Космические рубежи теории относительности

РИС. 12.26. Точки, в которых производилось фотографирование. Космонавты во время своего путешествия сделали в одиннадцати точках по паре снимков (по одному из носового иллюминатора, направленного на сингулярность, и по одному - из кормового иллюминатора, смотрящего во внешнюю Вселенную).

Во время полёта космонавты сделали 11 пар фотоснимков (от А до Л), на которых оказались запечатлёнными изменения вида неба. Как и в случае первого (самоубийственного) путешествия, приведённые картины основаны на расчётах Каннингэма. На рис. 12.26 на диаграмме Пенроуза показаны те точки на мировой линии космического корабля, в которых делались снимки.

Уверенные в том, что гибель им не грозит, два космонавта садятся в свой корабль и начинают падать вниз, в дыру. Находясь ещё далеко от чёрной дыры, они делают первую пару снимков (рис. 12.27,А). Так как они находятся пока в почти плоском пространстве-времени, картина получается почти такой же, какую наблюдает любой достаточно удалённый астроном. (Ср. рис. 12.27,А и рис. 12.17,А)

Приближаясь ко внешнему горизонту событий, космонавты оказываются всё дальше и дальше от Вселенных 1 и 2, изображения которых становятся всё меньше и меньше. Они вообще исчезают навсегда, как только космический корабль пересекает внешний горизонт событий. Этот факт подтверждается анализом мировых линий типичных лучей света на диаграмме Пенроуза (см. рис. 12.24). Непосредственно перед тем, как пересечь внешний горизонт событий, космонавты замечают, что становится виден захваченный свет, обращающийся вокруг чёрной дыры; это видно на второй паре фотографий (рис. 12.27,Б).

Как уже отмечалось, Вселенные 1 и 2 исчезли с глаз космонавтов при пересечении ими внешнего горизонта событий. На третьей паре снимков (рис. 12.27,В) видно, что средняя часть поля зрения носового иллюминатора заполнена лишь захваченным чёрной дырой светом.

Упав под внешний горизонт событий, космонавты могут видеть свет из Вселенной 4. В этом легко удостовериться, рассмотрев мировые линии типичных лучей света на диаграмме Пенроуза (рис. 12.24). Поэтому на паре снимков, сделанных в промежутке между двумя горизонтами (рис. 12.27, Г), в центре поля зрения носового иллюминатора появляется область, заполненная светом из Вселенной 4.

На пути от внешнего к внутреннему горизонту событий область, занятая светом из Вселенной 4, сначала увеличивается, но потом начинает уменьшаться, а на внутреннем горизонте событий Вселенная 4 вообще исчезает из виду. Всё поле зрения как носового, так и кормового иллюминатора заполнено лишь светом из Вселенной 3. В момент пересечения внутреннего горизонта событий до космонавтов не может дойти свет ни из какой другой Вселенной, как видно по паре фотографий, снятых в этой точке (рис. 12.27,Д). Отметим, что здесь изображения звёзд и галактик нашей Вселенной подверглись сильнейшему искажению.

РИС. 12.27.

А: Вдали от чёрной дыры. Когда корабль находится далеко от чёрной дыры, картина из носового иллюминатора очень похожа на ту, которую видит удалённый астроном. Из кормового иллюминатора открывается просто вид на нашу Вселенную, из которой прилетели космонавты.

Б: Прямо над внешним горизонтом событий. Когда космонавты приближаются к внешнему горизонту событий, видимые размеры Вселенных 1 и 2 стремительно сокращаются. Из носового иллюминатора космонавты видят также область захваченного света. Вид нашей Вселенной из кормового иллюминатора начинает искажаться.

В: У внешнего горизонта событий. При переходе сквозь внешний горизонт событий Вселенные 1 и 2 полностью исчезают из виду. Средняя часть поля зрения носового иллюминатора заполнена лишь захваченным светом, а картина нашей Вселенной из кормового иллюминатора значительно исказилась.

Г: Между внешним и внутренним горизонтами событий. Между двумя горизонтами в середине поля зрения носового иллюминатора можно видеть свет из Вселенной 4. Продолжает усиливаться искажение образов в нашей Вселенной (Вселенной 3).

Д: У внутреннего горизонта событий. Вблизи внутреннего горизонта событий до космонавтов доходит только свет из нашей Вселенной (Вселенной 3). Однако образы звёзд и галактик сильнейшим образом искажены.

Е: Вблизи момента отскока. Под внутренним горизонтом событий через иллюминатор, обращенный к сингулярности, можно видеть свет из Вселенной 5. Полностью перемешан свет, из прошлого, настоящего и будущего нашей Вселенной (Вселенной 3).

Ж: У внутреннего горизонта событий. При пересечении космонавтами внутреннего горизонта событий на обратном пути из чёрной дыры большую часть поля зрения носового иллюминатора, обращенного к сингулярности, заполняет свет из Вселенной 5.