Прогулянка чорною діркою

Пам’ятайте, в повісті братів Стругацьких «Жук у мурашнику» згадується про політ унікального зорельоту «Тьма» всередину чорної діри ЄП 200056… Якщо коли-небудь людство доросте до спроби здійснити такий експеримент, які будуть його результати?

Шанси на виживання

Чи є у команди «Темряви» реальний шанс не тільки вижити, а й проникнути в інше світобудову? На жаль, швидше за все це тільки математична ілюзія. Всі наведені сценарії подорожі всередині чорної діри засновані на припущенні, що корабель має нульову масу і тому не обурює своєю присутністю симетрію внутрішньодирного простору. Але навряд чи зорельоти майбутнього будуть невагомими… Зображення: «Популярна механіка»

Припустімо, що діра, в яку потрібно проникнути, статична і тому не закручує навколишній простір (Стругацькі не згадують, чи мала діра обертальний момент). У цьому випадку межею діри (вона ж горизонт подій) служить правильна сфера. Космічний корабель після входження в цю сферу приречений на падіння в центр діри, і ніякі маневри не в змозі цьому запобігти. Нерухомі об’єкти всередині такої діри існувати не можуть, а найменший рух невідворотно спричинить до її центру, до точки сингулярності, поблизу якої сила тяжіння прагне до нескінченності. Простір всередині діри поводиться подібно до часу — зворотні рухи там неможливі (це правило поширюється не тільки на матеріальні тіла, а й на кванти світла). Стрибати в таку дірку немає сенсу, оскільки зорельот-розвідник не зможе передати звідти ніякої інформації, а при наближенні до точки сингулярності буде розірваний приливними силами.

Космічний вовчок

Ситуація всередині обертової діри набагато цікавіше. Справа в тому, що у неї два зовнішні кордони, що не збігаються: горизонт подій і межа статичності. Межа статичності — це межа області, всередині якої будь-яке тіло вже не може перебувати в стані спокою відносно віддаленого спостерігача, а повинно обертатися навколо чорної діри, щоб утримуватися від падіння. У незнаної діри горизонт подій і межа статичності збігаються, а у обертової стикаються лише на полюсах (вони не сферичні, а сплюснуті вздовж осі обертання діри). При прольоті через порожнину (ергосферу) капітан «Темряви» ще може повернути назад і повернутися в наш Всесвіт.

Внутрішності діри

Що станеться, якщо «Тьма» все-таки пірне в дірку? Після перетину горизонту подій зорельот спочатку нестримно потягне вглиб, як це відбувається при падінні в дірку з нульовим моментом обертання. Це означає, що безпосередньо під горизонтом подій знаходиться такий же «час» простір, як і в незверненній дірі, але тепер він не досягає центру діри. Зсередини цей простір обмежений другим горизонтом, а в ньому розташований звичайний простір (хоча і сильно викривлений), де можливі переміщення в різних напрямках.

Однак тут необхідна обережність. У цій області, точніше в її екваторіальній площині, є зона, де кривизна простору, а отже, і гравітація прагне до нескінченності, — сингулярність. Але в даному випадку це не точка, як у випадку незнаної діри, а замкнуте кільце. Наближатися до нього не варто — знову-таки через катастрофічні приливні сили. Проте зорельот може вийти на траєкторію, яка назавжди залишить його всередині другого горизонту, не давши впасти на кільцеву сингулярність. Але корабель вже ніколи не перетне цей горизонт і не повернеться у «времяподобний» простір.

Пролітаючи наскрізь

Припустимо, що «Тьма» летить «над» сингулярністю в «північній області» внутрішнього простору. Капітан може направити корабель на «південь», або обігнувши сингулярність, або пролетівши крізь отвір у кільці сингулярності. Обидва маршрути можливі, але ведуть в різні простори без єдиної загальної точки! Обхідний рух залишить корабель всередині другого горизонту все тієї ж діри. А стрибок крізь кільце обіцяє куди більше — зорельот може вийти на траєкторію, яка перетне обидва горизонти і виведе його в нормальний простір за межами діри. Правда, це буде простір іншого Всесвіту — негативного.

Оскільки невагомі зорельоти навряд чи з’являться і у віддаленому майбутньому, відважним космонавтам, швидше за все, нічого доброго не світить. Є підстави вважати, що негайно після перетину кораблем зовнішнього горизонту почнуться «бієння» внутрішньої геометрії діри, які перетворяться на джерело найпотужнішого гравітаційного випромінювання. Гравітаційні конвульсії незворотно зруйнують колишню симетрію внутрішньодирного простору, що повністю виключить можливість прориву в інший Всесвіт.