Жизнь в сильно искривленном пространстве-времени требует тринокулярного зрения
Расчеты американских физиков показали, что если бы под горизонтом событий черной дыры жили высокоразвитые существа, то им было бы удобно рассматривать окружающий их мир не двумя, а тремя глазами.
Бинокулярное зрение — то есть видение двумя разнесенными в пространстве глазами — имеет огромное преимущество перед монокулярным: с его помощью можно легко определять расстояние до объекта. Но достаточно ли двух глаз для надежной оценки дистанции? Оказывается, не всегда. Как утверждается в недавней статье американских физиков-теоретиков, существам, живущим в сильно искривленном пространстве-времени (например, под горизонтом черной дыры), было бы намного удобнее смотреть на мир не двумя, а тремя глазами.
Напомним, вкратце, основы современной теории гравитации. Согласно общей теории относительности, гравитация между телами есть проявление искривленного пространства-времени. Чем сильнее искривление, тем чувствительнее сила гравитации. Сильнее всего пространство-время искривлено внутри черных дыр, вблизи сингулярности. Это искривление воздействует не только на материальные тела, но и даже на свет — вокруг черной дыры существует некая зона, попав внутрь которой, ничто, даже световой луч, не может вылететь наружу. Поверхность, ограничивающая эту зону, называется горизонтом событий.
Предположим, рассуждают авторы, что внутри черной дыры, под горизонтом событий, живут некие существа. Из чего они сделаны и почему их не разрывает на части, обсуждать не будем (ибо физики-теоретики могут при желании придумать самые экзотические частицы и нечастицы). Будем, однако, считать, что эти существа рассматривают окружающий их мир с помощью обыкновенного зрения, то есть улавливая световые лучи. Смогут ли они эффективно использовать бинокулярное зрение в таком сильно искривленном пространстве-времени?
Оказывается, нет. Расчеты американцев показали, что из-за сильного искривления пространства-времени на световые лучи будут тоже действовать приливные силы. Они будут искажать фронт световых волн так, что он из локально сферического станет локально эллиптическим. Это значит, что увидев такой свет, существо с двумя глазами сможет «на глазок» определить расстояние до источника света, но, если оно наклонит голову, эта оценка изменится. То есть, крутя головой, существо будет видеть, что источник света то приближается, то удаляется.
Этот недостаток зрения можно будет устранить, если существо обладает не бинокулярным, а тринокулярным зрением, то есть имеет три глаза, расположенных не на одной прямой (см. рисунок). Научившись с детства обрабатывать зрительную информацию от трех глаз, такое существо сможет одним взглядом замерить сразу все кажущиеся дистанции и оценить точное расстояние до источника света. Можно даже сказать, что тринокулярное зрение должно быть столь же эволюционно выгодным для жизни внутри черной дыры, как и бинокулярное зрение — в плоском пространстве-времени.
Скептически настроенный читатель может усомниться в полезности этих рассуждений. Ведь любое тело, попав под горизонт событий черной дыры, неизбежно упадет на ее центр, в сингулярность. Это, конечно, верно, но ведь время падения зависит от размеров черной дыры. Если черная дыра обладает огромной массой, то и ее горизонт событий имеет огромный радиус. Поэтому тело, попавшее под горизонт событий, может падать на сингулярность еще очень и очень долго. Так долго, что за это время эти гипотетические существа успеют появиться на свет, размножиться и даже эволюционировать.
В конце концов, кто знает, может быть вся видимая нами часть Вселенной, все эти галактики, звезды, планеты, да и мы с вами, находимся под горизонтом невообразимо огромной черной дыры и медленно-медленно падаем на ее центр. Просто наше падение растянулось на многие миллиарды лет. Может быть, и нам при астрономических наблюдениях стоит принять к сведению преимущества тринокулярного зрения?
Источник: Andrew J. S. Hamilton, Gavin Polhemus. The edge of locality: visualizing a black hole from the inside // препринт arXiv:0903.4717 (27 марта 2009).
См. также анимации падения на сингулярность на страничке авторов работы.
-
У меня тоже когда-то возникала гипотеза, что мы в такой дыре, хотя и именуем ее видимой Вселенной, когда я ознакомился с гипотезой А.А. Логунова о ненулевой массе гравитона и с некоторыми математическими следствиями из нее (в том числе и о том, что горизонт событий пропадает и теоретически выбраться можно, но смехотворно малая масса гравитона делает это для обладающих массой покоя субъектов практически невозможным). В этом отношении интересно было бы рассчитать, что будет происходить с начинкой такой почти черной дыры при аккреции вещества извне. Гравитационный радиус при этом будет расти с ускорением, а средняя плотность падать, но так, чтобы ни в одной точке космическая скорость не превысила скорость света, хотя и очень близка к ней. Интуиция подсказывает, что при этом рост плотности на каждом фиксированном расстоянии до центра (теория Логунова такую систему отсчета допускает) будет ограничен во времени, и чем дальше от центра, тем меньшим значением. Расчет покажет, как будет вести себя эта предельная локальная плотность по мере продолжения аккреции - расти, падать или оставаться постоянной. Но в любом случае эта плотность будет сильно возрастать к какому-то центру, которого в видимой Вселенной с ее однородностью на космологических масштабах не наблюдается. Конечно, ее можно попытаться рассмотреть как бесконечную черную дыру, где каждая точка может рассматриваться как центр, но это уже будет скорее математический формализм, чем реальность.
-
-
Ну вот, пришли и всё опошлили. :)
Современную науку бывает так сложно отличить от шутки, что было бы правильно автору отписаться тут 2-го апреля, что есть правда а что нет. Если это НЕ шутка.-
Так в том-то и беда, что я сначала тоже сыронизировал над первым комментатором, но затем пошёл по ссылке статьи и действительно нашёл там англоязычную статью от 27го марта (!), касающуюся теории чёрных дыр. Статью я, понятное дело, читать не стал, поскольку это далеко не мой профиль, и подумал, что всё серьёзно...
Кстати, в прошлом году я "купился" на телепатию у шимпанзе - был явно "предрасположен" к такому после изучения литературы.
-
-
-
> звезды, планеты, да и мы с вами, находимся под горизонтом
> невообразимо огромной черной дыры
Я тоже так думаю.
Очень часто встречал анимацию, изображающую падение пространства в черную дыру как водопад. Это вполне интуитивно понятно, и даже просто тяготение обычного тела очень похоже на то, что пространство "течёт" внутрь массивного объекта, увлекая за собой яблоки и Ньютонов.
А вот куда это пространство потом девается?! Сворачивание его в ноль и попытки этот ноль делить и умножать мне кажутся очень надуманными. Скорее всего оно там "разлетается" с той же самой скоростью, с какой сворачивается с этой стороны. Что мы и наблюдаем, кстати.
Я думаю, что большой взрыв - это коллапс мегамассивного объекта за пределами нашей вселенной и сейчас этот объект собирает пространство и материю там - и выплёскивает её здесь. То же самое делают наши дыры - в гораздо более мелком масштабе.
Последние новости
