Что происходит с веществом, попавшим в черную дыру?

Ученые считают, что у каждой черной дыры есть и обратная сторона - белая дыра, через которую вещество выбрасывается в другую вселенную.

Можно ли улететь за пределы Вселенной? Да, но для этого придется нырнуть в черную дыру. Мы знаем, что все, что попадает в поле притяжения черной дыры, падает к ее центру и уже не может вырваться обратно. Черные дыры притягивают даже излучения, состоящие из частиц, не имеющих массы, например, свет. Черные дыры буквально пожирают Вселенную, в которой мы живем.

Черные и белые

Однако теперь ученые заговорили о том, что, кроме нервных, есть и белые дыры. Они постоянно выбрасывают материю и энергию. И хотя белых дыр никто не видел, то, что они существуют, доказано математически. Астрофизики из Калифорнийского университета недавно вычислили их, решая с помощью суперкомпьютера уравнения теории относительности Эйнштейна. Черные дыры были открыты в 1916 году немецким астрономом Карлом Шварцшильда похожим образом - как и решение уравнений общей теории относительности. А сегодня за черными дырами уже наблюдают астрономы. Правда, черная дыра не отражает свет, поглощая его, как и любую другую материю и энергию. Поэтому увидеть ее в телескоп нельзя. Зато можно просчитать, как гравитация черной дыры влияет на другие небесные объекты, и определить ее положение в пространстве. Таким образом астрономы обнаружили уже много черных дыр.

"Белых дыр столько же, сколько черных, - убежден американский космолог Блэйк Темпл. - Это космические вулканы, которые выбрасывают поглощенную черными дырами материю, порождая новые вселенные". При этом в точке разрыва между двумя вселенными может существовать своего рода туннель: черная дыра со стороны нашей вселенной и белая со стороны другой. Астрофизики полагают, что вся материя, которая исчезает в черной дыре, в неизмененном виде выталкивается наружу белой. Но происходит это не в последовательности "поглотил - выбросил". Согласно теории относительности, время может течь вспять. "Поэтому, - утверждает профессор Игорь Новиков, член-корреспондент Российской академии наук, - поглощенное выталкивается белой дырой еще до момента поглощения".

Корабль поколений

Астрофизики рассуждают: если все, что падает в черные дыры, попадает целым и невредимым в параллельные вселенные, может ли человек на космическом корабле совершить путешествие в другой мир? Возможно, да, но не в скором будущем. Ближайшие известные черные дыры находятся на расстоянии сотен световых лет от Земли. Чтобы долететь до одной из них, понадобится огромный космический корабль, на котором смогут жить несколько поколений космонавтов. Американский антрополог Джон Мур считает, что на "корабле поколений" должны будут стартовать команды из семейных пар без детей в составе 150-180 человек. Первые годы исследователи будут привыкать к новой среде обитания. После они дадут жизнь нескольким поколениям. В каждом поколении, по словам Мура, каждый член экипажа должен иметь возможность выбирать по меньшей мере из десяти потенциальных супругов. Корабль будет для зачатых космонавтами детей не искусственной средой, как для их родителей, а самым естественным из миров: никакого другого мира они просто не будут знать. "Пары должны складываться естественным образом - это поможет людям выдержать колоссальные психологические нагрузки такого путешествия", - считает Мур. Семейные отношения должны помочь астронавтам сохранить в коллективе стабильность во время долгого полета. На корабле должна быть автономная система жизнеобеспечения, потому что доставлять на него припасы будет невозможно. Приводить такой корабль в движение будут двигатели, принципиально отличающиеся от тех, что установлены на современных космических аппаратах. Горючее для них придется получать непосредственно из межзвездного пространства. Возможно, это будут реактивные двигатели, работающие на водороде - самом распространенном веществе во Вселенной. Во время полета такой двигатель будет собирать водород при помощи сильного магнитного поля. А если собранный водород преобразовать в термоядерном реакторе в гелий, можно получить огромное количество энергии и использовать ее для внутренних нужд корабля.

Куда и зачем

Еще одна важная проблема, с которой столкнутся путешественники в другую вселенную, это полная неизвестность за границами черной дыры. Как будет выглядеть вселенная, в которую они попадут? Не погибнут ли они в ней в первый же момент? И, даже если иная вселенная окажется похожей на нашу, в каком месте этой вселенной будет располагаться белая дыра, из которой вынырнут наши герои? Может статься, что еще не одному поколению придется смениться на корабле, прежде чем он достигнет в чужой вселенной какого-нибудь скопления звезд. И еще не факт, что рядом хотя бы с одной из этих звезд будут планеты. Не говоря уже о том, что одна из этих планет окажется обитаемой. Поэтому поиск жизни в другой вселенной вряд ли может стать основной целью первой подобной экспедиции.

Закономерен вопрос: а зачем в таком случае вообще туда лететь? Но если бы мы спрашивали себя об этом каждый раз, прежде чем сделать шаг вперед, мы бы до сих пор жили в пещерах.

Билет в один конец?

Найти дорогу домой путешественникам будет непросто. Вернуться из другой вселенной тем же путем, каким прилетели, они не смогут. Вытолкнутому белой дырой кораблю обратно в нее не нырнуть: материя движется через белые дыры только в одном направлении, на выход. А если исследователи засекут в чужой вселенной черную дыру и долетят до нее, как узнать, куда она ведет? Заглянуть снаружи за горизонт событий черной дыры, сферу, из-за границ которой не выходит даже свет, невозможно. Придется прыгать наугад. Шанс попасть в родной мир у космонавтов при этом – один из миллиардов. Но даже если путешественники сумеют точно вычислить, какая именно черная дыра ведет в мир их предков, вернувшись, они могут его не узнать. Время в другой вселенной течет не так, как в нашей. Для космонавтов на борту корабля пройдет несколько сотен лет. Сколько лет или тысячелетий пройдет в это время во вселенной, которую корабль покинул, предсказать невозможно. Возвратившиеся в нее путешественники могут не найти не только Земли или Солнечной системы, но и целых галактик, в том числе и нашей. Млечного Пути. Остается только надеяться, что, пока первая экспедиция преодолеет все этапы своего бесконечно долгого пути, человечество отлично освоит и пространство, и время нашей Вселенной. И что путешественникам в любом случае будет, куда вернуться.

Ждем гостей

Пока рассуждение о путешествии людей через черные и белые дыры выглядит научной фантастикой. Существование белых дыр - только гипотеза, хоть и просчитанная многократно на суперкомпьютере. Но если астрономы найдут реальные белые дыры в нашей Вселенной, они станут очень пристально наблюдать за ними. Вдруг исследователи из другого мира уже летят к нам? Или как раз сейчас возвращается та самая земная экспедиция, что отправилась к черной дыре в далеком будущем? Вполне может быть, что она сместилась во времени, и вскоре ее корабль вылетит из ближайшей к Земле белой дыры.

Семен Глазов

GeoFocus №10(22) октябрь 2005