Черные дыры и складки времени. Дерзкое наследие Эйнштейна

В туманности Ориона в Млечном Пути как раз, когда вы покидали Землю, существовала двойная звездная система, состоящая из двух обращающихся вокруг друг друга звезд с массами в 30 солнечных. ЗАРЯ посчитала, что в то время как вы летели к Гаргантюа, каждая из этих звезд должна была взорваться, с образованием не вращающейся дыры массой в 24 солнечных (6 солнечных масс газа было выброшено во время схлопывания). Эти две дыры, каждая из которых имеет массу в 24 солнечных, должны теперь вращаться вокруг друг друга как двойная черная дыра, и при вращении они должны излучать волны приливных сил (волны «искривления пространства-времени»), которые называются гравитационными волнами³⁵. Эти гравитационные волны должны толкать двойную дыру так же, как вылетающая пуля вызываете отдачу стреляющего ружья. Эта «отдача гравитационной волны» стягивает орбиты дыр в медленно, но неумолимо стягивающуюся спираль. Слегка корректируя ускорение вашего звездолета, вы можете добиться того, что время вашего подлета совпадет с последней стадией стягивания спирали, и через несколько дней после вашего прибытия вы сможете увидеть, как горизонты черных дыр наматываются один на другой, все плотнее и плотнее, быстрее и быстрее, пока не сольются в один, вращающийся больший горизонт.

Из-за того что две родительские дыры не вращаются, ни одна из них не может служить источником энергии для вашего поселения. Однако новорожденная, быстро вращающаяся дыра подходит для этого идеально!

Дом

После 42-летнего путешествия ваш звездолет, наконец, замедляется в туманности Ориона, где, как предсказала ЗАРЯ, должны быть две черные дыры. Вот они, там, где и было предсказано! Измеряя орбитальное движение межзвездных атомов при падении на дыры, вы подтверждаете, что их горизонты не вращаются, и что вес каждой из них составляет 24 солнечных массы, согласно предсказанию ЗАРИ.

Каждый горизонт имеет длину окружности в 440 километров, а расстояние между ними равно 50000 километров. Черные дыры обращаются вокруг друг друга один раз за 13 секунд. Подставив эти числа в формулы общей теории относительности для излучения гравитационных волн, вы получаете, что эти две дыры сольются в одну через 7 дней. Вам как раз хватит времени, чтобы команда приготовила аппаратуру для регистрации всех деталей происходящего. Следя за яркими кольцами сфокусированного звездного света, который окружает черные диски черных дыр, команда может легко следить за их движением.

Вам хочется быть поближе к событию, чтобы все хорошо видеть, но достаточно далеко, чтобы быть на безопасном расстоянии от приливных сил дыр. Вы решаете, что орбита звездолета, в десять раз большая орбиты, по которой дыры обращаются вокруг друг друга, будет хорошим выбором — диаметр этой орбиты равен 300000 километров, а длина окружности равна 940000 километров. Карес совершает маневр и выводит звездолет на заданную орбиту, команда начинает видеонаблюдение.

В течение последующих шести дней две дыры постепенно сближаются друг с другом и ускоряют свое орбитальное движение. За день перед слиянием расстояние между ними сократилось от 30000 километров до 18000, а их орбитальный период упал с 13 до 6,3 секунды. За час до слияния они находятся на расстоянии 8400 километров друг от друга, а их орбитальный период равен 1,9 секунды. До слияния остается одна минута: расстояние между ними стало равно 3000 километров, а период уменьшился до 0,41 секунды. Десять секунд до слияния: расстояние 1900 километров, период 0,21 секунды.

Затем в последние десять секунд ваш корабль и ваши тела вдруг начинают вибрировать. Сначала слабо, а потом все сильнее и сильнее. Как будто гигантская пара рук схватила вас за голову и ноги и поочередно сдавливает и растягивает вас все сильнее и сильнее, быстрее и быстрее. А потом еще более неожиданно, чем все это начиналось, тряска прекращается. Все успокаивается.

— Что это было? — шепчете вы ЗАРЕ дрожащим голосом.

— Тише, тише! — успокаивает она, — Это была ондуляционная приливная сила гравитационных волн, появившихся при слиянии дыр. Вы привыкли к таким слабым гравитационным волнам, что их могут зарегистрировать только очень чувствительные приборы, но здесь, вблизи сингулярности, они были необычайно сильны, настолько, что если бы наш звездолет попал на в 30 раз меньшую орбиту, его бы разорвало этими волнами. Но сейчас мы в безопасности. Слияние завершилось, волны ушли дальше во Вселенную, неся далеким астрономам описание симфонии слияния[36].

Направляя один из корабельных телескопов на источник гравитации под вами, вы обнаруживаете, что ЗАРЯ, как всегда, права: слияние закончилось. Там, где раньше было две дыры, теперь осталась только одна и, насколько вы можете судить по завихрению падающих атомов, она быстро вращается. Эта дыра будет идеальным генератором энергии для вашей команды и тысяч поколений потомков.