Филип Плейт - Смерть с небес. Наука о конце света

Но теперь давайте немного изменим ситуацию. Давайте сожмем Солнце так, чтобы его масса осталась без изменений, но диаметр стал, скажем, 5,8 км. Так как вся масса теперь утрамбована в сферу диаметром всего 1/240 000 от первоначального, сила тяготения на поверхности взмывает… Но притяжение, которое вы ощущали бы на расстоянии 695 500 км (начальный радиус Солнца), было бы абсолютно таким же !

Сами подумайте: масса такая же, и ваше расстояние (от центра масс сжатого Солнца) такое же. Так как силы тяготения зависят только от этих двух параметров, притяжение, которое вы ощущаете, точно такое же, какое было у Солнца нормальных размеров.

Разница в том, что, если вы приближаетесь, сила тяготения растет . Раньше она уменьшалась , потому что вы были внутри Солнца. Но теперь Солнце стало маленьким, поэтому вы можете приближаться и приближаться, и при этом сила тяготения увеличивается. Она будет постоянно расти , пока вы не приблизитесь на расстояние 2,9 км от центра (половина диаметра), и в этой точке у вас начнутся настоящие проблемы.

Почему? Потому что ту цифру — 5,8 км — я взял не из воздуха. При таком диаметре силы тяготения Солнца были бы настолько большими, что даже свет не мог бы убежать (держу пари, вы гадали, к чему я клоню). Правильно — если бы мы могли сжать Солнце до таких размеров, оно стало бы черной дырой.

Важный момент здесь заключается в том, что на большом расстоянии сила тяготения черной дыры действует точно так же, как и сила тяготения гораздо большего объекта, но такой же массы. На огромном расстоянии притяжение черной дыры с массой в десять раз больше массы Солнца ощущалось бы точно так же, как и притяжение нормальной звезды с массой в десять раз больше массы Солнца [46] Однако ни одна черная дыра, образовавшаяся из сверхновой, не может иметь массу меньше, чем примерно три массы Солнца. Ядро взрывающейся звезды должно быть не меньше этой массы, иначе из него образуется только нейтронная звезда, а не черная дыра. Поэтому спокойствие, только спокойствие: Солнце не сможет превратиться в черную дыру. .

Черные дыры опасны, потому что есть риск приблизиться к ним. Именно в этом заключена реальная мощь черных дыр. Они необязательно массивнее других объектов — многие звезды гораздо более массивны, чем черные дыры. Их сила в размере . Или в его отсутствии: они маленькие . Они настолько малы, что вы можете оказаться очень близко, а по мере приближения к ним их притяжение возрастает колоссально.

Если бы вы были достаточно храбрым — или безрассудным, — чтобы приблизиться к черной дыре, вы бы наблюдали удивительные последствия. Более того, просто сногсшибательные.

Когда вы падаете в черную дыру вниз ногами, ваша голова будет находиться примерно на 180 см дальше от черной дыры, чем ноги (в зависимости от вашего роста, разумеется). Так как силы тяготения зависят от расстояния до центра, черная дыра будет притягивать ваши ноги сильнее, чем голову. На большом расстоянии эта разница в гравитационном воздействии на голову и на ноги невелика, но по мере приближения она будет увеличиваться.

Эта разница называется приливной силой [47] Строго говоря, это неправильный термин. Это не сила, а изменение силы. К несчастью, термин прижился, и именно так мы называем это явление. . На Землю действует приливная сила Луны: притяжение Луны тянет ту сторону Земли, которая находится ближе к ней, немного сильнее, чем обратную. От этого Земля под Луной выпячивается. Но, как это ни странно, поверхность Земли выпячивается с двух сторон: под Луной и с обратной, дальней стороны от Луны.

Это объясняется тем, что Луна притягивает сильнее центр Земли, чем ее противоположную сторону — центр Земли находится ближе к Луне. Поэтому, по сути, Луна оттягивает центр Земли от противоположной стороны; результат — «горб» на противоположной от Луны стороне Земли. Для объекта, на который действуют приливные силы, это подобно растяжению — как если бы вы взяли один конец резиновой ленты в одну руку, а второй конец в другую и развели руки в стороны.

Приливная сила подобна силе тяготения, но, если сила тяготения увеличивается обратно пропорционально квадрату расстояния, приливы становятся сильнее обратно пропорционально кубу . Уменьшите свое расстояние до объекта наполовину, и сила тяготения увеличится в четыре раза, а приливная сила увеличится в восемь раз. Приблизьтесь в десять раз, и сила тяготения увеличится в 100 раз, а приливы в 1000 раз.