«Вперед в прошлое»: можно ли путешествовать во времени с помощью черных дыр

Черная дыра — чрезвычайно массивный объект, который обычно образуется, когда умирающая звезда коллапсирует сама в себя. Подобно планетам и звездам, черные дыры имеют вокруг себя гравитационные поля. Гравитационное поле — это то, что удерживает нас на Земле и заставляет Землю вращаться вокруг Солнца. Как правило, чем массивнее объект, тем сильнее его гравитационное поле.

Гравитационное поле Земли чрезвычайно затрудняет полет в космос. Вот почему мы строим ракеты: мы должны лететь очень быстро, чтобы вырваться из-под земного притяжения. Гравитационное поле же черной дыры настолько сильное, что даже свет не может от него ускользнуть. Это впечатляет, поскольку свет — самое быстрое явление, известное науке.

Между прочим, именно поэтому черные дыры черные: свет попросту не может от нее отразиться, а потому для нашего глаза это будет пятно абсолютной черноты, вокруг которого вращается ярчайший диск раскаленного вещества.

Общая теория относительности Альберта Эйнштейна говорит нам, что материя и энергия оказывают любопытное влияние на вселенную. Материя и энергия искривляют и растягивают пространство. Чем массивнее объект, тем больше пространство растягивается и искривляется вокруг него. Массивный объект создает своего рода впадину, «долину» в пространстве. Когда объекты приближаются к массивному телу, они «падают» в эту долину.

Именно это и ожидает космической корабль, который рискнет приблизиться к черной дыре. По этой же причине свет не может покинуть черную дыру: условные склоны долины настолько круты, что свету не хватает скорости, чтобы выбраться наружу.

Долина, созданная черной дырой, становится все круче и круче по мере приближения к ней. Точка, в которой она становится настолько крутой, что свет не может покинуть ее, называется горизонтом событий.

Горизонты событий интересны не только потенциальным путешественникам во времени: они также интересны и философам, поскольку влияют на то, как мы понимаем природу времени.

Когда пространство растянуто, растягивается и время. Часы, находящиеся рядом с массивным объектом, будут идти медленнее, чем те, которые находятся рядом с телом гораздо меньшей массы.

Часы рядом с черной дырой будут идти очень медленно по сравнению с часами на Земле. Один год рядом с черной дырой может означать 80 лет на Земле — нечто подобное проиллюстрировал Кристофер Нолан в картине «Интерстеллар».

Таким образом, черные дыры действительно можно использовать для путешествий в будущее. Если вы хотите прыгнуть в будущее Земли, просто пролетите рядом с черной дырой, а затем вернитесь на Землю. А если вы подойдете достаточно близко к центру черной дыры, ваши часы будут идти медленнее, но вы все равно сможете сбежать, пока не пересечете горизонт событий.

А как насчет прошлого? Здесь все становится по-настоящему интересным. Черная дыра настолько искривляет время, что может завернуться сама в себя.

Представьте, что вы берете лист бумаги и соединяете два конца, чтобы сформировать петлю. Вот примерная иллюстрация того, что черная дыра делает со временем. Фактически, это явление создает естественную машину времени. Если бы вы каким-то образом попали на петлю, которую физики называют замкнутой времениподобной кривой, вы оказались бы на траектории в пространстве, которая начинается в будущем и заканчивается в прошлом.

Внутри петли вы также обнаружите, что причину и следствие трудно распутать. Вещи, которые были в прошлом, вызывают события в будущем, которые, в свою очередь, вызывают события в прошлом!

Итак, вы нашли черную дыру и хотите использовать свой верный космический корабль, чтобы вернуться и навестить динозавров? Удачи.

Есть три проблемы. Во-первых, вы можете путешествовать только в прошлое черной дыры. Это означает, что если черная дыра была создана после того, как вымерли динозавры, то вы не сможете вернуться достаточно далеко.

Во-вторых, вам, вероятно, придется пересечь горизонт событий, чтобы попасть в петлю. Это означает, что для того, чтобы выйти из цикла в определенное время в прошлом, вам нужно выйти за горизонт событий. Это означает путешествие со скоростью, превышающей скорость света, что на данный момент считается практически невозможным.

В-третьих, и, вероятно, хуже всего, вы и ваш корабль подвергнетесь «спагеттификации». Звучит вкусно, правда? К сожалению, это не так. Когда вы пересечете горизонт событий, вы растянетесь, как лапша. Фактически, спагетти из корабля с его экипажем растянулись бы настолько сильно, что стали бы просто цепочкой атомов, спиралевидно уходящих в пустоту.

Так что, хоть нам и забавно думать о свойствах черных дыр искажать время, в обозримом будущем посещение динозавров останется в области фантастики.