Люди, как спагетти. Что произойдет, если Земля внезапно превратится в черную дыру


        Люди, как спагетти. Что произойдет, если Земля внезапно превратится в черную дыру

Ученые пофантазировали в рамках маловероятного сценария, в котором Земля внезапно превращается в черную дыру. Эксперты поэтапно рассказали, что в таком случае произойдет с людьми и самой планетой.

Черная дыра — это область пространства-времени, где гравитация настолько сильна, что никакие частицы или даже электромагнитное излучение, такое как свет, не может из нее выйти.

Прямое предсказание уравнений Эйнштейна, а именно работа Роджера Пенроуза, удостоенная Нобелевской премии, не только продемонстрировала, что черные дыры могут реально образовываться в нашей Вселенной, но и показала, как именно это происходит. Как оказалось, гравитация не обязательно должна быть единственной силой, она должна быть доминирующей, пишет Forbes.

Когда материя коллапсирует, она пересекает критический порог количества массы в определенном объеме, что приводит к формированию горизонта событий. Однако через некоторое время, любой неподвижный объект, независимо от того, насколько далеко от горизонта событий он находился изначально, пересечет этот горизонт и столкнется с центральной сингулярностью.

Если каким-то образом отключить электромагнитные и квантовые силы, удерживающие Землю от гравитационного коллапса, она быстро превратится в черную дыру.


        Люди, как спагетти. Что произойдет, если Земля внезапно превратится в черную дыру

Главной причиной, почему Земля устойчива против гравитационного коллапса, заключается в том, что силы между составляющими ее атомами достаточно велики, чтобы противостоять кумулятивной силе гравитации, создаваемой всей ее массой. И в этом нет ничего удивительного, если рассмотреть гравитационную и электромагнитную силу между двумя электронами, можно обнаружить, что вторая была сильнее примерно в 1042 раза.

Однако в ядрах достаточно массивных звезд ни электромагнитная сила, ни даже принцип исключения Паули не могут противостоять силе, вызывающей гравитационный коллапс. Если радиационное давление ядра падает ниже критического порога, сжатие в черную дыру становится неизбежным.

Несмотря на то, что для этого потребовался бы какой-то волшебный процесс, такой как мгновенная замена земной материи темной или отключение негравитационных сил, можно представить, что произойдет, если это случится.


        Люди, как спагетти. Что произойдет, если Земля внезапно превратится в черную дыру

Во-первых, материал, образующий твердую Землю, немедленно начнет ускоряться, как если бы он находился в совершенно свободном падении, к центру Земли. В центральной области будет накапливаться масса, ее плотность со временем начнет расти, а объем этого материала уменьшаться по мере его ускорения к центру, в то время как масса останется прежней.

В течение нескольких минут плотность в центре начнет значительно увеличиваться, поскольку материал всех разных радиусов проходит через точный центр масс Земли одновременно.

Примерно через 10-20 минут в центре накопится достаточно материи, чтобы впервые сформировать горизонт событий. Еще через несколько минут вся масса Земли превратится в черную дыру диаметром всего 1,75 см.


        Люди, как спагетти. Что произойдет, если Земля внезапно превратится в черную дыру

Если бы такое произошло в действительности, что бы испытали люди на поверхности Земли? Верьте или нет, но физическая история, которую мы испытаем в этом сценарии, будет идентична тому, что произошло бы, если бы мы заменили Землю черной дырой с массой идентичной земной.

Пока мы будем падать, черная дыра начнет искажать пространство вокруг нас, что приведет к искривлению света из-за гравитационного линзирования.

Однако если материал, из которого состоит Земля, все же сможет излучать или отражать рассеянный свет, он останется непрозрачным, и тогда мы сможем увидеть, что происходило с поверхностью под нашими ногами, когда мы падали.

В любом случае, первое, что произойдет — это переход от состояния покоя к состоянию свободного падения: 9,8 м / с2 по направлению к центру Земли.


        Люди, как спагетти. Что произойдет, если Земля внезапно превратится в черную дыру

Однако в отличие от большинства свободных падений, которые мы испытываем на Земле (например, прыжки парашютиста из самолета), этот опыт падения будет поистине жутким и длительным:

  • вы не почувствуете, как ветер проносится мимо вас, вместо этого воздух ускорится к центру Земли с той же скоростью, что и вы;
  • силы сопротивления не будет и вы никогда не сможете развить максимальную скорость;
  • падать вы будете все быстрее и быстрее с течением времени;
  • как только начнется свободное падение, вы испытаете чувство «поднимающегося живота» (ощущение, будто вы находитесь на вершине американский горки);
  • вы испытаете полную невесомость и не сможете почувствовать, насколько быстро падаете;
  • ваше ускорение будет увеличиваться по мере приближения к центральной сингулярности.

Согласно классической теории тяготения Ньютона — каждый раз, когда расстояние до точки уменьшаетя вдвое, гравитационное ускорение увеличивается в четыре раза. А эйнштейновская гравитация в свою очередь утверждает, что ускорение будет увеличиваться в разы существенней.

Когда вы начнете двигаться к центру Земли, то:

  • на полпути к центру Земли, на расстоянии ~ 3187 км, будете падать со скоростью 11 км / с,
  • приблизившись на 90% к центру Земли, на расстоянии ~ 637 км, со скоростью 34 км / с,
  • приблизившись на 99% к центру Земли, на расстоянии ~ 64 км, со скоростью 112 км / с,
  • а добравшись до центра в 1 км, со скоростью 895 км / с,

И даже если вы будете всего в миллисекунде от горизонта событий, вы никогда не почувствуете, каково это туда попасть.


        Люди, как спагетти. Что произойдет, если Земля внезапно превратится в черную дыру

 Это потому, что ваше тело, по мере того как вы падаете все ближе к центру разрушающейся Земли начинает испытывать огромное увеличение приливных сил. Обычно мы ассоциируем приливы с Луной, но здесь действует та же физика.

В гравитационном поле каждая точка вдоль любого тела будет испытывать гравитационную силу, направление и величина которой определяются их смещением от массы, к которой они притягиваются.

Для сферы, подобной Луне, точка, ближайшая к массе, будет притягиваться больше всего, точка, наиболее удаленная от нее, будет притягиваться меньше, а точки, находящиеся вне центра, будут преимущественно притягиваться к центру.

В то время как сам центр имеет среднее притяжение, точки вокруг него будут испытывать разные уровни, которые растягивают объект по направлению притяжения, а сжимают в перпендикулярном направлении. Здесь, на поверхности Земли, эти приливные силы, действующие на человека — ничтожны. Но по мере того, как вы приближаетесь к центру Земли, они увеличиваются каждый раз, когда вы сокращаете расстояние вдвое.


        Люди, как спагетти. Что произойдет, если Земля внезапно превратится в черную дыру

К тому времени, когда вы пересечете 99% пути к центру Земли, сила, отталкивающая ваши ноги от туловища и голову от ступней, достигнет примерно 50 кг. Когда вы испытываете на своем теле силу, эквивалентную ускорению свободного падения на Земле, или силу, равную вашему весу, с научной точки зрения это называется «1g».

В течение короткого периода времени американские горки могут перенести нагрузку до 5 или 6 g, а пилоты истребителей до 12-14 g, но только в герметичном скафандре. Люди же могут выдержать чрезвычайно короткие (менее секунды) ускорения от 40 до 70 g, но риск смерти при этом все равно вполне реален.


        Люди, как спагетти. Что произойдет, если Земля внезапно превратится в черную дыру

К тому времени, когда вы достигнете примерно 25 км от центральной сингулярности, вы пересечете критический порог, место где эти приливные силы вызовут травматическое растяжение вашего позвоночника. А чуть дальше, примерно в 14 км, ваши суставы начнут выходить из суставных ямок, как это происходит, когда человека четвертуют.

Поэтому, чтобы приблизиться к самому горизонту событий, вам нужно каким-то образом защитить себя от этих приливных сил, которые разорвут ваши отдельные клетки и даже, составляющие вас отдельные атомы и молекулы, прежде чем вы пересечете горизонт событий.

Этот эффект растягивания в одном направлении при сжатии вас в другом известен как спагеттификация, и именно так черные дыры убивают и разрывают на части любое существо, которое рискнет приблизиться к горизонту событий, где пространство слишком сильно искривлено.

Но каким бы зрелищным ни было падение в черную дыру, вы бы все равно никогда не испытали его на себе. Все, что вы бы смогли — прожить примерно 21 минуту в невероятно странном состоянии. Воздух вокруг двигался бы с той же скоростью, с которой вы бы находились в свободном падении. Со временем атмосфера начнет сгущаться, а давление воздуха увеличиваться, так как все в мире ускоряется к центру, а объекты, не прикрепленные к земле, будут приближаться к вам со всех сторон.

Но по мере приближения к центру и увеличения скорости вы не сможете почувствовать свое движение в пространстве. Вместо этого вы начнете ощущать неприятную приливную силу, как если бы отдельные составные части вашего тела были растянуты изнутри. Эти спагеттифицирующие силы исказили бы ваше тело в форму лапши, причинив боль, потерю сознания и смерть, а труп был бы раздроблен.

В конечном счете, как и все на Земле, мы будем поглощены черной дырой, просто немного увеличив ее массу.

Источник: salik.biz

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

17 + 4 =

Нажимая на кнопку "Отправить комментарий", я даю согласие на обработку персональных данных и принимаю политику конфиденциальности.

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте как обрабатываются ваши данные комментариев.