Гиперпространство и черные дыры

Писатели-фантасты легко и просто справляются с проблемой перехода в другие пространственно-временные измерения. Многие знакомы с термином, бытующим в научно-фантастической литературе, — гиперпространство. Космонавты обычно проходят через гиперпространство и оказываются после этого в необходимой им точке нашей Вселенной. Но оказывается, что современные физические теории в принципе «разрешают» куда более поразительные вещи.

Давайте вспомним, что такое «чёрная дыра».

Если достаточно большая (конечно, по меркам астрофизики) масса, например, больше, чем две массы Солнца, начинает сжиматься, остановить этот процесс уже никак нельзя. Процесс сжатия будет продолжаться, пока не будет достигнут так называемый гравитационный или шварцшильдовский радиус. Численное значение этого радиуса можно приблизительно найти из следующего простого соотношения: 3(M/MQ) километров, где М — масса сжимающегося объекта, а MQ — масса Солнца. Сразу же видно, что, если бы наше Солнце вдруг «захотело» стать «чёрной дырой», его радиус должен был бы уменьшиться всего до нескольких километров.

К счастью, в обычных условиях лишь более массивные, чем Солнце, объекты могут сжиматься до гравитационного радиуса. И если сжимающаяся масса, будь то звезда или облако межзвёздного газа, достигнет шварцшильдовского радиуса, получается «чёрная дыра», или, как ещё принято говорить, гравитационная могила. А сам процесс сжатия называется гравитационным коллапсом.

В центре «чёрной дыры» плотность бесконечна и даже лучи света не могут выйти за поверхность гравитационного радиуса, столь велики силы притяжения. Всё, что оказывается в сфере действия «чёрной дыры», поглощается ею. Мало того, что бесконечна плотность в центре «чёрной дыры», там бесконечно высока и температура.

И вот в такой объект Кардашев предлагает послать космический корабль.

Здесь нужно обсудить две вещи.
Во-первых, если масса «чёрной дыры» невелика (немного более двух масс Солнца), корабль, безусловно, погибнет в гравитационной могиле из-за гигантских плотностей внутри «чёрной дыры».

Но если масса дыры очень велика, например в миллиард раз больше массы Солнца, да к тому же она электрически заряжена, то можно думать, что люди в космическом корабле останутся в живых. Ведь из-за электрического заряда большая масса не может сжаться до бесконечной плотности.

Вблизи шварцшильдовского радиуса сжатие прекратится и сменится расширением. И плотности в такой почти «чёрной дыре» будут нормальными: около одного грамма в кубическом сантиметре.

Путешествие в будущее

А зачем, вообще говоря, понадобилось Кардашеву посылать космический корабль к таким странным объектам?

Ведь из общей теории относительности известно, что для наблюдателя, находящегося на Земле, полёт космического корабля к «чёрной дыре» будет выглядеть очень своеобразно. По мере сближения корабля с «чёрной дырой» все процессы для земного наблюдателя бесконечно замедлятся. Изображение корабля будет всё более слабым и за бесконечное время пропадёт.

А космонавты будут жить по обычным часам, и все процессы в корабле для них будут выглядеть нормально. Но за иллюминаторами своего корабля они увидят потрясающие вещи. Когда они будут приближаться к шварцшильдовской сфере заряженной «чёрной дыры», они смогут увидеть всё будущее нашей Вселенной, причём за конечный промежуток времени. Этот поразительный вывод основывается на строгих законах физики.

Смогут ли космонавты вернуться на Землю? Ведь стадия сжатия сменится стадией расширения, «чёрная дыра» станет «белой дырой».
К сожалению, нет. Второй не менее ошеломительный результат Кардашева состоит в следующем. Когда корабль выйдет из-под шварцшильдовской сферы, он окажется в новой вселенной, в другом пространстве, и на этой стадии полёта космонавты увидят всё прошлое нового мира!

Таким образом, через «чёрную дыру» можно проникнуть в будущее. Чем не машина времени! Правда, и плата за такую возможность немала: вечное скитание по иным мирам. Я глубоко убеждён в том, что идеи, развиваемые Кардашевым, а ведь они базируются на прочной научной основе, куда увлекательнее любого научно-фантастического романа.