Горизонт событий

Автор:  Архентов Андрей, clue_chita@hotmail.com, clue_chel@mail.ru

Делать предположения о причинах произошедшего в Бедфордшире нужно с некоторой осторожностью, так как имеющаяся информация предоставлена "из третьих рук": что-то произошло, было описано бедолагой из Англии, а затем уже зафиксировано группой ученых; далее данное описание было пересказано команде сценаристов, которые, составив рассказ, дали указания дизайнерам, чтобы те по своему усмотрению создали нечто подобное на произошедшее. Вот именно от этой информации и будем отталкиваться. Попытаемся ответить на вопрос: возможно ли это? Сразу оговорюсь, что этот ответ не полон, а возможно даже неточен. Можно рассуждать дальше, используя свои знания и воображение, но итог будет приближен к происшедшему настолько мало, что придется признаться в самостоятельности и независимости полученных выводов от описанных в сериале событий. Следовательно, вопрос должен состоять из двух "разделов".

Первой частью моего ответа будет попытка объяснить на материалах серии то, что произошло, полагаясь на мой субъективный взгляд. Второй будет рассуждения о времени вообще.

Во-первых, компьютерным монтажом была создана иллюзия расходящихся круговых волн, будто это чистейшее озеро, в которое кинули камушек. Во-вторых, яркий свет, втянувший человека. Можно уточнить, что камень никто не кидал, а источником таких возмущений было что-то, имеющее точечные размеры, вследствие чего это что-то сокрыто от нашего взгляда.

Первое, что приходит на ум – некоторое природное явление, природная машина времени, которая перенесла человека в будущее. Судя по той информации, которую передали сценаристы, этот “камушек” был источником сильных гравитационных возмущений, настолько сильных, что распространение света стало не прямолинейным с точки зрения евклидовой геометрии, а искривленным. Следует уточнить одну деталь. Свет, согласно ОТО, распространяется прямолинейно, всегда по геодезическим прямым. Появление объекта большой массы создает геометрические искажения так, что прямая остается таковой, хотя наши представления о прямой (Евклидова геометрия) резко разнятся, поэтому наша психология требует утверждения, что гравитация массы исказило пространство. Другими словами, визуальным эффектом в фильме, по всей видимости, пытались передать гравитационные искажения. Только искажения были двумерными, в то время как в действительности должны быть трехмерными, но суть от этого не меняется, единственно трехмерное искажение очень трудно создать так, чтобы зритель понял что перед ним, плюс очень трудно рассчитать какими будут визуальные эффекты согласно формулам. Подобные искажения во время солнечного затмения в 1919 году послужили неопровержимым (в это многие верят) доказательством СТО Эйнштейна.

Итак, гравитационное возмущение создано объектом очень большой массы. Прекрасной моделью объекта огромнейшей массы и гравитационных полей, являющейся следствием ОТО, является "черная дыра".

Черная дыра - космический объект, возникший в результате сжатия тела гравитационными силами до размеров, меньших его гравитационного радиуса (где M – масса тела, G – гравитационная постоянная, c – численное значение скорости света). [1, 851 стр.]

Далее процитирую из [3].

"Вселенские "пылесосы".
Для чего природе черные дыры? Многие астрономы полагают, что деятельность по крайней мере некоторых из них тесно связана с квазарами. Так называются квазизвездные небесные объекты, не превышающие по размерам Солнечную систему, однако излучающие энергию с такой интенсивностью, как это не могут сделать и 100 млрд. звезд, вместе взятые!

Откуда квазары берут на это энергию? Одно из предположений гласит: им поставляют ее черные дыры. Они, дескать, работают как вселенские пылесосы, всасывая в себя все и вся. Ну а поскольку согласно закону сохранения энергии материя не может исчезнуть бесследно, то она затем и излучается квазарами.

Однако если это так, то, получается, черные дыры должны быть связаны между собой какими-то энергетическими туннелями? Что именно собой представляют подобные туннели, как они устроены, ученые пока не знают.

Не могут они ответить также и на вопрос, должны ли квазар и черная дыра, взаимосвязанные между собой, обязательно находиться в одной галактике. По логике, можно допустить, что они попадаются в разных звездных скоплениях и даже, возможно, в разных мирах.

Если данное предположение подтвердится, то получится, что черные дыры являются не только довольно распространенными объектами Вселенной, но и способны служить точками перехода в иные измерения. О такой возможности давно уже говорят фантасты и некоторые теоретики. Да и вообще черные дыры таят в себе много диковинного...

Падение в бездну.
В черных дырах внутреннее становится внешним, прямое - кривым. Наши привычные представления теряют всякий смысл. Пространство искривляется так сильно, что время останавливается. Граница между нашим миром и другими размывается.

Никакое другое явление природы не способно взорвать, опрокинуть, смести наши привычные представления о мире так, как это делают черные дыры - космические объекты, наделенные самыми причудливыми свойствами. С другой стороны, как ни поражают они наше с вами дилетантское воображение, на взгляд физиков, они устроены на удивление просто. Их поведение можно полностью описать с помощью всего трех физических параметров: массы, заряда и момента количества движения.

Черные дыры - самые массивные объекты во Вселенной. А как предсказывал Альберт Эйнштейн в своей общей теории относительности, масса искривляет пространство. Поэтому там, где сосредоточена громадная масса, свет отклоняется от прямолинейной траектории и движется по кривой. Впервые этот эффект наблюдался в 1919 году во время полного солнечного затмения. Случившееся стало событием в истории физики. Измерения, проделанные учеными, уникальны по своей точности: отклонения звезд составили менее тысячной доли градуса.

Аналогичный эффект можно наблюдать и в данном случае. Когда световые лучи минуют черную дыру, их траектория искривляется. Наблюдается так называемый эффект гравитационной линзы. С определенной закономерностью меняется положение звезд: отдаленные галактики бесформенно искажаются; они выглядят ярче, чем на самом деле. Нередко свет, излучаемый ими, расщепляется. Таким образом, наблюдатель видит несколько изображений одного и того же объекта, лежащего за гравитационной линзой. Подчас вместо одного-единственного объекта мы видим ярко светящееся кольцо.

Когда световые лучи оказываются на определенном расстоянии от черной дыры, они либо начинают вращаться вокруг этого загадочного объекта, либо, двигаясь по спирали, падают в недра черной дыры и исчезают там навеки.

Компьютерные модели показывают, что вращающуюся черную дыру окружает раскаленный, светящийся газопылевой диск. Это свечение выдает присутствие гравитационного чудовища. Пространство в окрестностях черной дыры искажено настолько, что можно буквально заглянуть за угол.

Одна из таких моделей, например, показывает, что наблюдатель под углом 13 градусов смотрит на диски диаметром 1 млрд. км. Черной дыры внутри диска поначалу нет, он напоминает кольцо Сатурна. Теперь поместим внутри него черную дыру, масса которой в 100 млн. раз превышает массу Солнца. Под действием гравитации изображение диска изогнется и будет напоминать поля шляпы. А диск и черная дыра начинают вращаться, возникает асимметрия.

Еще одна любопытная компьютерная модель. Представим, что наблюдатель находится внутри кольцевого туннеля, окружающего черную дыру. На определенном расстоянии от нее экспериментатору начинает казаться, что туннель уже не огибает этот загадочный объект, а вытянулся по струнке. Еще удивительнее: вглядываясь в даль туннеля, человек неожиданно замечает впереди себя... свой собственный затылок. Переместим бесстрашного натуралиста поближе к черной дыре. Теперь туннель как будто поворачивается в сторону от черной дыры. Меняется - опять же на взгляд нашего озадаченного наблюдателя - и направление, в котором действует центробежная сила: сейчас она направлена уже по радиусу к центру окружности, а не наружу. Под действием огромной гравитационной силы пространство выворачивается наизнанку: внешнее становится внутренним, внутреннее - внешним.

Итак, общая теория относительности утверждает, что "внешнее" и "внутреннее" вовсе не объективные, абсолютные понятия, а относительные — как, например, "лево" и "право", "верх" и "низ". Конечно, наш здравый рассудок восстает против такого заявления. И все же даже этот "выверт наизнанку" легче вообразить себе, нежели то, что произойдет дальше, вздумай наш экспериментатор отважно подступиться еще поближе к черной дыре.

Допустим, наш самонадеянный космонавт все же не утерпел и поддался любопытству. Он спешит навстречу неизведанному. Он решил в буквальном смысле слова добраться до черной дыры, дабы выведать ее тайны. Что же с ним приключится?

Поначалу ничего необычного мы не замечаем. Бортовые часы космического корабля показывают то же время, что и часы, которые держим в руке мы - люди, благоразумно оставшиеся в стороне. Однако чуть позже часы космонавта, по идее, должны отставать от наших часов. Время, согласно Эйнштейну, "растягивается" - в гравитационном поле часы тикают медленнее, чем на некотором удалении от него. Чем ближе космонавт подбирается к "горизонту событий" - то есть поверхности, ограничивающей черную дыру, - тем дольше, на взгляд стороннего наблюдателя, тянется каждая секунда, отсчитываемая часами космонавта. Как только неосторожный экспериментатор достигнет горизонта событий, стрелки на его часах остановятся.

Что же теперь он собирается делать? Что мы увидим, когда космонавт приблизится к “горизонту событий”? Для нас его изображение как будто застынет. Его космический корабль, как видится нам, все так же парит над черной дырой. Тем временем краски все заметнее меняются; мы видим все больше красных, сумеречных тонов, ведь световые лучи, борясь с силой тяжести, постепенно теряют все больше энергии.

Для космонавта все происходящее выглядит совершенно иначе. Он не замечает, что время замедляет свой бег. Наоборот, оглянувшись назад, он увидит, что стрелки наших с вами часов мчатся как обезумевшие. Окружающие его предметы причудливо деформируются. Краски непрестанно переливаются. Гравитационное поле черной дыры все яростнее притягивает космический корабль.

Допустим, наш космонавт устремляется в сторону крохотной черной дыры, масса которой всего в пару раз превышает массу Солнца. Тем не менее центростремительные силы здесь настолько велики, что экспериментатор вместе с космическим кораблем вытягивается словно спагетти, а чуть позже разрывается на части. В общем, хорошо, что наш эксперимент чисто умозрительный и мы можем повторить его заново.

Направим теперь космический корабль к громадной черной дыре - наподобие тех, что прячутся в центре галактик. В данном случае плотность материи близ "горизонта событий" пока еще так мала, что дерзкий путешественник целым и невредимым проникает "туда, откуда никто не возвращается". Весь свет Вселенной сжимается над ним, образуя крохотный, поблескивающий диск. Проходит несколько минут. Космонавт пока еще с упоением изучает недра таинственного объекта. Впрочем, никто из людей, оставшихся по ту сторону черной дыры, никогда не узнает о сделанных им открытиях. Ни один радиосигнал никогда не вырвется из гравитационного поля черной дыры. Оттуда не вырвется и сам космонавт.

Впрочем, он к тому же никогда и не проникнет вглубь черной дыры и не узнает, что же творится в самом центре ее. Его тело распадется на молекулы. Даже атомы, составляющие его тело, не вынесут падения в бездну.

Что станет с ними? Будут ли их обломки окончательно уничтожены? Или же они вновь объявятся, например, в некой другой Вселенной? Пока трудно ответить на эти вопросы. Нельзя пока сказать, что происходит с информацией, которая содержится в материи, падающей в черную дыру. Возможно, внутри черной дыры перестают действовать фундаментальные физические законы сохранения материи..."

Возникает вопрос: а может ли существовать "черные дыры" очень маленьких размеров? "Гипотеза о возможности существования в природе подобных элементарных черных дыр (получивших название максимон) была выдвинута в 1965 г. советским физиком М. А. Марковым. Максимоны (если только они действительно существуют в природе) могли бы играть роль максимально тяжелых элементарных частиц. Обладая сравнительно большой (почти макроскопической) массой, максимон имеет крайне малый размер: сантиметра. Чрезвычайно малое сечение взаимодействия приводит к тому, что звезды и планеты практически полностью для них прозрачны (длина свободного пробега максимона в веществе ядерной плотности сравнима с размером видимой части Вселенной)". [2, 60 стр.] Поэтому их не обнаружили.

Если максимон слабо взаимодействует, как он "застрял" над Землей, согласно показанному в фильме? В 50-х годах американским физиком Дж. Уилером была выдвинута гипотеза о пенной структуре пространства-времени. Эту идею развила группа физиков, возглавляемые С. Хокингом. Суть гипотезы сводится к существованию нестабильных максимонов, которые могут произвольно возникать в результате квантовых флуктуаций на расстояниях порядка планковских (). "Иными словами, пространство-время в малых масштабах скорее напоминает мыльную пену, чем гладь воды". [2] Поэтому не исключается появление максимон произвольно в любом месте пространства.

Для появления элементарной черной дыры необходима огромная энергия. Такая существовала в первые секунды существования Вселенной после взрыва. "...Чтобы в раннюю эпоху жизни Вселенной началось формирование черной дыры, необходимо, чтобы в силу каких-то случайных причин в небольшом объеме либо скорость расширения вещества была меньше скорости окружения, либо вещества было несколько больше, чем в таких же соседних объемах. Тогда силы тяготения смогут затормозить расширение в этом объеме и через некоторое время обратить его в сжатие. Возникнет маленькая черная дыра". На такую возможность в 1966 г. указали Я. Б. Зельдович и И. Д. Новиков, а в 1971 г. С. Хоукинг. [3, 56 стр.]

В случае с фильмом можно выдвинуть гипотезу о том, что причиной такого явления есть элементарная "черная дыра". Из свойств "черных дыр" следует, что любой объект попавший в поле ее действия, не говоря о попадании внутрь ее (в данном случае, скорее всего, рядом, иначе происходит разрушение материи; во-вторых, из черных дыр никто и ничто не возвращается, если, конечно, дыра сама не разрушилась, освободив своих узников в виде энергии, которую можно будет воспринять в виде потока света), окажется в области искаженного пространства-времени. Где время течет очень медленно или остановилось совсем. В итоге, оказавшись в поле действия "элементарной черной дыры" индивидуальное время будет течь очень медленно так, что за прошедшую одну секунду англичанина вне поля действия аномалии, в нормальных условиях пройдут тысячи лет. Парадокс близнецов без космического полета! Поэтому можно утверждать однозначно: подобное явление представленное в фильме возможно без перемещения в пространстве. Т. е. англичанин никуда не уходил, его время с его точки зрения не менялось, но замедлилось с точки зрения внешнего наблюдателя, поэтому его секунда длилась столько, сколько в обычных условиях равняются сотни лет. Все его физиологические процессы замедлились, поэтому он не состарился. Если бы пульс англичанина проверили, то выяснилось, что его сердце остановилось и его признали умершим, хотя он не умирал! Поэтому ответом на вопрос о возможности подобного события в виде переноса во времени будет: да, возможно.

Остается очень важный вопрос, коль англичанин никуда не исчезал, т. к. его время просто замедлилось, почему с ним никто не сталкивался? Он простоял более 300 лет на одном месте и с ним никто не сталкивался, возможно ли это?

Можно пойти простым путем сказав, мол, он был затянут и сжат в точку, возможно, какого-то другого мира, как это представлено в серии, но мне хочется уже здесь слегка отойти от фильма и начать фантазировать. Рассмотрим сложный вариант: некоторый объект есть, но с ним не сталкиваются и не видят. В пользу сложного варианта говорит свойство максимона: малый размер, в результате он крайне слабо взаимодействует с веществом непосредственно. Используя формальный язык можно задать вопрос в виде: возможна ли ситуация полного отсутствия взаимодействия с заданным объектом? С точки зрения физики, научно правильным ответом будет: неизвестно. Коль с объектом нет взаимодействия, то не может быть субъект-объектных отношений - не изучаемого. Исследователь не может знать или не знать о невзаимодействующим с ним. Его просто не существует, хотя он где-то есть, быть может даже рядом. Собственно говоря, в этом заключается идея параллельных миров. Нет необходимости уходить в какой-то другой мир не здесь, параллельные миры могут мирно сосуществовать вместе. Например, нейтрино. Эта частица хоть и мала, но примером идеи невзаимодействия может быть, хотя частенько сталкивается с чем-нибудь и где-нибудь. Т. е. иногда возможна ситуация взаимодействия параллельных миров, когда вдруг оказывается, что рядом с нами в пустой комнате есть еще кто-то и этот кто-то не меньше удивлен тем, что все-таки он тоже не один. Столкновение параллельных миров может произойти в результате того же искривление пространства под действием большой энергии, например, железнодорожные пути под действием сильного дяди Феди могут искривиться. Но для этого необходимо выйти за пределы дозволенного, т. е. требуется как минимум дополнительное измерение. Другим словами, железнодорожные пути распространяются только вперед-назад, т. е. они одномерны. Для того чтобы они пересеклись или соединились необходимо дополнительные свободы движения: вправо-влево, а это есть добавочное второе измерение. Если события происходят в трехмерном пространстве, то сосуществование двух параллельных миров возможно так, что первый существует в 1, 2 и 3 измерениях, а второй - 4, 5 и 6.

Можно учесть психологический аспект проблемы. Кто-нибудь сможет нарисовать половину слона? Нарисовать объемного слона в одномерном пространстве, так чтобы по этой линии каждый смог понять, что это слон, но не линия? Иначе говоря, два параллельных мира могут существовать, например, в следующей комбинации: первый в 1,2 и 3 измерениях, а второй во 3,4 и 5 измерениях. Формально уже получается не чисто параллельные миры, а частично параллельные, т. к. они отчасти взаимодействуют. Но только мы этого не знаем! Мы привыкли от рождения видеть дерево деревом, а может быть это восьмимерное животное, которое частично видно у нас и чья секунда равняется нескольким нашим годам, так что для нас это животное стоит на месте, в то время как в своем мире оно самое подвижное и прыгучее! Каково? Мы видим животное в виде дерева и обходим его, поэтому не сталкиваемся. Что-то похожее возможно с англичанином. Был человек в чистом поле, а потом решил завернуть за угол дополнительного измерения... И завернул, спрятавшись.

Вторая часть ответа требует отхода от серии в область фантазии. Вследствие чего возникают дополнительные вопросы и выводы.

На мой взгляд, основным в данном событии является задача: почему именно этот человек и именно в графстве Бедфордшир? По поводу Англии следует заметить, что английский язык содержит богатый языковый арсенал для разъяснения вопросов времени. На сколько я помню, в языке существует 14 времен, в русском всего 3. Коль "язык определяет мышление", то для изучения вопроса времени просто необходимо знать английский язык. Но не в какой другой стране мира нельзя передать тонкие оттенки духа и души, как это можно в русском. Но больше всего интересно почему именно с этим человеком произошло это событие. Вопрос кармы здесь можно опустить. Поэтому необходимо перефразировать вопрос: не может ли конкретный человек в конкретных условиях спровоцировать появление чего-то необычного или вызвать то, что без него находится в потенциальном, спящем состоянии? А является ли причина этого происшествия природным явлением?

  1. Физическая энциклопедия – М.: Большая Российская энциклопедия, 1998 – 944 с.
  2. Флоров В.П. Введение в физику черных дыр – М.: Знание, 1983 – 64с. (Серия "Физика", №1)
  3. Новиков И.Д. Энергетика черных дыр – М.: Знание, 1986 – 64с. (Серия "Физика", №3)
  4. Зигуненко С.Н. XX век: хроника необъяснимого. Тайны космоса – М.: Олимп; АСТ, 1999 – 480 стр.

Возврат к списку