3.4 Чорна діра як джерело енергії

Про чорні діри не чула хіба що ледача і недопитлива людина. Чорні діри - фантастичні об'єкти. Усередині чорної діри неймовірним чином міняються властивості простору і часу, що закручуються у своєрідну воронку, а в глибині знаходиться межа, за якою час і простір розпадаються на кванти... Тут, за краєм цієї своєрідної гравітаційної безодні, відбуваються дивовижні фізичні процеси, проявляються нові закони природи.

Чорні діри є найграндіознішими джерелами енергії у Всесвіті. Можливо, в майбутньому вони стануть джерелами енергії для людства.

При злитті чорних дір в навколишній простір виділяється величезна кількість енергії, що поступається лише енергії Великого вибуху, і із швидкістю світла поширюються гравітаційні хвилі. Існування таких хвиль було передбачене ще Альбертом Ейнштейном майже сто років тому, проте виявити їх експериментально досі не вдалося. Більше того, із-за складності рівнянь загальної теорії відносності Ейнштейна дослідники до останнього часу не могли відтворити картину гравітаційних хвиль навіть на комп'ютері.

Проте, американським ученим з Гравітаційної астрофізичної лабораторії NASA в Грінбелті вдалося створити модель зіткнення двох чорних дір за допомогою суперкомп'ютера Columbia. Цей обчислювальний комплекс, що займає четверте місце в списку п'ятисот найпотужніших суперкомп'ютерів світу, здатний виконувати майже 52 трильйони операцій з плаваючою комою в секунду.

Моделювання відстежувало процес злиття двох чорних дір рівної маси, які вчинили від 1,5 до 4,5 орбітальних оборотів перед злиттям. Обчислення починаються з моменту "зіткнення" чорних дір і не враховують їх обертання навколо власних осей. Для реальних чорних дір з масами близько 500 тис. мас Сонця, ця завершальна "смертельна спіраль", як очікується, продовжиться усього лише година, але на її моделювання знадобилося декількох днів роботи 2 тис. процесорів суперкомп'ютера NASA. Передбачається, що результати експерименту допоможуть дослідникам в подальшому вивченні космосу.

За словами голови Гравітаційної астрофізичної лабораторії NASA в Грінбелті Джоан Центрелла : "Зіткнення двох чорних дір - ця катастрофічна подія, у момент якої виділяється така кількість енергії, яка могла виникати тільки через секунду після Великого Вибуху. Коли стикаються чорні діри, простір тремтить, як желе". Джоан Центрелла переконана, що ефект, що спостерігався під час експерименту, відповідає реальності: "Ми упевнені, що дійсно спостерігали гравітаційні хвилі, передбачені Ейнштейном". Своєю думкою про роботу лабораторії поділився дослідник NASA Пол Херц : "Тепер вони знають, що шукати. Сьогодні ми кидаємо рукавичку Загальній Теорії Відносності Ейнштейна". Між тим, учені з Боннського університету (Німеччина) і Університету штату Вірджинія (США) відкрили дві надмасивні чорні діри, пов'язані одна з одною гравітаційними полями. Зображення цих об'єктів отримані орбітальним рентгенівським телескопом "Чандра".

Чорні діри знаходяться в одній з найстаріших областей Всесвіту, далекому галактичному кластері Абель 400. Кожна діра розташовується в центрі галактики, що породила її, і разом вони складають гантелеподібну галактику NGC 1128. Астрономи встановили, що чорні діри рухаються в однаковому напрямі усередині кластера із швидкістю порядку 1200 км/с. Зрештою, діри можуть злитися в одну велетенську, створивши одне з найбільших джерел гравітаційного випромінювання у всесвіті. Якщо це станеться, то нова над-надмасивна чорна діра буде здатна поглинути мільярди зірок. Учені ще тільки аналізують дані про цю діру і не прийшли до загальної думки. Сенсаційні відкриття в галузі чорних дір, підштовхують дослідників до абсолютно несподіваних проектів.

Директор Астрономічного інституту ім. Штернберга, член-кореспондент РАН Анатолій Черепащук не ввадає питання про подорожі в часі надмірно фантастичним. Рухаючись до центру чорної діри, космонавт побачить своє майбутнє і інший Всесвіт, розташовану до нашого Всесвіту в майбутньому. Щоб потрапити в цей Всесвіт іншим способом, космонавтові довелося б рухатися зі швидкістю більше швидкості світла, що неможливо. На превеликий жаль, космонавт не зможе повернутися назад і розповісти про побачене майбутнє. Він не зможе навіть потрапити в історичні літописи, тому що для стороннього спостерігача він назавжди залишиться таким, що стоїть не далі, чим на межі чорної діри. Останнім часом з'явилися більше обнадійливі теорії про існування в сильному гравітаційному полі об'єктів без горизонту подій, щоб можна було подорожувати на машині часу в обидві сторони. До розрахунку таких об'єктів причетні американець Кім Торн і член-кореспондент РАН Ігор Новіков, працюючий за кордоном. Запропоновані об'єкти прийнято називати "кротові нори" або просторово-часові тунелі.

Подорож в минуле багаторазово описана фантастами. Проте, спираючись на фізичні теорії, стає ясно, що подібні дії за допомогою машини часу неможливі. Тому що не лише минуле впливає на майбутнє, але і майбутнє впливає на минуле. Причинно-наслідкові зв'язки стійкі і непохитні, усі події відбуваються так, що змінити їх не можна.