Что такое «Калькуттская чёрная дыра»?
Мы любим поговорить о загадочных «чёрных дырах». Но мало кто знает, что «Чёрная дыра» – это не придуманное название. Это реальное место на планете Земля, и связана с этим зловещим местом одна очень трагическая история...
1756 год, разгорается семилетняя война, которую многие историки считают «настоящей Первой Мировой войной». Воюют с одной стороны Англия, Пруссия, Британская Ост-Индская компания, ирокезы и гуроны Северной Америки; с другой стороны – Франция, Россия, Швеция, Австро-Венгрия, индейские племена делаваров и чероки... Кровопролитные сражения идут в Европе, в Канаде и в Индии.
Как раз Индия нас и интересует. 16 июня 1756 года набоб (правитель) Бенгалии, жестокий Сирадж уд-Даула, во главе 30-тысячного войска атакует части Британской Ост-Индской компании в Форте Уильям (город Калькутта). Силы бенгальцев многократно превосходят силы англичан, и командование приказывает отступать. Прикрывать отход остаётся только отряд из 146 солдат во главе с гражданским чиновником Джоном Холуэллом. К вечеру 20 июня отряд решает сдаться. Во время личной встречи Сирадж уд-Даула даёт Холуэллу «честное слово солдата, что никому из сдавшихся не будет причинён вред». Британцы сдались.
В Форте Уильям была гауптвахта, карцер для провинившихся солдат – именно её бойцы гарнизона в шутку называли «Чёрной дырой». Это была небольшая (примерно 4 на 5 метров) камера с двумя маленькими окнами.
Только в 6 часов утра камеру приказали открыть. Из 146 пленных в живых осталось только 23 человека.
Бенгальский набоб, когда ему доложили о трагедии, «выразил своё сожаление» и приказал выдать англичанам по стакану воды. Впрочем, сам Сирадж уд-Даула не сумел продержаться в Калькутте даже года. Летом 1757 года в битве при Пэласи бенгальцы были разгромлены англичанами, сам набоб был свергнут с престола и казнён – в том числе за дикую историю с «Чёрной дырой».
В физике первым о «чёрных дырах» заговорили англичанин Джон Митчелл (в 1784 году) и француз Пьер Лаплас (в 1799 году). Анализируя закон всемирного тяготения Ньютона, учёные пришли к выводу, что если некий объект сжимать «всё плотнее и плотнее», в конце концов сила гравитационного поля станет настолько высокой, что ничто – даже свет! – никогда не сможет оттуда вырваться. Похоже на «Чёрную дыру» Калькутты, не правда ли?
Часто думают, что чёрная дыра обязательно должна быть очень тяжёлой – нет, не верно! Физическая чёрная дыра должна быть очень плотной, а это вовсе не одно и то же. Скажем, если бы мы смогли «сжать» нашу Землю в шарик с радиусом примерно в 1 сантиметр, то превратили бы её в чёрную дыру! Чтобы превратить в чёрную дыру Солнце, его нужно сжать примерно до размеров с радиусом в 3 километра.
Современная астрономия утверждает, что любая звезда с массой, превышающей примерно 10 масс нашего Солнца, в конце своей «жизни» сперва взорвётся в виде ослепительной сверхновой, а затем превратится в чёрную дыру – удивительнейший объект, в котором вся масса «стиснута» в одну точку, даже не имеющую размеров! Снаружи будет виден только горизонт событий – абсолютно чёрная «тень», как бы существующая и не существующая одновременно. Это не жидкость, не газ, не твёрдая поверхность, вообще не вещество и не поле! Это видимое глазом искажение пространства-времени...
Опасны ли чёрные дыры для путешествий в космосе? Ещё как. Во-первых из чёрной дыры «нет возврата», это «билет в один конец». Если космический аппарат сумел бы попасть внутрь горизонта событий, то возврата назад у него не будет. Никогда и никаким образом. Вторая опасность чёрной дыры – её колоссальные разрушающие всё и вся приливные силы.
Механизм возникновения приливной силы чрезвычайно прост – согласно закону всемирного тяготения, сила притяжения зависит от расстояния между массами. Представим себе гантель, а лучше штангу, с одной стороны, и массивное тело (планета Земля) с другой. Длина грифа спортивной штанги – 2 метра, допустим каждый диск весит по 50 кг. Расположим штангу «горизонтально» – так, чтобы один диск был к притягивающему телу ближе второго. Тогда гравитация будет действовать на «ближний» диск чуть сильнее «дальнего», и сама собой возникнет сила, стремящаяся нашу штангу растянуть вдоль. Та самая приливная сила.
В общем имейте в виду – гравитация это не только притяжение одного объекта к другому. Это всегда ещё и стремление объект «вытянуть», «деформировать» вдоль линий гравитационного поля – приливная сила.
Скажем, если у нас есть звезда с массой как у Солнца, которая превращается в чёрную дыру и достигла радиуса в 3 километра. Тогда по всё тем же формулам сила приливного ускорения «между головой и ногами» на расстоянии в 100 километров от поверхности звезды составит... приблизительно 50 миллионов сантиметров на секунду в квадрате, то есть в 51 тысячу раз сильнее земного тяготения! К горизонту событий такой чёрной дыры невозможно подлететь – и вас, и ваш звездолёт неминуемо «разложит на молекулы» ещё за сотни километров до цели.
И напоследок коварный вопрос: а насколько опасна для человека супермассивная чёрная дыра – примерно такая, какая расположена в центре нашей Галактики? С массой в 100 миллионов раз больше, чем у Солнца?
Обычная логика говорит нам, что если уж маленькая (3 километра радиусом!) чёрная дыра порвёт звездолёт, «как Тузик грелку», то уж супермассивная... А вот и сюрприз! Математика и физика утверждают обратное! В 100 километрах от поверхности такой колоссальной чёрной дыры приливное ускорение будет равно... ничтожным 2 десятитысячным долям сантиметра на секунду в квадрате!
Следует ли отсюда вывод, что супермассивная чёрная дыра не так смертельно опасна, как обыкновенная? Вот и нет! Опасна она ничуть не меньше – но намного более «коварна» в сравнении с маленькой чёрной дырой. Космонавт (или другое тело) может «провалиться» в такую чёрную дыру, даже не чихнув и вообще ничего не заметив... Однако «возврат обратно» будет абсолютно невозможен, несмотря на всю «мягкость» падения! Невероятно, но это так!
