don_beaver (don_beaver) wrote,
don_beaver
don_beaver

Category:

Парадоксы черных дыр: снаружи и изнутри

Очень интересные вопросы были затронуты в дискуссии в последнем посте.
https://don-beaver.livejournal.com/208080.html#comments
Вот чего я придумал (и чего вспомнил) на эту тему.

Пусть мы живем во Вселенной, в которой растет Большая Черная Дыра. Она растет и уже поглощает ближайшие галактики, а в будущем непременно поглотит нас. Что мы увидим, попав в эту Большую Черную Дыру? Можем ли мы увидеть изнутри, как в эту дыру вваливается другая дыра? Как вообще решать парадоксальность совмещения точек зрения внешних наблюдателей, для которых падающие наблюдатели никогда не достигнут поверхности черной дыры, с точкой зрения самих падающих наблюдателей, для которых пересечение черной дыры не составляет проблем, зато история внешнего мира заканчивается? Смотрите, что пишет Пенроуз в 1968 году: «Есть еще одна трудность, с которой сталкивается наш наблюдатель, пересекая [границу черной дыры]. Когда он смотрит на вселенную, которую он «покидает», то, бросив на неё последний взгляд при пересечении [границы черной дыры], наблюдатель видит всю последующую историю остальной части его «прежней вселенной».

Усилим парадокс: для падающего наблюдателя, который летит дальше, у внешнего наблюдателя прошло времени больше,чем бесконечность. А вот как решила героиня моего романа («Астровитянка», 2008) эту загадку в 2008 году: «Парадокс возникает только при одновременном существовании внутренних и внешних наблюдателей. На практике же реализуется только один вариант - все наблюдатели оказываются или внешними, или внутренними. Поэтому никакого парадокса не возникает».

(см. сопутствующий текст под катом) Считаю, что решение совершенно правильно, и сейчас нам надо грамотно применить его (вместе с результатом ОТО, озвученным Пенроузом) к нашей космологической модели.
Итак, Большая Черная Дыра еще не дотянулась до нас. Все мы – внешние наблюдатели, других среди нас нет. А что там с теми обитателями ближайших к БЧД галактик, кто падает на неё? Ничего. Они влипли в застывшее время, они уже выпали из внешних, но еще не стали внутренними. Но вот Большая Черная Дыра дотянулась до нас. Звездное небо вокруг нас собралось в точку, а потом… мы очутились в обычной нашей Вселенной, только которая не разбегается, а сжимается. А растущая Большая Черная Дыра уже находится на границе Вселенной – она стала стационарной Мега Дырой. Одновременно вокруг нас появились и те наблюдатели, который были захвачены раньше (по часам внешних наблюдателей) и те, которые попали в БЧД позже (по тем же часам). Причем все уверены, что они очутились в этой новой сжимающейся Вселенной только что. То есть, по часам внутренних наблюдателей, процесс превращения внешних наблюдателей во внутренние произошел мгновенно и одновременно. Сейчас во Вселенной есть только внутренние наблюдатели, и нет внешних. Парадокса сравнения времен внешних и внутренних наблюдателей больше нет.
Почему граница дыры оказалась далеко, а не рядом с нами? Потому что история внешнего мира вся пролетела в момент пересечения границы черной дыры. Все звезды и волны поглотились большой черной дырой, и её граница ушла на максимальное расстояние от нас. Нырнув в дыру промежуточных размеров, мы вынырнули в дыре максимально возможных размеров. Можно утверждать, что вокруг Мегадыры ничего нет – ни других Вселенных, ни других дыр. Иначе, они бы давно в неё влились. Возможно, где-нибудь и существуют другие Вселенные, но между нашими областями нет причинной связи, и, вообще, там перпендикулярное время.

Это красивая модель. Оказывается, вот оно истинное начало нового космологического цикла: все объекты Вселенной оказалась одновременно внутри большой дыры, одновременно начав сжатие к центру - в новый цикл. При этом энтропия этой сжимающейся Вселенной, с точки зрения внутренних наблюдателей, на 18 порядков меньше, чем она была с точки зрения внешних наблюдателей, которые безуспешно убегали от растущей Большой Дыры.
Итак, мегадыра не может расти из-за внешних источников, но может ли мегадыра расти из-за внутренних процессов, с точки зрения внутренних наблюдателей? Полагаю, что – да. Если мы будем увеличивать гравитационную массу нашего сжимающегося мира при перекачке гравитационного излучения в черные дыры, то радиус Мегадыры будет расти, пусть и незначительно. И аналогично, если мы сбросим гравмассу в гравволны, то дыра сожмется.

«Астровитянка», 2008
«Мисс Гринвич, как вы ухитряетесь совмещать столь различные точки зрения внешнего и внутреннего наблюдателя? С точки зрения внешнего наблюдателя, падающий на чёрную дыру человек никогда не долетит до неё...
Профессор взмахнул руками.
- Вдумайтесь, пожалуйста, леди и джентльмены! Никогда! Вечность пройдёт, бесконечное время, а падающий наблюдатель по-прежнему будет тихо подползать к поверхности чёрной дыры - всё медленнее и медленнее для глаза внешнего наблюдателя... С точки же зрения падающего наблюдателя - наоборот, падая, он минует поверхность чёрной дыры очень быстро...
Профессор повернулся к Никки.
- Вы утверждаете в реферате, что потом дыра разомкнётся и выбросит его наружу - снова во внешний мир. Но до такой встречи для внешнего наблюдателя должно пройти времени больше, чем бесконечность! Это парадокс.
- Вы фундаментально правы, дорогой профессор, - с удовольствием сказала Никки. - Это чистейший, беспримесный парадокс, который вопиет к автору: реши меня, или ты - дурак и вся твоя теория - дурацкая!
- Вот и я об этом говорю... - опешил профессор Гутт от такой покладистости Никки.
- Но этот парадокс относится к теории Эйнштейна и известен давно. Английский математик Пенроуз писал: посмотрите-ка, в момент пересечения границы чёрной дыры вся история внешней Вселенной для падающего наблюдателя мгновенно прокручивается и заканчивается - то есть в момент пересечения горизонта чёрной дыры снаружи проходит бесконечное время. Но ведь падающий наблюдатель продолжает лететь внутри чёрной дыры. Что будет происходить с внешним наблюдателем в это время - которое для него больше бесконечности? Гравитационисты ушли от ответа, объявив парадокс несовместимости точек зрения двух наблюдателей предельным проявлением относительности. Мудрый старик Уилер долго не соглашался с такой трактовкой, но не смог найти верное решение...
- А вы его знаете? - прищурил глаза профессор.
- Оно элементарно, - бодро сказала Никки. - Парадокс возникает только при одновременном существовании внутренних и внешних наблюдателей. На практике же реализуется только один вариант - все наблюдатели оказываются или внешними, или внутренними. Поэтому никакого парадокса не возникает.
Аудитория зашумела.
- И кто же решает, какого сорта наблюдатели имеют право на существование? - удивлённо поднял брови профессор.
- Сама Вселенная, - ответила невозмутимая девочка-монстр, у которой Вселенная ходила в подружках и они, видимо, о многом болтали за чашкой чая. И не только о своём, о девичьем. - В открытой Вселенной все наблюдатели будут внешними по отношению к чёрным дырам. В таком мире внутренних наблюдателей не существует - даже если падающему астронавту кажется, что он в следующую секунду пересечёт поверхность чёрной дыры и станет внутренним. На самом деле миг его падения - это наша вечность.
- Что ж, - сказал задумчиво профессор, - с этим я могу согласиться... А что будет в замкнутом мире?
- На фазе сжатия замкнутой Вселенной, - продолжила Никки, - внешние наблюдатели и чёрные дыры с застывшими возле них падающими наблюдателями будут неумолимо сближаться. Коллапсирующая Вселенная запрещает существование внешних наблюдателей! Она беспощадно сталкивает всех без исключения наблюдателей в чёрные дыры. Да и сама замкнутая Вселенная становится такой же чёрной дырой. Падающий наблюдатель, прыгнувший в чёрную дыру всего минуты назад по субъективному времени, но миллиарды лет назад с точки зрения внешнего наблюдателя, с удивлением увидит, как в его дыру начинают падать оставшиеся в безопасном отдалении и сильно постаревшие внешние друзья, а его родная чёрная дыра сливается с другими дырами... Превращение всех внешних наблюдателей во внутренние произойдёт одновременно, и вот они уже все вместе стремительно летят уже не к сингулярностям локальных чёрных дыр, а к конечной Сингулярности Вселенной!
- Это надо ещё доказать! - воскликнул взволнованный Гутт.
- Легко! - с улыбкой сказала Маугли с астероида. - Представим себе, что какой-то наблюдатель избежал общей участи и остался снаружи, то есть не попал в чёрные дыры, сливающиеся в ходе Большого Сжатия. Тогда он увидит, как все остальные наблюдатели, долетевшие до чёрных дыр, застывают на их границах и с поистине бесконечным терпением ждут его, отставшего. Вселенная, сжимаясь, подтолкнёт упрямца в спину, и он устремится на ближайшую чёрную дыру. Мир падающих наблюдателей для него оживёт, и они полетят все вместе к центру и концу мира...»
Tags: Литературные хроники, Научные истории
Subscribe

  • Как стать счастливым?

    Мне прислали книжку в стиле Карнеги - прочитал правила, выполнил и стал счастливым. Вот что я ответил автору, возможно это окажется полезным и для…

  • Литдиаграмма Герцшпрунга-Рассела

    49 читателей прислали свои оценки сотне предложенных книг. Оценки в 10 балльной шкале ставились за: - общее впечатление, - художественность, -…

  • Литпространство

    Прислали 36 анкет про 100 книг. Всем спасибо! Начинаю обработку. Если кто хотел прислать, но ещё не успел - у вас есть время до вечера четверга.…

  • Post a new comment

    Error

    default userpic

    Your reply will be screened

    When you submit the form an invisible reCAPTCHA check will be performed.
    You must follow the Privacy Policy and Google Terms of use.
  • 40 comments

  • Как стать счастливым?

    Мне прислали книжку в стиле Карнеги - прочитал правила, выполнил и стал счастливым. Вот что я ответил автору, возможно это окажется полезным и для…

  • Литдиаграмма Герцшпрунга-Рассела

    49 читателей прислали свои оценки сотне предложенных книг. Оценки в 10 балльной шкале ставились за: - общее впечатление, - художественность, -…

  • Литпространство

    Прислали 36 анкет про 100 книг. Всем спасибо! Начинаю обработку. Если кто хотел прислать, но ещё не успел - у вас есть время до вечера четверга.…