Так ли на самом деле выглядят гравитационные явления, показанные в фильмах про космос? Существует ли пространственно-временной тоннель? Как связаны между собой пространство и время? Об этом гостям Информационного центра по атомной энергии (ИЦАЭ) Нижнего Новгорода рассказал астрофизик Сергей Назаров 25 января.

Сергей Назаров – научный сотрудник Крымской астрофизической обсерватории, специалист по работе с талантливой молодёжью, первооткрыватель астероидов и нескольких переменных звёзд, популяризатор науки, победитель конкурса «Лучший лектор России», победитель конкурса «Sciense slam Севастополь».

Лекция началась с объяснения феномена чёрных дыр. Чёрные дыры – это область пространства и времени, в котором вторая космическая скорость больше скорости света, или это область, из которой ничто выбраться не может.

Для того чтобы понять причину их возникновения, стоит изучить жизненный цикл звёзд. Каждая звезда – это раскалённый газовый шар, который существует в своём определённом размере из-за того, что именно с этим размером выполняется баланс двух сил. Первая сила стремится раскидать газовый шар по вселенной, вторая сила – это гравитация, которая пытается сжать звезду в точку. Пока в звезде действуют обе эти силы, она находится в состоянии равновесия. Но рано или поздно ядерное горючее звезды закончится, и равновесие нарушится, поэтому при недостатке внутренних ресурсов звезда может сжаться в маленькую точку. Этот процесс происходит у разных звёзд по-разному. Например, у Солнца через 5 миллиардов лет жизнь остановится на стадии белого карлика. Но если звезда тяжелее, то всего за миллионы лет она превратится либо в нейтронную звезду, либо в чёрную дыру. Таким образом, чёрные дыры образуются после жизни звёзд.

В среднем чёрные дыры гораздо меньше, чем вещество, из которых они образовались. Например, если сделать чёрную дыру из нашего Солнца, она будет иметь диаметр всего 6 километров. Поэтому вещество, которое падает на чёрную дыру, будет сжиматься, при этом увеличивается сила трения и скорость. Благодаря этому диск, который вращается вокруг чёрной дыры, будет эффективно перерабатывать падающее в дыру вещество в излучение, причём от 30 до 40 процентов массы перейдёт в чистый свет. К сожалению, человеку не хватает зоркости, чтобы увидеть структуру дисков, но, тем не менее, сами диски отчётливо видны. А благодаря спектрам можно определить, вокруг чего они вращаются. Также можно увидеть выбросы – джеты. В них частицы ускоряются электромагнитным полем и вылетают, создавая излучение. По характеристикам джетов можно определить происхождение чёрной дыры.

«Самое важное – это то, что всё вещество, которое у нас есть вокруг чёрной дыры, выделяет нам некоторую область, внутри которой может находиться масса, вокруг которой вращается диск. Если это область маленькая, то мы туда не поместим звезду или планету, у нас туда поместится только чёрная дыра. И это массогабаритное ограничение может с большой достоверностью говорить о том, может ли быть в чёрной дыре что-то или нет», – пояснил Сергей.

После объяснения теоретических основ темы спикер перешёл к разбору фильма «Интерстеллар» с точки зрения астрофизики. «Дело в том, что такие фильмы, как «Интерстеллар», очень интересуют молодёжь. И в этом большая заслуга авторов, ведь они посредством своего творчества привносят космос в жизнь современной молодёжи. Кого-то это обязательно заинтересует. Семечка, попавшая в благодатную почву, обязательно даст свой плод», — объяснил спикер.

По сюжету группа исследователей должна проникнуть внутрь чёрной дыры, чтобы попасть в кротовую нору. Таким образом, герои используют недавно обнаруженный пространственно-временной тоннель, чтобы обойти ограничения полёта человека в космосе и покорить огромные расстояния на межзвёздном корабле.

Как оказалось, идея замедления течения времени в условиях гравитации передана верно, но возвращение главного героя к своей дочери – небольшой художественный вымысел. А вот путешествие через кротовую нору, например, это миф, поскольку ей требуется огромное количество положительной энергии, например, чёрная дыра. Кротовые норы с положительной энергией имеют горизонт событий, и, попав в неё единожды, назад ты не вернёшься. Таким образом, для того чтобы вернуться обратно, необходима ещё одна чёрная дыра.

ИЦАЭ Нижнего Новгорода регулярно организует научно-популярные лектории и ток-шоу, а каждый четверг центр становится открытой площадкой в рамках проекта «ИЦАЭ OPEN». Гости ИЦАЭ могут стать участниками интеллектуальных игр и мастер-классов, в неформальной обстановке пообщаться с местными экспертами и представителями научного сообщества, стать зрителями научно-популярных ток-шоу и телемостов с другими городами.