Могут ли люди использовать черные дыры для путешествий во времени?

Черные дыры образуют естественные машины времени, позволяющие путешествовать как в прошлое, так и в будущее. Но не ждите, что в ближайшее время вернетесь к динозаврам. В настоящее время у нас нет космического корабля, который мог бы доставить нас куда-нибудь к черной дыре. Но даже если оставить в стороне эту маленькую деталь, попытка отправиться в прошлое с помощью черной дыры может оказаться последним, что вы когда-либо делали.

Что такое черные дыры?

Черная дыра — чрезвычайно массивный объект, который обычно образуется, когда умирающая звезда коллапсирует сама на себя. Подобно планетам и звездам, черные дыры имеют вокруг себя гравитационные поля. Гравитационное поле — это то, что удерживает нас на Земле и заставляет Землю вращаться вокруг Солнца.

Как правило, чем массивнее объект, тем сильнее его гравитационное поле. Гравитационное поле Земли чрезвычайно затрудняет полет в космос. Вот почему мы строим ракеты: мы должны лететь очень быстро, чтобы вырваться из-под земного притяжения.

Гравитационное поле черной дыры настолько сильное, что даже свет не может от него ускользнуть. Это впечатляет, поскольку свет — самая быстрая вещь, известная науке! Между прочим, именно поэтому черные дыры черные: мы не можем отражать свет от черной дыры так же, как мы могли бы отражать луч фонарика от дерева в темноте.

Растяжение пространства

Общая теория относительности Альберта Эйнштейна говорит нам, что материя и энергия оказывают любопытное влияние на вселенную. Материя и энергия искривляют и растягивают пространство.

Чем массивнее объект, тем больше пространство растягивается и искривляется вокруг него. Массивный объект создает некую долину в пространстве. Когда объекты приближаются, они падают в долину.

Вот почему, когда вы подходите достаточно близко к любому массивному объекту, включая черную дыру, вы падаете на него. По этой же причине свет не может покинуть черную дыру: склоны долины настолько круты, что свету не хватает скорости, чтобы выбраться наружу.

Долина, созданная черной дырой, становится все круче и круче по мере приближения к ней на расстоянии. Точка, в которой он становится настолько крутым, что свет не может покинуть его, называется горизонтом событий.

Горизонты событий интересны не только потенциальным путешественникам во времени: они также интересны и философам, потому что они влияют на то, как мы понимаем природу времени.

Время растяжения

Когда пространство растянуто, растянется и время. Часы, находящиеся рядом с массивным объектом, будут идти медленнее, чем те, которые находятся рядом с гораздо менее массивным объектом. Часы рядом с черной дырой будут идти очень медленно по сравнению с часами на Земле. Один год рядом с черной дырой может означать 80 лет на Земле, как вы, возможно, видели в фильме «Интерстеллар».

Таким образом, черные дыры можно использовать для путешествий в будущее. Если вы хотите прыгнуть в будущее Земли, просто пролетите рядом с черной дырой, а затем вернитесь на Землю. Если вы подойдете достаточно близко к центру черной дыры, ваши часы будут идти медленнее, но вы все равно сможете сбежать, пока не пересечете горизонт событий.

Петли во времени

А как насчет прошлого? Здесь все становится по-настоящему интересным. Черная дыра настолько искривляет время, что может завернуться сама в себя. Представьте, что вы берете лист бумаги и соединяете два конца, чтобы сформировать петлю. Вот что черная дыра делает со временем.

Это создает естественную машину времени. Если бы вы каким-то образом попали на петлю, которую физики называют замкнутой времениподобной кривой, вы оказались бы на траектории в пространстве, которая начинается в будущем и заканчивается в прошлом.

Внутри петли вы также обнаружите, что причину и следствие трудно распутать. Вещи, которые были в прошлом, вызывают события в будущем, что, в свою очередь, приводит к тому, что вещи происходят в прошлом!

Улов

Итак, вы нашли черную дыру и хотите использовать свой верный космический корабль, чтобы вернуться и навестить динозавров. Удачи. Есть три проблемы. Во-первых, вы можете путешествовать только в прошлое черной дыры. Это означает, что если черная дыра была создана после того, как вымерли динозавры, то вы не сможете вернуться достаточно далеко. Во-вторых, вам, вероятно, придется пересечь горизонт событий, чтобы попасть в петлю.

Это означает, что для того, чтобы выйти из цикла в определенное время в прошлом, вам нужно выйти за горизонт событий. Это означает путешествие со скоростью, превышающей скорость света, что, мы почти уверены, невозможно. В-третьих, и, вероятно, хуже всего, вы и ваш корабль подвергнетесь «спагеттификации».

Звучит вкусно, правда? К сожалению, это не так. Когда вы пересечете горизонт событий, вы растянетесь, как лапша. Фактически, вы, вероятно, растянулись бы настолько тонко, что стали бы просто цепочкой атомов, спиралевидно уходящих в пустоту. Так что, хотя забавно думать о свойствах черных дыр искажать время, в обозримом будущем посещение динозавров останется в области фантастики.