Principles / “Law” Уравнение Фридмана и феномен “черных дыр”

Уравнение Фридмана и феномен “черных дыр”

Из всех измышлений человеческого ума от единорогов и химер до водородной бомбы, наверное, самое фантастическое – это образ «черной дыры»

75
0

Согласно современным астрофизическим представлениям, во Вселенной существуют удивительные образования, получившие название «черных дыр». Это сверхплотные сгустки вещества, образовавшиеся в результате гравитационного коллапса – катастрофического сжатия больших масс вещества под действием собственного тяготения. На поверхности подобных объектов сила тяготения может достичь бесконечно большой величины. И время практически прекращает свой бег. А свойства пространства очень сильно отличаются от нашего обычного «линейного» пространства.

Еще в 1783 году английский физик Дж.Митчелл высказал предположение, что если свет представляет собой поток частиц, то на эти частицы, как и на все материальные тела, должны действовать силы тяготения (гравитационные). Следовательно, чем массивней объект, тем больше гравитационное воздействие, которое будет тормозить скорость частиц. При определенных силах гравитации свет уже не сможет оторваться от объекта. Согласно расчетам ученого, подобный эффект должен происходить с объектом в 500 раз большим нашего Солнца. Подобную же теорию через полтора десятка лет высказал и французский ученый Лаплас. Однако о реальном существовании подобных объектов во Вселенной никто не допускал и мысли. Подобные теории долгое время оставались чистой абстракцией.

regression

Лишь в 20-х годах нашего века ситуация изменилась. Ленинградский математик А.А.Фридман ввел понятие «сингуляторности», под которым понималась своеобразная точка отсчета, с которой началась история всей нашей Вселенной. А началась она с «Большого взрыва» – акта творения Вселенной. Не случайно расчеты ученого подтвердили существование в очень отдаленные времена «точки с радиусом кривизны, равным нулю», в которой некогда была сосредоточена вся масса нынешней Вселенной. Возможно, эта критическая масса и привела к «Большому взрыву», в результате которого Вселенная стала расширяться, порождая галактики, звезды и планеты.
Характерно, что теория «Большого взрыва», равно как и теория относительности, ничуть ни противоречат древнейшим сокровенным знаниям и космогониям. Многие мистики (Флоренский, Блаватская, Рерихи, Родзянко и др.) могли предвидеть, что современная физика и космология будут довольно тесно смыкаться с Библией и другими сокровенными книгами, как доказательства незримой взаимосвязи между наукой и религией, отрицаемой в годы оголтелого материализма.

Доктор философских наук К.Кедров дает по этому поводу довольно любопытные объяснения: «Во-первых, выяснилось, что вся Вселенная возникла мгновенно, в результате взрыва малюсенького сгусточка света величиной с булавочную головку. «И сказал Бог: «Да будет свет». И стал свет». Первичность света в появлении нашего мира высмеивалась во всех советских антирелигиозных брошюрках. Вот, мол, какая чушь. Сначала свет, а потом солнце. Но физика и космология ХХ века подтвердила правоту Библии. Именно так – сначала свет, а потом уже планеты, звезды, галактики. Даже само время и пространство возникли в результате Большого взрыва. Нельзя спрашивать, а что было до этого. До этого не было пространства и времени, а стало быть, бессмысленно говорить о каких-либо «до» и «после».

Еще одно интересное мнение высказывает академик В.Кандыба, комментируя открытие Фридмана следующим образом: «Найти решение уравнений Эйнштейна удалось в 1922 году выдающемуся советскому математику А.А.Фридману. Фридман доказал, что радиус кривизны пространства – величина непостоянная. Она должна либо расти, либо уменьшаться со временем. Вместе с радиусом меняются расстояния между всеми телами во Вселенной.
Теоретические предсказания Фридмана блестяще подтвердились наблюдениями астрономов. Оказалось, что Вселенная расширяется. Галактики удаляются от нас. Причем, чем больше расстояние до галактики, тем быстрее она убегает. Скорость расширения возрастает на 25 километров в секунду с каждым миллионом световых лет. Самые далекие видимые сейчас объекты – квазары удаляются со скоростью, достигающей 80 процентов от скорости света. Свет от квазаров идет до нас 10 миллиардов лет. Граница, где скорость расширения достигает скорости света, должна находиться на расстоянии 12 миллиардов световых лет.
Но если галактики все время удаляются от нас, значит, в прошлом они были ближе. Чем дальше в прошлое, тем меньше расстояния, тем теснее мир. Если решения, найденные Фридманом, продолжить в прошлое на 12 миллиардов лет, получается, что вся Вселенная помещалась тогда в одной точке в состоянии с бесконечной плотностью материи. В результате взрыва невообразимой мощности 12 миллиардов лет назад началось то расширение вселенной, которое мы наблюдаем».

Математические расчеты Фридмана долгое время считались математическим фокусом, также как и теория относительности Эйнштейна – чисто теоретическим построением. Однако, уже через несколько месяцев после выступления Эйнштейна немецкий физик К.Шварцшильд предложил математическое описание поля тяготения, возникающего вокруг шарообразного тела. При этом выявилась некая величина зависимости поля тяготения от массы тела, которая в геометрической интерпретации получила название «радиуса Шварцшильда» или «гравитационного радиуса». Оказалось, что если какое-нибудь материальное тело сжать в сферу этого радиуса, то гравитационные силы настолько исказят пространство-время около этого объекта, что свет не сможет оторваться от его поверхности. А поскольку, согласно теории относительности, ни один объект не может двигаться быстрее света, то получалось, что подобную сферу ни один сигнал, либо материальный объект покинуть не смогут.
Получалось, также, что все, что попадало в поле тяготения подобного объекта (в том числе и свет), просто-напросто переставало существовать в нашем пространстве-времени, т.е. исчезало из него навсегда. Поэтому подобные объекты и получили название «черных дыр».

Один из больших знатоков «черных дыр» – физик К.Торн дал следующую характеристику этим объектам: «Из всех измышлений человеческого ума от единорогов и химер до водородной бомбы, наверное, самое фантастическое – это образ «черной дыры», отделенной от остального пространства определенной границей, которую никто не может пересечь; ее гравитационное поле обладает столь чудовищной силой, что даже свет задерживается его мертвой хваткой, искривляющей пространство и тормозящей время. «Черная дыра» кажется наиболее уместной в фантастических романах или мифах древности, чем в реальной Вселенной. И, тем не менее, законы современной физики ТРЕБУЮТ, чтобы «черные дыры» существовали».
И все же признание существования «черных дыр» произошло только после открытия пульсаров – нейтронных звезд, и кандидатов в «черные дыры» – рентгеновских источников, подобных тому, который был обнаружен в созвездии Лебедя в 1970 году американским исследовательским спутником «Ухуру».
Современная наука объясняет существование «черных дыр» последней стадией в жизни звезд, когда после израсходования энергетических ресурсов, они начинают катастрофически сжиматься. Это приводит к взрыву, который в научных кругах получил название «вспышки сверхновой». И если масса оставшегося от взрыва вещества меньше двух солнечных, то сжатие («гравитационный коллапс») останавливается из-за противодействия внутреннего давления и образуется нейтронная звезда – пульсар. При больших массах происходит неудержимое сжатие звезды и стягивание всего ее вещества в точечную массу микроскопических размеров, которая и получила название сингуляторности. В этой точке вещество сжато бесконечно большими гравитационными силами до бесконечной плотности, следовательно, кривизна пространства-времени в сингуляторности стремится к бесконечности.
Похоже, что возникновение, развитие и гибель (исчезновение из нашего пространства-времени) звезд в миниатюре повторяют эволюцию самой Вселенной. «Большой взрыв» приводит к расширению Вселенной, распространению ее вещества и образованию галактик, звезд и планет.
При этом ни до «большого Взрыва, ни после него времени, как протяженности событий в нашем трехмерном понимании не существовало и не будет существовать. Такое понятие времени касается только трехмерной (физической) Вселенной. Вот как это объясняет М.Котрелл: «Вначале бог (отец), сгусток чистой электромагнитной энергии, отбросил в сторону часть себя. Это произошло в ходе процесса, который современные физики называют «большой взрыв». Энергия стала массой, и начала свое существование физическая вселенная. Были созданы планеты, камни, деревья, океаны горы, цветы и все остальное, существующее во вселенной. Тогда началось «время». До этого момента ничего никогда не происходило, ничто не происходило прежде чего-то еще и ничего не происходило после чего-то еще; существовала только электромагнитная энергия (свет), бог. Как только физическая вселенная была создана, в ней начали происходить события; некоторые раньше других событий, некоторые позже. Время началось с созданием физической вселенной; оно не существует в духовном измерении. Вот почему тело стареет, а душа внутри него – нет. В восемьдесят лет она чувствует себя также, как и в восемь.
Далее природа и эволюция взяли старт».

Со временем планеты, звезды и галактики будут коллапсировать (исчезать из нашего пространства-времени), что постепенно приведет к коллапсу (сжатию) самой Вселенной в точку сингуляторности. Пространство и время, существующие в нашей Вселенной, перестанут существовать, поскольку все сосредоточится в одной точке. Возможно, это приведет к новому «Большому взрыву» и созданию новой Вселенной. Все это имеет определенные аналогии с древнеиндийской космогонией.
Но вернемся к самим «черным дырам». Вот как описывает их удивительные свойства исследователь Г.Лисов: «Парадоксы «черных дыр» поистине головокружительны. Согласно теории, под сферой Шварцшильда пространство и время МЕНЯЮТСЯ местами! То есть пространство обретает одномерность времени, а время – трехмерность пространства. Одномерность пространства проявляется в единственности пространственных путей под сферой Шварцшильда – от сферы к центру. «Проскочить» же сингуляторность в принципе невозможно. Там прекращается существование любого объекта. Труднее рассуждать о трехмерности времени, которое теперь, к тому же, становится обратимым! Означает ли это принципиальную возможность путешествия в будущее или прошлое? В прошлое – невероятно, поскольку тогда нарушается причинно-следственная связь, правящая миром. А в будущее – наверное, можно, по крайней мере, теоретически…
Важно подчеркнуть, что «черные дыры» могут возникать из вещества сравнительно малой плотности – лишь бы оно составляло значительную массу. Скажем, «черная дыра» в несколько миллиардов масс Солнца в момент своего формирования будет иметь плотность… воздуха у поверхности Земли! Так что гипотетический космонавт мог бы залететь в такую «дыру», даже не заметив этого, хотя, конечно, кошмарной гибели в сингуляторности ему никак не избежать. При таком, разумеется, чисто условном полете произошла бы совершенно невероятная ситуация. По мере приближения космонавта к сфере Шварцшильда время на космическом аппарате по часам земного наблюдателя будет катастрофически замедляться и в момент пересечения сферы остановится совсем! Это должно быть понятно, раз по теории относительности вблизи массивных тел время замедляется. Иначе говоря, для пересечения сферы Шварцшильда космонавту с «земной» точки зрения потребуется бесконечное время. Будь у земного наблюдателя достаточно мощный телескоп, он увидел бы космический корабль… навек застывший у границы Шварцшильда!
Совершенно иные события происходят на самом космическом корабле. Космонавт в совершенно конкретный отрезок времени ПЕРЕСЕКАЕТ сферу Шварцшильда и с чудовищной скоростью устремляется навстречу своей погибели в сингуляторности. И это для него, увы, вполне реальное, ощущаемое и – последнее событие. Кто же прав, земной наблюдатель или космонавт? Ответ такой – правы оба, и в то же время никто! Тут уж ничего не поделаешь, таковы парадоксы теории относительности Эйнштейна…»

Но не все так драматично на самом деле. Ведь теория относительности это тоже только частный случай, применимый к определенным пространственно-временным взаимодействиям, характерным для нашего физического трехмерного мира. Может быть, космонавт погибает только для нашего пространства-времени, возникая в другом пространственно-временном континууме? Ведь пришла же наука к обоснованию многомерности структуры Мироздания, существованию неких параллельных миров, пространство и время, в которых отличаются от нашего пространства-времени. Следовательно, изменение пространственно-временных характеристик позволит совершать путешествия, как в параллельные пространства, так и в другое время. И одним из способов таких путешествий является использование уникальных особенностей «черных дыр».

В обоснование этого вывода Л.Лесков пишет: «Особенности отражения светового излучения от вращающейся черной дыры таковы, что наблюдатель при некоторых условиях получает возможность увидеть все прошлое своей вселенной, а также настоящее в отрицательной вселенной, т.е. вселенной с антигравитацией. Из теоретического анализа решений ОТО следует, что геометрическая структура черной дыры чрезвычайно сложна, в глобальной структуре дыры, обладающей вращением либо зарядом, объединено множество вселенных. Теоретически трактовка этих различных вселенных пока неоднозначна: это могут быть действительно отдельные вселенные, однако, возможно, что это варианты нашей собственной Вселенной, но в различные эпохи в прошлом и будущем. В последнем случае речь идет о путешествиях во времени, причем не только в будущее, но и в прошлое».