нашого мозку не існує хорошої концепції для сприйняття цих часових масштабів.

Чи зможемо ми коли-небудь по-справжньому зрозуміти чорні діри? Дійсно дізнаємося, що відбувається всередині них?

Ніхто не знає. Ми можемо бачити тільки їх зовнішню сторону, а теорії, які у нас є, ймовірно,

невірно відображають їх внутрішню сторону. Але це нормально - не знати всього. Це означає, що ще є над чим працювати.

Це означає, що ще є таємниці, які потрібно розгадати, і великі ідеї, над якими потрібно подумати,

і саме тому люди займаються наукою. Зрештою, ми, принаймні, можемо бути впевнені,

що у нас ще багато часу, щоб подумати про них, перш ніж розтане остання.

Якщо ви хочете продовжувати роздумувати про чорні діри ще трохи, Ви можете зробити це,

отримавши одну з багатьох речей, пов’язаних з чорними дірами, які команда Kurzgesagt зробила з любов’ю.

Наприклад, наш інфографічний плакат про чорні діри, який навчить вас всім основам чорних дір. Або наш плакат “вибери свою

власну пригоду з чорною дірою”, який відправить вас у захоплюючу подорож і, можливо, змусить вас захотіти пообніматися.

У такому випадку ми зробили для вас плюші “чорна діра і біла діра”.

А якщо цього все ще недостатньо, ми також тільки що випустили суперкомфортні космічні шкарпетки,

дуже блискучі шпильки Space Pins, новий набір Tote Bag & Pouch і багато інших чудових товарів, пов’язаних з космосом,

які всі розроблені з любов’ю і турботою нами тут, на kurzgesagt.

Купити що-небудь в нашому магазині-кращий спосіб підтримати kurzgesagt і отримати натомість щось прекрасне.

Завдяки вам ми можемо продовжувати знімати такі цікаві відео, як те,

яке ви тільки що подивилися, і випускати їх безкоштовно для всіх. Велике спасибі за вашу підтримку!