Всё, что движется. Прогулки по беспокойной Вселенной от космических орбит до квантовых полей

Попадание под горизонт меняет жизнь несколькими способами, наиболее занимательный из которых, если отвлечься от всего личного, – замена времени на пространство. Часы на руке у падающего туда наблюдателя продолжают, разумеется, отсчитывать его собственное время; но из-за кривизны это время – давайте думать о некотором промежутке времени – «уложено» вдоль радиуса, ведущего к центру черной дыры. Из-за того, что радиальное направление стало для него временем, попадание в центр теперь столь же неотвратимо, как наступление ближайших моментов будущего. Центр черной дыры для падающего наблюдателя представляется не точкой в пространстве, а моментом будущего времени. И наступит он довольно скоро по часам падающего. Как скоро? Чтобы узнать время движения от горизонта до центра, надо знать, конечно, радиус горизонта. Здесь, правда, в дело снова вмешивается несовпадение картин мира удаленных зрителей и самого путешественника. Когда мы говорим о радиусе горизонта и других характерных расстояниях вроде показанных на рис. 6.15, всегда подразумеваются их значения, определяемые удаленными наблюдателями. Для падающего же путешественника не только промежутки времени, но и пространственные расстояния – «свои собственные». В результате время, за которое он, продолжая свободно падать, долетит от горизонта до центра, оказывается равным 2/3R, если в качестве единиц измерения использовать километры (деление на скорость света, как всегда, даст время в секундах)[118]. Радиус же горизонта тем больше, чем больше масса черной дыры. Для черной дыры солнечной массы у путешественника, если бы он дожил до приближения к горизонту, осталось бы не так много времени на раздумья о смысле жизни под горизонтом – менее 7 микросекунд (миллионных долей секунды). Для черной дыры, волюнтаристски выбранной выше так, чтобы ее БУКО проходила на расстоянии ближайшего приближения Меркурия к Солнцу, это уже 34 секунды. Пожалуй, более оптимистично падение в сверхмассивную черную дыру M87^*, «фотография» которой приведена на рис. 3.13: по оценкам от телескопа EHT, с помощью которого и получено изображение, ее масса около 6,5 млрд масс Солнца. Для невращающейся черной дыры такой массы свободное падение от горизонта к центру по радиусу заняло бы 11 часов 51 минуту и (неполные) 39 секунд. Это не так мало, чтобы провести серию интересных физических экспериментов – увы, совершенно бесполезных для мирового научного сообщества.

Само по себе путешествие под горизонтом M87^* будет комфортным на большей своей протяженности, но не до самого конца. Та часть тела путешественника, которая находится ближе к центру, стремится следовать туда быстрее, чем более удаленные части тела. В какой степени? Щадя чувствительную часть аудитории, заменим смелого туриста на два шара массой по 50 кг каждый, соединенные друг с другом так, что расстояние между их центрами составляет 1 м, и будем считать, что тело этого «муравья» ориентировано вдоль радиуса: один шар как раз на 1 м ближе к центру, чем другой. На большей части пути натяжение в «талии» остается незаметным. Еще за 20 секунд до прибытия в пункт назначения натяжение слегка превосходит то, которое создает груз массой 5 г, подвешенный здесь у нас в земных условиях; но за 0,9 секунды до прибытия натяжение приближается к 2,8 кг. «Голова» муравейного человека, если она дальше от центра, чем «ноги», испытывает такое усилие на отрыв. За 0,05 секунды до финиша никакого робо-человека-муравья не останется: натяжение между двумя его составными частями приблизится к такому, которое создает подвешенный груз в одну тонну. К моменту 10 микросекунд «до» не останется и настоящих муравьев: две половинки тела весом по 5 миллиграмм, соединенные талией длиной в 1 миллиметр, будут разрываться сильнее, чем у нас растягивает подвес гиря весом 2 кг. В конечном итоге, однако, и муравьи, и атомы, из которых они состоят, окажутся не растянутыми, а сжатыми: геодезические сходятся в центре примерно как улицы в некоем городе с радиальной структурой, показанном на рис. 6.25 слева, но только делают это, как и полагается геодезическим, неотвратимо и до самого центра. На рис. 6.25 справа условно показаны растяжения и сдавливания по разным направлениям, причем не надо забывать, что картина на самом деле трехмерная. Сдавливание с боков в конце концов одерживает верх над растяжением вдоль радиуса, и совсем близко к центру объем каждой единицы материи неотвратимо уменьшается (это состояние и вызывает отказ имеющихся теорий).

Рис. 6.25.Слева: автотранспорт, въезжающий по радиусам в центр города, заполняет улицы все более плотно из-за «сдавленности с боков» – уменьшения периметра по мере приближения к центру. Справа: растяжения и сжатия, действующие на протяженные тела вблизи притягивающего центра