Люди, як спагеті. Що станеться, якщо Земля раптово перетвориться на чорну діру
Вчені пофантазувати в рамках сумнівного сценарію, в якому Земля раптово перетворюється в чорну діру. Експерти поетапно розповіли, що в такому випадку відбудеться з людьми і самою планетою.
Пряме пророкування рівнянь Ейнштейна, а саме робота Роджера Пенроуза, удостоєна Нобелівської премії, не тільки продемонструвала, що чорні діри можуть реально утворюватися в нашому Всесвіті, а й показала, як саме це відбувається. Як виявилося, гравітація не обов'язково повинна бути єдиною силою, вона повинна бути домінуючою, пише Forbes.
Коли матерія коллапсирует, вона перетинає критичний поріг кількості маси в певному обсязі, що призводить до формування горизонту подій. Однак через деякий час, будь-який нерухомий об'єкт, незалежно від того, наскільки далеко від горизонту подій він перебував спочатку, перетне цей горизонт і зіткнеться з центральної сингулярностью.
Якщо якимось чином відключити електромагнітні та квантові сили, які утримують Землю від гравітаційного колапсу, вона швидко перетвориться в чорну діру.
Головною причиною, чому Земля стійка проти гравітаційного колапсу, полягає в тому, що сили між складовими її атомами досить великі, щоб протистояти кумулятивної силі гравітації, створюваної всій її масою. І в цьому немає нічого дивного, якщо розглянути гравітаційну і електромагнітну силу між двома електронами, можна виявити, що друга була сильнішою приблизно в 1042 рази.
Однак в ядрах досить масивних зірок ні електромагнітна сила, ні навіть принцип виключення Паулі не можуть протистояти силі, що викликає гравітаційний колапс. Якщо радіаційне тиск ядра падає нижче критичного порога, стиснення в чорну діру стає неминучим.
Незважаючи на те, що для цього потрібен був би якийсь чарівний процес, такий як миттєва заміна земної матерії темної або відключення негравітаціонних сил, можна уявити, що станеться, якщо це трапиться.
По-перше, матеріал, який утворює тверду Землю, негайно почне прискорюватися, як якщо б він знаходився в абсолютно вільному падінні, до центру Землі. У центральній області буде накопичуватися маса, її щільність з часом почне рости, а обсяг цього матеріалу зменшуватися в міру його прискорення до центру, в той час як маса залишиться колишньою.
Протягом декількох хвилин щільність в центрі почне значно збільшуватися, оскільки матеріал всіх різних радіусів проходить через точний центр мас Землі одночасно.
Приблизно через 10-20 хвилин в центрі накопичиться достатньо матерії, щоб вперше сформувати горизонт подій. Ще через кілька хвилин вся маса Землі перетвориться в чорну діру діаметром всього 1,75 см.
Якби таке сталося насправді, що б відчули люди на поверхні Землі? Вірте чи ні, але фізична історія, яку ми відчуємо в цьому сценарії, буде ідентична тому, що сталося б, якби ми замінили Землю чорною дірою з масою ідентичною земної.
Поки ми будемо падати, чорна діра почне спотворювати простір навколо нас, що призведе до викривлення світла через гравітаційного лінзування.
Однак якщо матеріал, з якого складається Земля, все ж зможе випромінювати або відображати розсіяне світло, він залишиться непрозорим, і тоді ми зможемо побачити, що відбувалося з поверхнею під нашими ногами, коли ми падали.
У будь-якому випадку, перше, що станеться - це перехід від стану спокою до стану вільного падіння: 9,8 м / с2 у напрямку до центру Землі.
Однак на відміну від більшості вільних падінь, які ми відчуваємо на Землі (наприклад, стрибки парашутистів з літака), цей досвід падіння буде воістину моторошним і тривалим:
ви не відчуєте, як вітер проноситься повз вас, натомість повітря прискориться до центру Землі з тією ж швидкістю, що і ви;
сили опору не буде і ви ніколи не зможете розвинути максимальну швидкість;
падати ви будете все швидше і швидше з плином часу;
як тільки почнеться вільне падіння, ви випробуєте відчуття "піднімається живота" (відчуття, ніби ви перебуваєте на вершині американський гірки);
ви відчуєте повну невагомість і не зможете відчути, наскільки швидко падаєте;
ваше прискорення буде збільшуватися в міру наближення до центральної сингулярності.
Відповідно до класичної теорії тяжіння Ньютона - кожен раз, коли відстань до точки уменьшаеться вдвічі, гравітаційне прискорення збільшується в чотири рази. А ейнштейнівська гравітація в свою чергу стверджує, що прискорення буде збільшуватися в рази істотніше.
Коли ви почнете рухатися до центру Землі, то:
на півдорозі до центру Землі, на відстані ~ 3187 км, будете падати зі швидкістю 11 км / с,
наблизившись на 90% до центру Землі, на відстані ~ 637 км, зі швидкістю 34 км / с,
наблизившись на 99% до центру Землі, на відстані ~ 64 км, зі швидкістю 112 км / с,
а діставшись до центру в 1 км, зі швидкістю 895 км / с,
І навіть якщо ви будете все в мілісекунді від горизонту подій, ви ніколи не відчуєте, як це туди потрапити.
Це тому, що ваше тіло, у міру того як ви падаєте все ближче до центру руйнується Землі починає відчувати величезне збільшення приливних сил. Зазвичай ми асоціюємо припливи з Місяцем, але тут діє та ж фізика.
У гравітаційному полі кожна точка вздовж будь-якого тіла буде відчувати гравітаційну силу, напрям і величина якої визначаються їх зміщенням від маси, до якої вони притягуються.
Для сфери, подібної Місяці, точка, найближча до маси, буде притягатися найбільше, точка, найбільш віддалена від неї, буде притягатися менше, а точки, що знаходяться поза центром, будуть переважно притягатися до центру.
У той час як сам центр має середню тяжіння, точки навколо нього будуть відчувати різні рівні, які розтягують об'єкт у напрямку тяжіння, а стискають в перпендикулярному напрямку. Тут, на поверхні Землі, ці приливні сили, що діють на людину - незначні. Але в міру того, як ви наближаєтеся до центру Землі, вони збільшуються кожен раз, коли ви скорочуєте відстань вдвічі.
На той час, коли ви перетнете 99% шляху до центру Землі, сила, відразлива ваші ноги від тулуба і голову від ступень, досягне приблизно 50 кг. Коли ви відчуваєте на своєму тілі силу, еквівалентну прискоренню вільного падіння на Землі, або силу, рівну вашому вазі, з наукової точки зору це називається "1g".
Протягом короткого періоду часу американські гірки можуть перенести навантаження до 5 або 6 g, а пілоти винищувачів до 12-14 g, але тільки в герметичному скафандрі. Люди ж можуть витримати надзвичайно короткі (менше секунди) прискорення від 40 до 70 g, але ризик смерті при цьому все одно цілком реальний.
На той час, коли ви досягнете приблизно 25 км від центральної сингулярності, ви перетнете критичний поріг, місце де ці приливні сили викличуть травматичне розтягнення вашого хребта. А трохи далі, приблизно в 14 км, ваші суглоби почнуть виходити з суглобових ямок, як це відбувається, коли людину четвертують.
Тому, щоб наблизитися до самого горизонту подій, вам потрібно якимось чином захистити себе від цих приливних сил, які розірвуть ваші окремі клітини і навіть, складові вас окремі атоми і молекули, перш ніж ви перетнете горизонт подій.
Цей ефект розтягування в одному напрямку при стисненні вас в іншому відомий як спагетіфікація, і саме так чорні діри вбивають і розривають на частини будь-яка істота, яке ризикне наблизитися до горизонту подій, де простір дуже сильно викривлене.
Але яким би видовищним не було падіння в чорну діру, ви б все одно ніколи не зазнали його на собі. Все, що ви б змогли - прожити приблизно 21 хвилину в неймовірно дивному стані. Повітря навколо рухався б з тією ж швидкістю, з якою ви б перебували у вільному падінні. Згодом атмосфера почне згущуватися, а тиск повітря збільшуватися, так як все в світі прискорюється до центру, а об'єкти, що не прикріплені до землі, будуть наближатися до вас з усіх боків.
Але в міру наближення до центру і збільшення швидкості ви не зможете відчути свій рух в просторі. Замість цього ви почнете відчувати неприємну приливну силу, як якби окремі складові частини вашого тіла були розтягнуті зсередини. Ці спагеттіфіцірующіе сили спотворили б ваше тіло в форму локшини, заподіявши біль, втрату свідомості і смерть, а труп був би роздроблений.
В кінцевому рахунку, як і всі на Землі, ми будемо поглинуті чорною дірою, просто трохи збільшивши її масу.
Наша сторінка Facebook
Коментарі