Черная дыра

Прятки в крошечных галактиках

Снимки, подтверждающие обнаружение чего-то необычного.

В галактике Fornax UCD3 в созвездии Печь находится всего 100 миллионов звезд. Это настоящая кроха по сравнению с тем же Млечным Путем, в котором предположительно могут находиться сотни миллиардов светил. Радиус галактики Fornax UCD3 составляет всего каких-то 300 световых лет. Несмотря на свои крошечные размеры, «ультракомпактная карликовая» UCD3 является одной из самых плотных галактик во Вселенной.

В ее центре находится сверхмассивная черная дыра с 3-5 миллионами солнечных масс. Она почти такая же тяжелая, как черная дыра Стрелец А* в центре нашего Млечного Пути, диаметр которого составляет около 150 000 световых лет.

Обнаружение черной дыры UCD3 оказалось лишь четвертым случаем обнаружения сверхмассивных черных дыр внутри ультракомпактных галактик. Астрономы подсчитали, что на долю дыры приходится 4 процента от общей массы галактики. Как правило в любых других случаях эта доля составляет всего 0,3 процента.

Ученые подозревают, что раньше галактика UCD3 была еще больше, однако близкое расположение с более крупной галактикой лишило Fornax UCD3 большого числа ее звезд, превратив в карлика.

Результат теоретических изысканий

Теоретические изыскания подтверждают, что внутри черной дыры гравитационные силы сжимают  умирающую звезду с силой прямо пропорциональной ее массе. Можно, таким образом, предположить, что более всего пострадает от гравитации самая массивная группа звезд (8,0-100 MQ).  MQ – масса Солнца 2 х 1027.

Действительно, легкие инфракрасные карлики имеют диаметр около ста тысяч километров, белые карлики достигают в диаметре около десяти тысяч км, нейтронные звезды — от 20 до 30 км, а диаметр черных дыр, то есть остатков сверхмассивных звезд, представляет собой всего лишь несколько километров.

Все же точности ради следует заметить, что эти несколько километров не только диаметр небольшого и в то же время невероятно плотного остатка звезды, масса которой превышала 8 MQ. Это диаметр так называемой сферы Шварцшильда, в самом центре которой находится таинственный, ничтожно малый и невероятно плотный остаток звезды или сверхмассивная черная дыра.

Сфера Шварцшильда представляет радиус поверхности тела отделяющая пространства черной дыры и Вселенной. Описал немецкий астроном и физик Карл Шварцшильд.

Ядро звезды перед коллапсом достигает к концу своей эволюции температуры около 3,5 миллиардов кельвинов. Оно содержит железо и остальные элементы. Железная печь в ядре звезды завершила свою термоядерную эволюцию и никакая термоядерная реакция не способна уже извлечь из железа и близких к нему элементов никакой энергии.  Звезда полностью подвластна гравитационной силе, которая огромна прежде всего в раскаленном ядре.

Выброс материи размером с Юпитер (иногда в нашем направлении)

Выброс материи.

Теоретические расчеты и компьютерное моделирование говорят о том, что возле центральной черной дыры нашей галактики – Стрельца А* — может находиться очень массивная звезда, которая каждые 10 тысяч лет очень близко приближается к дыре, из-за чего последняя вытягивает из нее звездное вещество, образуя длинную струю из раскаленной материи. Часть этой материи пожирается самой дырой, другая – выбрасывается в космос. Однако некоторая часть этой материи остается на достаточно удаленном от дыры расстоянии и способна сливаться в клубок размером с планету. Но самое интересно заключается даже не в этом.

Эти клубы материи, в некоторых случаях размером с наш Нептун, а иногда и достигающие размера Юпитера, выбрасываются в галактическое пространство со скоростью 3,2 – 32,2 миллиона километров в час. По расчетам исследователей, в результате событий приливного разрушения звезды в космос будут выброшены около 100 миллионов подобных тел. И, возможно, некоторые из них будут направлены в нашу сторону.

Как происходит падение в чёрную дыру

(На картинке чёрная дыра Стрельца А* выглядит крайне ярким скоплением света)

Не так давно, в 2011 году, ученые обнаружили газовое облако, дав ему несложное название G2, которое испускает необычные свет. Такое свечение может давать трение в газе и пыли, вызываемое действием чёрной дыры Стрельца А* и которые вращаются вокруг нее в виде аккреционного диска. Таким образом, мы становимся наблюдателями удивительного явления поглощения сверхмассивной чёрной дырой газового облака.

По последним исследованиям наибольшее сближение с черной дырой произойдет в марте 2014 года. Мы можем воссоздать картину того, как будет происходит это захватывающее зрелище.

• 1. При первом появлении в данных газовое облако напоминает огромный шар из газа и пыли.
• 2. Сейчас по состоянию на июнь 2013 года облако находится в десятках миллиардов километров от чёрной дыры. Оно падает в неё со скоростью 2500 км/с.
• 3. Ожидается, что облако пройдет мимо чёрной дыры, но приливные силы, вызванные различием в притяжении, действующем на передний и задний край облака, заставят его принимать всё более вытянутую форму.
• 4. После того, как облако будет разорвано, большая его часть, скорее всего, вольется в аккреционный диск вокруг Стрельца А*, порождая в нём ударные волны. Температура при этом подскочит до нескольких миллионов градусов.
• 5. Часть облака упадёт прямо в чёрную дыру. Никто не знает в точности, что случится потом с этим веществом, но ожидается, что в процессе падения оно будет испускать мощные потоки рентгеновских лучей, и больше его никто не увидит.

Видео: чёрная дыра поглощает газовое облако

(Компьютерное моделирование того, как большая часть газового облака G2 будет разрушено и поглощено чёрной дырой Стрельцом А*)

«Узнавать про тигровых акул интересней, чем про кильку»

Media playback is unsupported on your device

Ученые нашли близкую к Земле черную дыру

Почему это важно? Рассказывает астрофизик. О том, как ученым удалось выявить эту черную дыру и как изучение подобных таинственных объектов может помочь в изучении устройства Вселенной, Русская служба Би-би-си спросила профессора Российской академии наук (РАН) астрофизика Сергея Попова

О том, как ученым удалось выявить эту черную дыру и как изучение подобных таинственных объектов может помочь в изучении устройства Вселенной, Русская служба Би-би-си спросила профессора Российской академии наук (РАН) астрофизика Сергея Попова.

Би-би-си: Как именно обнаружили эту черную дыру?

Сергей Попов: Черная дыра входит в состав тройной системы. Есть тесная пара из двух объектов и третий объект, вращающийся снаружи по широкой орбите. При помощи телескопа можно изучать внешнюю звезду и один из объектов во внутренней системе.

Ученые пытались понять, что из себя представляет третий невидимый объект. В частности, изучали скорости движения двух видимых звезд в этой системе, и при обработке данных оказалось, что невидимый объект, скорее всего, и есть черная дыра.

Именно таким способом предлагали искать черные дыры 50-60 лет назад, когда еще не знали ни одной.

Технически это трудно реализовать в массовом порядке, ведь мы не знаем, куда надо смотреть. Поэтому необходимо просеивать огромное количество звезд, чем и занимаются ученые.

• Черная дыра и соцсети: что говорят о сенсационном открытии ученых
• «Пушистая черная дыра». Последняя работа Стивена Хокинга опубликована посмертно

Начиная с 1970-х гг., черные дыры обнаруживали в двойных системах по рентгеновскому излучению: ярких рентгеновских источников на небе не так уж много — гораздо меньше чем звезд. И в них часто центральными объектами, на которые течет звездное вещество, оказываются черные дыры.

Image caption

Обсерватория Ла-Силья в Чили

В итоге, только в нашей Галактике мы знаем десятки двойных систем с черными дырами благодаря рентгеновским наблюдениям.

Однако, похоже, что в ближайшие годы основные прибавления в зоопарке известных дыр в двойных системах будут связаны не с рентгеновской, а с оптической астрономией. Эта методика будет применяться чаще, потому что такие исследования можно проводить с помощью относительно недорогих телескопов.

Би-би-си: Чем это открытие так важно?

В первую очередь, это интересно для тех, кто изучает эволюцию двойных и тройных звезд. Насколько я знаю, это первая черная дыра в тройной системе. Это красиво выглядит, но фундаментальной значимости, кроме как особенности эволюции двойных-тройных систем, она, на мой взгляд, не представляет.

Это открытие еще нуждается в подтверждении — например, независимыми группами ученых. В отличие от недавней фотографии черной дыры — большого проекта со множеством участников, в случае небольших проектов часто оказывается, что система нуждается в более тщательном изучении и доработке, чем сделано в самой первой статье.

Например, когда в ноябре прошлого года группа астрономов заявила об обнаружении необычайно массивной черной дыры в двойной системе, ученые бросились все проверять. И оказалось, что дыры там нет.

Будем надеяться, что в данном случае открытие не отменят. К тому же остаются сомнения, что это в самом деле ближайшая из известных черных дыр. Точность измерения расстояний пока недостаточно высока, и, может быть, предыдущий рекорд — принадлежащий, кстати, рентгеновской двойной системе, — устоит.

Image caption

Исследования черных дыр помогают приблизить нас к пониманию фундаментальных свойств гравитации

Би-би-си: Почему черные дыры важны для научного мира и для нас? Что они нам могут рассказать?

Черные дыры — загадочные объекты, пользующийся особой популярностью у широкой публики. В самом деле, это уникальные объекты, в них действие гравитации проявляется самым сильным и интересным образом.

Это приводит ко всяким необычным эффектам, с которыми мы не сталкиваемся в реальной жизни. Например, очень сильное искривление траектории световых лучей, сильное замедление времени. Эти эффекты можно измерить с помощью точных приборов и на Земле, но в черных дырах это проявляется гораздо сильнее, чем и объясняется дополнительный интерес к ним.

Основная значимость изучения черных дыр — в том, что они помогают нам приблизиться к пониманию фундаментальных свойств гравитации.

То, с чем мы не сталкиваемся в реальной жизни, часто вызывает больший интерес. Например, гигантская китовая акула ненамного интереснее кильки с точки зрения фундаментальной биологии: и те, и другие — рыбы. Но с кильками мы постоянно сталкиваемся, а китовых акул видим в основном по телевизору.

Что такое белая дыра?

Как упоминалось выше, белые дыры являются теоретическими противоположностями черных дыр. Они теоретически существуют на основе тех же математических и общих понятий относительности, что и черные дыры, хотя нам еще предстоит найти устойчивый пример во Вселенной.

Если бы вы наблюдали белую дыру на расстоянии, это было бы очень похоже на черную дыру, функционирующую в обратном направлении, когда свет и вещество медленно вырывались наружу. Предполагается, что ничто не может проникнуть за горизонт событий белой дыры, так же как ничто не может вырваться из горизонта событий черной дыры.

Великая тайна белых дыр (как считается в настоящее время) заключается в том, что ничто не может повлиять на её сингулярность. Это означает, что какой-то элемент бесконечного прошлого может оказывать действие на наше настоящее, но мы не можем влиять на это, как бы мы ни старались.

Концепции времени, пространства, массы и плотности становятся гораздо более сложными при обсуждении черных дыр, поскольку они остаются неизученными. Считается, что черные дыры затягивают время и пространство в себя настолько далеко, что те полностью отрываются от нашей доступной реальности.

Теоретически, белая дыра была бы противоположностью этому, возможно, даже «обратной стороной» черной дыры, находящейся где-то еще во вселенной (подобно червоточине) или даже в другой вселенной.

После того, как Хокинг обнаружил испарение чёрной дыры в результате излучения Хокинга, был поднят важный вопрос: если материя / информация во вселенной не может быть уничтожена, что происходит, когда черная дыра умирает. Некоторые предполагают, что в конце жизни чёрной дыры — потенциально в течение четырех миллиардов лет в будущем — она ​​переродится как белая дыра.

Другие исследователи сосредоточились на изначальных черных дырах, утверждая, что, поскольку пространство-время настолько изогнуто в черной дыре, что многие из этих изначальных черных дыр могут постоянно перерождаться в белые дыры для кратковременных всплесков, даже для нескольких мгновенья.

Фото: gaia.com

Есть также те ученые, предполагающие, что белые дыры связаны с огромным количеством темной материи, которую мы обнаружили в нашей вселенной. У нас нет никаких объяснений относительно происхождения или состава этого вещества, только его гравитационное воздействие на окружающее пространство. В то время как прямая связь между темной материей и белыми дырами остается совершенно недоказанной, это интересная идея для рассмотрения.

Однако есть причина, по которой все эти идеи остаются лишь теориями. Идея «анти-черной дыры» противоречит статистически доказанному факту, что вселенная является энтропийной, то есть она движется к хаосу, а не к порядку. Если вы экстраполируете белую дыру до ее естественной конечной точки, после того, как она вытолкнет всю содержащуюся массу, она должна вновь сформироваться в звезду, которая первоначально взорвалась, чтобы сформировать черную дыру. Это идет вразрез со всем, что мы в настоящее время знаем о физике и природе нашей вселенной.

Бинарные чёрные дыры

В 2015 году астрономы с помощью лазерного интерферометра гравитационно-волновой обсерватории (LIGO) обнаружили гравитационные волны от слияния звездных черных дыр.

«У нас есть еще одно подтверждение существования черных дыр звездной массы, которые больше, чем 20 солнечных масс — это объекты, о существовании которых мы не знали до того, как LIGO обнаружило их», — сказал Дэвид Шумейкер, представитель LIGO Scientific Collaboration (LSC). Наблюдения ЛИГО также дают представление о том, в каком направлении вращается черная дыра. Поскольку две черные дыры вращаются по спирали вокруг друг друга, они могут вращаться в одном и том же направлении или в противоположном направлении.

Существует две теории о том, как формируются бинарные черные дыры: 

1. Первая предполагает, что две черные дыры в двоичной форме возникли примерно в одно и то же время, из двух звезд, которые родились вместе и умерли (взорвались) примерно в одно и то же время. Звезды-компаньоны имели бы такую же ориентацию спина, как и друг у друга, поэтому две черные дыры, также будут иметь такую же ориентацию.
2. Согласно второй модели, черные дыры в звездном скоплении опускаются к центру скопления и образуют пару. Эти компаньоны будут иметь случайные спиновые ориентации по сравнению друг с другом. Наблюдения ЛИГО за черными дырами-компаньонами с различной ориентацией спинов дают более веские доказательства этой теории образования.

«Мы начинаем собирать реальную статистику по бинарным системам черных дыр», — сказал ученый LIGO Кейта Кавабе из Caltech, который базируется в обсерватории LIGO Hanford. «Это интересно, потому что некоторые модели бинарного образования черных дыр несколько предпочтительнее других даже сейчас, и в будущем мы можем еще больше сузить этот вопрос.»

Что такое черная дыра?

Для начала необходимо обозначить – черные дыры изучены очень слабо и по большей части на теоретическом уровне. До 2019 человечество обладало исключительно теоретическими знаниями. Однако 10 апреля того же года, ученым удалось получить первую фотографию сверхмассивной черной дыры в рентгеновском спектре излучения в центре галактики Messier 87 (М87). 

Что такое черная дыра

Если очень коротко, то черная дыра – это наиболее тяжелый и одновременно самый маленький из всех возможных объектов во вселенной.

Черная дыра – это объект в космическом пространстве, в котором сжато огромное количество вещества. Чтобы примерно понимать масштаб сжатия – представьте звезду, которая в 10 — 100 — 1 000 000 раз больше солнца, и сжатая в сферу диаметром с Киевскую область. В результате неимоверной плотности, возникает сильнейшее гравитационное поле, из которого даже свет не может вырваться наружу.

Почему черные дыры так называются

На данный момент известно – черные дыры обладают невообразимой гравитацией, настолько сильной, что даже такие мельчайшие частицы как фотоны (видимые частицы света) не могут преодолеть силу ее притяжения, а они, на минуточку, перемещаются со скоростью света. Именно из-за того что свет не отражается (точнее не может преодолеть силу гравитации) от поверхности, внешне «черные дыры» остаются темными областями для любых существующих приборов наблюдения, при этом, вышесказанное вовсе не означает что поверхность черной дыры черная, просто извне ее невозможно увидеть, парадокс, причем далеко не единственный!

Область пространства вокруг черной дыры, за которую не может прорваться (вернуться) материя и любые частицы, в том числе кванты света, называется . Находясь под горизонтом событий, любой предмет, тело, частица будет двигаться, существовать только в пределах черной дыры и не сможет вырваться наружу, за пределы горизонта событий. Внешний наблюдатель, который находится на наружной стороне горизонта событий не может наблюдать то что происходит внутри.

С горизонтом событий не все так просто, благодаря квантовым эффектам, он излучает энергию (поток горячих частиц) во вселенную. Этот эффект известен как излучение Хокинга и именно вследствие него, теоретически, черная дыра может перестать существовать (она постепенно испаряется излучая энергию) и превратиться в погасшую звезду. Данное утверждение справедливо в пределах квантовой физики, где материя может перемещаться путем туннелирования, преодолевая преграды которые невозможно преодолеть в обычных условиях.

Доподлинно неизвестно что происходит с материей, когда гравитационные силы черной дыры притягивают ее и она проходит горизонт событий. С теоретической точки зрения, вероятно, тело/материя после прохождения горизонта событий попадает в так называемую сингулярность, а перед этим разрушается, вследствие гравитационных сил.

Гравитационная сингулярность – это точка в пространстве-времени, где привычные нам законы физики с большой долей вероятности не работают или работают по другому. Например, величины описывающие гравитацию в нормальных условиях, в условиях сингулярности могут быть бесконечными или неопределенными.

Почему на фотографии вокруг черной дыры присутствует свечение?

Watch this video on YouTube

Об акреционных кольцах черной дыры

Свечение вокруг черной дыры это не фотошоп и не компьютерные спецэффекты. В силу законов притяжения, черные дыры притягивают к себе все что попадает в зону действия ее гравитации. Это может быть газ, пыль и другие материи. При этом вещество, попадая под притяжение черной дыры не падает на ее поверхность сразу, а начинает вращаться по окружной орбите. Во время вращения оно нагревается из-за колоссальной скорости и трения, и излучает рентгеновское излучение, радиацию. Видимое вращение светящейся материи называется аккреционным диском, именно оно и отображено на фотографии черной дыры в начале статьи.

Какие еще существуют способы обнаружения черных дыр

Телескопы, которые изучают черные дыры, смотрят на их окружающую среду, где материал находится очень близко к горизонту событий. Вещество нагревается до миллионов градусов и светится рентгеновскими лучами. Огромная гравитация черных дыр также искажает само пространство, поэтому можно увидеть влияние невидимого гравитационного притяжения на звезды и другие объекты.

История открытия черных дыр

Впервые теоретическое существование черных дыр, еще задолго до их фактического открытия предположил некто Д. Мичел (английский священник из графства Йоркшир, на досуге увлекающийся астрономией) в далеком 1783 году. По его расчетам, если наше Солнце взять и сжать (говоря современным компьютерным языком – заархивировать) до радиуса в 3 км., образуется настолько большая (просто огромная) сила гравитации, что даже свет не сможет ее покинуть. Так и появилось понятие «черная дыра», хотя на самом деле она вовсе не черная, на наш взгляд более подходящим был бы термин «темная дыра», ведь имеет место именно отсутствие света.

Позже, в 1918 году о вопросе черных дыр в контексте теории относительности писал великий ученый Альберт Эйнштейн. Но только в 1967 году стараниями американского астрофизика Джона Уиллера понятие черных дыр окончательно завоевало место в академических кругах.

Как бы там ни было, и Д. Мичел, и Альберт Эйнштейн, и Джон Уиллер в своих работах предполагали только теоретическое существование этих загадочных небесных объектов в космическом пространстве, однако подлинное открытие черных дыр состоялось в 1971 году, именно тогда они впервые были замечены в телескоп.

Так выглядит черная дыра.

Космические Спагетти

Если корабль воображения слишком близко подойдет к черной дыре, то сам корабль и все его пассажиры растянутся как спагетти.

Представьте, что нос корабля смотрит прямо на черную дыру. Поскольку он физически ближе к черной дыре, его будет притягивать к ней сильнее, чем хвост. Хуже придется только пассажирам космического корабля, просто в силу того, что у нас есть руки, ноги и голова: так как руки не находятся в центре тела, то будут притягиваться в несколько ином направлении, чем голова. Это приведет к тому, что части тела ближе к черной дыре будут как бы втянуты внутрь. Конечным результатом станет не только удлинение тела, но и его истончение (сжатие) в середине.

Если черная дыра внезапно появится рядом с нашей планетой, нам не сдобровать

Таким образом, наши тела или сам корабль воображения начнет напоминать спагетти задолго до того, как доберется до центра черной дыры. Но что, в таком случае произойдет с планетой, если черная дыра гипотетически появится из ниоткуда рядом с Землей?

Излучения частиц

В раскаленном ядре протекают самые различные процессы. Для дальнейшего развития наиболее важны те процессы, при которых освобождаются мощные потоки основных элементарных частиц нейтрино и антинейтрино. Примером может служить материализация гамма квантов или аннигиляция.
В недрах звезды при температуре 3,5 миллиарда кельвинов присутствует огромное количество энергичных гамма-фотонов. Они могут передать свою энергию нейтрино непосредственно, или же могут вначале материализоваться в паре электрон-позитрон, и пара передаст свою энергию нейтрино и антинейтрино. Существуют также другие способы превращения энергии в нейтрино при высоких температурах.

Но самой важной, бесспорно, является способность нейтрино и антинейтрино легко проходить даже сквозь толстые слои оболочки, окружающей ядро. Энергия в ядре принимает форму нейтрино и, таким образом, свободно уходит в окружающее космическое пространство и именно поэтому люди могут “увидеть” что происходит в черной дыре. Фотонам потребовались бы тысячелетия, чтобы проделать подобный путь.
Таким образом, ядро быстро остывает, так как мощные потоки нейтрино и антинейтрино уносят тепло

Гравитационным силам ничто не мешает вдавить ядро звезды в сферу Шварцшильда. Вслед за ядром в сферу Шварцшильда падают и слои оболочки гиганта или сверхгиганта.

Что происходит в черной дыре: не остается ничего, что могла бы сфотографировать даже самая чувствительная аппаратура. Остается просто невидимая черная дыра, но излучающая стерильные нейтрино.

В самом центре сферы Шварцшильда находятся невероятно плотные остатки красного гиганта или сверхгиганта, и никому до сих пор неизвестно, что произошло с элементарными частицами, из которых гигант состоял. Ученым известно лишь то, что в них осталась гравитационная сила, которая способна оказывать влияние в радиусе нескольких световых лет.

Подобно гигантскому невидимому пауку остатки гиганта втягивают в сферу межзвездный газ, пыль, кометы… Все падает в нее, как в большую дыру.

Это необычная дыра: она никогда не наполнится, так как чем больше в нее попадает, тем больше она становится.

Информационный парадокс черных дыр

Вы наверняка слышали, что черные дыры уничтожают информацию, которая в них попадает. Почему это является такой огромной проблемой для физики, что ученые всеми силами пытаются избавиться от этой нелепой и нелогичной формулировки? Что ж, мир стал довольно сложным. В моем детстве все было проще. Трава была зеленее, газировка вкуснее, а черные дыры были черными. То есть черные дыры сжимали материю и энергию в бесконечно плотные сингулярности, не создавая непреодолимых парадоксов. Это были хорошие дни.

Но им пришел конец. Сегодня черные дыры вмещают все пятьдесят оттенков серого, изгибая законы физики один за другим. Что же такое информационный парадокс черной дыры?

Для начала давайте поговорим об информации. Когда физики говорят «Информация», они имеют в виду конкретное состояние каждой частицы во вселенной: масса, положение, спин, температура и т. д. отпечаток пальца, который уникальным образом идентифицирует каждого, и вероятность того, что эти частицы собираются делать во вселенной. Вы можете взять атомы, раздавить их или сжать вместе, но квантово — волновая функция, которая их описывает, всегда будет сохраняться.

Квантовая физика позволяет вам запускать всю вселенную вперед и назад до тех пор, пока вы обращаете все в своей математике: заряд, четность и время

Это важно. Светлые умы говорят нам, что информация должна жить, несмотря ни на что

Представьте ее в виде энергии. Вы не можете уничтожить энергию: только преобразовать.

Что такое черная дыра? Она образуется, когда крупнейшая звезда с массой в 20 раз превышающей солнечную жестоко коллапсирует и взрывается. Ее плотность материи чрезвычайно высока, скорость убегания превышает скорость света. Особо прикольные имеют перегретый диск аккреции с материей, которая кружится вокруг горизонта событий черной дыры, за пределы которого свет уже не может вырваться никак.

И тут у нас появляется один из самых странных побочных эффектов относительности: замедление времени. Представьте себе часы, падающие в направлении черной дыры, которые засасывает гравитационный колодец. Время будет идти медленнее по мере приближения к черной дыре, пока наконец не замерзнет на краю горизонта событий. Фотоны от часов вытянутся, и цвет часов пройдет через красное смещение. В конце концов, он исчезнет, поскольку фотоны вытянутся за пределы того, что могут обнаружить наши глаза.

Лишь в том случае, если бы вы смотрели на черную дыру миллиарды лет, вы увидели бы все, что она собрала, что застряло внутри, как на липучке. Вы нашли бы и часы, и «Титаник», и теоретически смогли бы определить квантовое состояние каждой отдельной частицы и фотона, который попал в черную дыру. Поскольку потребуется практически бесконечное количество времени, чтобы все испарилось совершенно, все в порядке.

Информация навсегда на поверхности черной дыры сохраняется. Все, что туда попало, определенно погибло, но их информация, их драгоценная квантовая информация, в полном порядке.

В 1975 году Стивен хокинг сбросил на черные дыры бомбу. Он осознал, что у черных дыр есть температура, и с течением огромного периода времени они совершенно испарятся, выпустив массу и энергию обратно во вселенную. Этот процесс был обозначен как излучение хокинга.

Но эта же идея парадокс породила. Информация о том, что попало в черную дыру сохраняется замедлением времени, но сама масса черной дыры испаряется. В конце концов, она совершенно исчезнет, и тогда куда денется информация? Та информация, которая не может быть уничтожена?

Астрономы в шоке. Десятками лет они работают, пытаясь решить этот вопрос. Есть небольшой набор вариантов:

Черные дыры не испаряются вовсе, хокинг ошибся.
Информация в черной дыре каким-то образом утекает вместе с излучением хокинга.
Черная дыра удерживает ее до самого конца, и когда испаряются две последних частицы, вся информация внезапно высвобождается во вселенную.
Информация сжимается в микроскопическое пространство, которое остается после испарения черной дыры.
Черная дыра.

Возможно, физики никогда не смогут выяснить это. Недавно хокинг выдвинул новую идею, которая могла бы разрешить информационный парадокс черной дыры. Он предположил, что есть некий способ, которым излучение хокинга могло бы уносить в себе информацию о новой материи, падающей в черную дыру.

Таким образом, информация обо всем, что падает, сохраняется уходящим излучением, возвращается во вселенную и разрешает парадокс. Но это догадка, поскольку и само излучение хокинга никто не обнаружил. Возможно, мы через много десятков лет узнаем не только то, в правильном направлении мы движемся или нет, но и собственно решение парадокса.

В ситуациях вроде этой мы вспоминаем, как мало знаем о вселенной на самом деле.