namai › Variklis › Kas atsitiks, jei nukrisite nuo. Kaip išgyventi kritimą iš didelio aukščio

Kas atsitiks, jei nukrisite nuo. Kaip išgyventi kritimą iš didelio aukščio

Tikriausiai manote, kad jei pateksite į juodąją skylę, iškart mirsite. Tačiau iš tikrųjų, fizikų nuomone, jūsų likimas bus daug keistesnis. Ateityje taip gali nutikti bet kam. Galbūt jūs bandote rasti naują žmonijai tinkamą gyventi planetą, o gal tiesiog užmigote ilgoje kelionėje. Kas atsitiks, jei pateksite į juodąją skylę? Galite tikėtis, kad būsite sutraiškyti arba suplėšyti. Bet taip nėra.

Kai pateksite į juodąją skylę, tikrovė bus padalinta į dvi dalis. Viename būsite tuoj pat sunaikintas, o kitame visiškai nepažeistas pateksite į juodąją skylę.

Juodoji skylė yra vieta, kur negalioja žinomi fizikos dėsniai. Einšteinas mus išmokė, kad gravitacija išlenkia pačią erdvę, deformuoja ją. Taigi, jei paimsite pakankamai tankų objektą, erdvėlaikis gali taip išlinkti, kad susilanksto savaime, sukurdamas skylę pačioje tikrovės audinyje.

Didžiulė žvaigždė, kuriai pasibaigė kuras, gali užtikrinti ypatingą tankį, reikalingą šiam iškreiptam erdvės lopinėliui sukurti. Lenkdamas pagal savo svorį ir griūdamas masyvus objektas traukia erdvėlaikį su savimi. Gravitacinis laukas tampa toks galingas, kad net šviesa negali ištrūkti, o regionas, kuriame yra žvaigždė, pasmerkiamas niūriam likimui: juodajai skylei.

Išorinė juodosios skylės riba yra jos įvykių horizontas, taškas, kuriame gravitacijos jėga atsveria šviesos bandymus pabėgti. Prieikite per arti ir nėra kelio atgal.

Renginių horizontas liepsnoja energija. Kvantiniai efektai ties šia riba sukuria karštų dalelių srautus, tekančius atgal į Visatą. Tai vadinamoji Hokingo spinduliuotė, pavadinta jos egzistavimą numatusio fiziko Stepheno Hawkingo vardu. Po pakankamai laiko juodoji skylė visiškai išgaruos savo masę ir išnyks.

Pasinerdami į juodąją skylę pastebėsite, kad erdvė tampa vis labiau išlenkta, kol pats centras tampa be galo išlenktas. Tai yra išskirtinumas. Erdvė ir laikas nustoja prasmės, o mums žinomi fizikos dėsniai, kuriems reikia erdvės ir laiko, nebegalioja.

Kas nutinka singuliarumui? Niekas nežino. Kita visata? Užmarštis? Ar Matthew McConaughey plūduriuoja kitoje knygų lentynų pusėje? Paslaptis.

Kas atsitiks, jei netyčia pateksite į vieną iš šių kosminių nukrypimų? Pirmiausia paklauskime savo kosmoso bičiulės – pavadinkime ją Ana – kuri su siaubu stebi, kaip tu plauki juodosios skylės link, o ji lieka saugiu atstumu. Ji stebi keistus dalykus.

Jei paspartinate įvykių horizontą, Ana mato jus ištemptą ir iškreiptą, tarsi ji žiūrėtų į jus per milžinišką padidinamąjį stiklą. Be to, kuo arčiau horizonto, tuo labiau sulėtės jūsų judesiai.

Negalite šaukti, nes erdvėje nėra oro, bet galite pabandyti savo iPhone šviesa signalizuoti Anai Morzės žinutę (tam net yra programėlė). Tačiau jūsų žodžiai ją pasieks vis lėčiau, nes šviesos bangos ištemptos iki žemesnių ir raudonesnių dažnių: „Gerai, gerai, gerai...“.

Kai pasieksite horizontą, Ana pamatys, kad esate sustingęs, tarsi kažkas būtų paspaudęs pauzės mygtuką. Būsite ten įspausti, imobilizuoti ir ištempti per visą horizonto paviršių, nes auganti šiluma ims jus ryti.

Anot Anos, jus pamažu trina erdvės tempimas, laiko sustojimas ir Hokingo spinduliuotės karštis. Prieš pasinerdami į juodosios skylės tamsą, pavirsite pelenais.

Tačiau prieš pradėdami planuoti laidotuves, pamirškime Aną ir pažiūrėkime šią šiurpią sceną iš jūsų požiūrio. O ar žinai, kas čia vyksta? Nieko.

Jūs plūduriuojate tiesiai į baisiausią gamtos apraišką, negaudami guzelio ar mėlynės – ir jūs tikrai nesitempsite, nesulėtėsite ar neapkepinsite spinduliuotės. Kadangi esate laisvo kritimo metu ir nepatiriate gravitacijos: Einšteinas tai pavadino „laimingiausia mintimi“.

Juk įvykių horizontas – ne erdvėje plaukiojanti plytų siena. Tai yra perspektyvos artefaktas. Stebėtojas, kuris lieka už juodosios skylės ribų, nemato pro ją, bet tai ne jūsų problema. Horizontas tau neegzistuoja.

Jei juodoji skylė būtų mažesnė, turėtumėte problemų. Gravitacijos jėga būtų daug stipresnė prie jūsų kojų nei prie galvos ir ištemptų jus kaip spagečius. Bet jūsų laimei, tai didelė juodoji skylė, milijonus kartų masyvesnė už Saulę, todėl jėgos, kurios jus sukeltų spageti, yra pakankamai silpnos, kad į jas būtų nepaisoma.

Be to, pakankamai didelėje juodojoje skylėje galėtumėte gyventi visą likusį gyvenimą, o paskui mirti išskirtinėje būsenoje.

Kiek normalus bus šis gyvenimas, yra didelis klausimas, turint omenyje, kad prieš savo valią buvai įtrauktas į erdvės-laiko kontinuumo spragą ir kelio atgal nėra.

Bet jei gerai pagalvoji, mes visi žinome šį jausmą, iš bendravimo ne su erdve, o su laiku patirties. Laikas eina tik į priekį, niekada atgal ir įsiurbia mus prieš mūsų valią, nepalikdamas galimybės atsitraukti.

Tai ne tik analogija. Juodosios skylės iškreipia erdvę ir laiką iki tokios ekstremalios būsenos, kad juodosios skylės įvykių horizonte erdvė ir laikas iš tikrųjų keičiasi vaidmenimis. Tiesą sakant, laikas įtraukia jus į išskirtinumą. Negalite apsisukti ir pasitraukti iš juodosios skylės, nei galite apsisukti ir grįžti į praeitį.

Šiuo metu jūs paklausite savęs: kas negerai su Ana? Jei šąlate juodojoje skylėje, apsuptas tuščios erdvės, kodėl jūsų partneris mato jus degantį spinduliuotėje įvykio horizonte? Haliucinacijos?

Tiesą sakant, Anna yra puikios sveikatos. Jos požiūriu, jūs tikrai perdegėte horizonte. Tai nėra iliuzija. Ji netgi gali surinkti jūsų pelenus ir išsiųsti juos namo.

Tiesą sakant, gamtos dėsniai reikalauja, kad išliktumėte už juodosios skylės ribų, kaip matyti iš Anos požiūrio taško. Taip yra todėl, kad kvantinė fizika reikalauja, kad informacija neišnyktų ar nepasimestų. Kiekviena informacija, rodanti jūsų egzistavimą, turi likti už horizonto, kad nebūtų pažeisti Anos fizikos dėsniai.

Kita vertus, fizikos dėsniai taip pat reikalauja, kad plauktumėte per horizontą nesusidurdami su karštomis dalelėmis ar niekuo neįprasta. Priešingu atveju jūs pažeisite Einšteino „laimingiausią mintį“ ir jo bendrą reliatyvumo teoriją.

Taigi, fizikos dėsniai reikalauja, kad jūs tuo pačiu metu būtumėte už juodosios skylės kaip pelenų krūvos ir juodosios skylės viduje, gyvas ir sveikas. Taip pat yra trečiasis fizikos dėsnis, kuris sako, kad informacijos negalima klonuoti. Turite būti dviejose vietose, bet gali būti tik viena jūsų kopija.

Vienaip ar kitaip, fizikos dėsniai veda prie išvados, kuri atrodo gana beprasmė. Fizikai šį galvosūkį vadina juodosios skylės informacijos paradoksu. Laimei, 1990-aisiais jie rado būdą tai išspręsti.

Leonardas Susskindas padarė išvadą, kad nėra paradokso, nes niekas nemato jūsų kopijos. Ana mato tik vieną jūsų kopiją. Matote tik vieną savo kopiją. Jūs ir Anna niekada negalėsite jų (ir jūsų pastebėjimų) palyginti. Ir nėra trečiojo stebėtojo, kuris vienu metu galėtų stebėti juodąją skylę iš vidaus ir išorės. Taigi jokie fizikos dėsniai nepažeidžiami.

Bet tikriausiai norėtumėte sužinoti, kieno istorija yra tiesa. Ar tu miręs ar gyvas? Jei juodosios skylės mus kažko išmokė, atsakymo į šį klausimą tiesiog nėra. Realybė priklauso nuo to, ko klausiate. Yra Anos realybė ir tavo tikrovė. Tai viskas.

Bent jau taip jie manė ilgą laiką. 2012 m. vasarą fizikai Ahmedas Almheiri, Donaldas Marolfas, Joe Polchinski ir Jamesas Sully, bendrai žinomi kaip AMPS, sumanė minties eksperimentą, kuris grasino apversti viską, ką turėjome apie juodąsias skyles.

Jie pasiūlė, kad Susskindo sprendimas būtų pagrįstas idėja, kad bet koks neatitikimas tarp jūsų ir Anos yra susijęs su įvykių horizontu. Nesvarbu, ar Anna matė nesėkmingą jūsų versiją, kurią suplėšė Hokingo spinduliuotė, nes horizontas neleidžia jai pamatyti kitos jūsų versijos, plūduriuojančio juodojoje skylėje.

Bet kas, jei ji galėtų sužinoti, kas yra kitoje horizonto pusėje, jo neperžengus?

Paprastoji reliatyvumo teorija pasakys „ne-ne“, tačiau kvantinė mechanika šiek tiek sulieja taisykles. Ana galėjo matyti už horizonto, naudodama nedidelę gudrybę, kurią Einšteinas pavadino „baisu veiksmu per atstumą“.

Tai atsitinka, kai du dalelių rinkiniai, atskirti erdvėje, paslaptingai „susipainioja“. Jie yra vienos nematomos visumos dalis, todėl juos apibūdinanti informacija yra tarp jų paslaptingai susieta.

AMPS idėja pagrįsta šiuo reiškiniu. Tarkime, Ana iš horizonto pasisemia informacijos – pavadinkime ją A.

Jei jos istorija teisinga, o jūs jau iškeliavote į geresnį pasaulį, tada A, už juodosios skylės išsklaidytas Hawkingo spinduliuotės, turėtų būti supainiotas su kita informacija B, kuri taip pat yra karšto radiacijos debesies dalis. .

Kita vertus, jei jūsų istorija teisinga, o jūs gyvas ir sveikas kitoje įvykių horizonto pusėje, tai A turi būti įsipainiojusi su kita informacija C, kuri yra kažkur juodosios skylės viduje. Bet štai kas: kiekvieną informacijos dalį galima supainioti tik vieną kartą. Iš to išplaukia, kad A gali būti supainiotas su B arba C, bet ne su abiem.

Taigi Anna paima savo dalelę A ir įdeda ją į rankinio įsipainiojimo dekodavimo mašiną, kuri jai pasako atsakymą: B arba C.

Jei atsakymas yra C, jūsų istorija laimi, tačiau kvantinės mechanikos dėsniai yra pažeisti. Jei A yra įsipainiojęs su C, kuris yra giliai juodojoje skylėje, tada ši informacija Anna amžiams prarandama. Tai pažeidžia informacijos praradimo kvantinį dėsnį.

Tai palieka B. Jei Anos dekodavimo mašina nustato, kad A yra susipainiojusi su B, Anna laimi, o bendrasis reliatyvumas pralaimi. Jei A susipainios su B, Anos istorija bus vienintelė tikra istorija, o tai reiškia, kad jūs iš tikrųjų sudegėte pelenais. Užuot plaukę tiesiai per horizontą, kaip diktuoja reliatyvumas, susidursite su liepsnojančia ugnies siena.

Taigi grįžtame prie to, nuo ko pradėjome: kas atsitinka, kai patenkate į juodąją skylę? Ar jūs slystate per jį ir gyvenate įprastą gyvenimą, dėka tikrovės, kuri keistai priklauso nuo stebėtojo? O gal artėjate prie juodosios skylės horizonto tik tada, kai susiduriate su mirtina ugnies siena?

Niekas nežino atsakymo, todėl šis klausimas tapo vienu kontroversiškiausių fundamentaliosios fizikos srityje.

Daugiau nei šimtą metų fizikai bandė suderinti bendrąjį reliatyvumą su kvantine mechanika, manydami, kad vienas iš jų galiausiai turės nusileisti. Minėtos ugnies sienos paradokso sprendimas turėtų nurodyti nugalėtoją, taip pat nuvesti mus į dar gilesnę visatos teoriją.

Viena užuomina gali slypėti Anos dekodavimo mašinoje. Išsiaiškinti, kuris iš kitų informacijos bitų yra susipainiojęs su A, yra labai sudėtinga užduotis. Taigi fizikai Danielis Harlow iš Prinstono universiteto Naujajame Džersyje ir Patrickas Haydenas iš Stanfordo universiteto Kalifornijoje nusprendė išsiaiškinti, kiek laiko užtruks dekodavimas.

2013 metais jie apskaičiavo, kad net ir turint greičiausią kompiuterį, koks tik gali egzistuoti, Anai prireiktų neįtikėtinai daug laiko, kol iššifruotų susipainiojimą. Kol ji ras atsakymą, juodoji skylė jau seniai bus išgaravusi, išnykusi iš Visatos ir pasiėmusi mirtinos ugnies sienos paslaptį.

Jei tai tiesa, tai, kad problema yra sudėtinga, Ana negali išsiaiškinti, kieno istorija yra tiesa. Abi istorijos išliktų vienodai teisingos, fizikos dėsniai nepažeisti, tikrovė priklauso nuo stebėtojo ir niekam negresia ugnies siena.

Tai taip pat suteikia fizikams kai ką naujo pamąstyti: apie jaudinančius ryšius tarp sudėtingų skaičiavimų (kaip tų, kurių Anna negali atlikti) ir erdvės laiko. Galbūt čia kažkur slypi kažkas daugiau.

Tai juodosios skylės. Tai ne tik erzinančios kliūtys kosmoso keliautojams. Tai taip pat teorinės laboratorijos, kurios fizikos dėsnius stumia iki karštligės ir subtilius mūsų Visatos niuansus pakelia iki tokio lygio, kad jų nebegalima ignoruoti.

Jei tikroji tikrovės prigimtis kažkur slepiasi, geriausia vieta jos ieškoti – juodoji skylė. Tiesa, geriau žiūrėti iš vidaus. Atsiųsk Aną, dabar jos eilė.

Kas atsitiks, jei pateksite į juodąją skylę?
Ilja Khel

MASKVA, lapkričio 10 d. – RIA Novosti, Olga Kolentsova. Krintančio žmogaus trajektorija, skrydžio trukmė ir nusileidimo vieta priklauso nuo daugelio sąlygų. Kritimo aplinkybes teismo medicinos ekspertai gali nustatyti pagal sužalojimo pobūdį. Žinojimas, kaip žmogaus kūnas elgiasi skrendant, gali ne tik padėti išaiškinti nusikaltimus, bet ir sumažinti traumų sunkumą.

Kritimai gali būti „aktyvūs“ arba „pasyvūs“. Pirmuoju atveju žmogų pagreitina kokia nors pašalinė jėga (pavyzdžiui, buvo pastūmėtas) arba jis pats (atliekant šuolį ar atsistumiant nuo palangės). „Pasyvus kritimas“ įvyksta be papildomo pagreičio – pavyzdžiui, nukritus nuo stogo.

Abiem atvejais skrydžio metu kūnas gali pakeisti padėtį ir taip pat nukrypti nuo statmenos, jungiančios tašką, nuo kurio prasidėjo kritimas, ir nusileidimo vietą. Taip nutinka dėl skirtingos masės ir tūrio kūno dalių tarpusavio judėjimo, taip pat dėl kūno sukimosi aplink svorio centrą arba susidūrimo su kliūtimis tašką. Šis veiksnys priklauso nuo kūno tipo – ūgio, svorio, individualių savybių, taip pat nuo pradinės padėties, kritimo aukščio, trajektorijos, greitėjimo jėgos buvimo ir jos taikymo taško.

Pradinis stūmimas ne visada padidina skrydžio atstumą. Kuo arčiau svorio centro (jis yra bambos srityje) veikia greitėjimo jėga, tuo toliau kūnas lekia nuo statmenos. Ir atvirkščiai, smūgis gerokai aukščiau arba žemiau svorio centro paprastai lydimas judėjimo žemyn tiesia linija, o kūnas nusileidžia kritimo statmeno susikirtimo taške su smūgio plokštuma arba net prieš tai (jei pradžios taškas buvo išsikišusi pastato dalis).

Jei kūnas nukrenta iš vertikalios padėties be papildomo pagreičio, tada jis skrenda išilgai parabolės, o smūgio į paviršių taškas visada yra toliau nei statmenas kritimui. Nuokrypio dydis tokiais atvejais priklauso nuo aukščio.

Tyrėjai išsiaiškino, kad kai manekenė nukrenta, ji sukasi aplink savo svorio centrą priekinėje plokštumoje. Apsisukimų skaičius priklauso nuo aukščio. Krisdamas nuo septynių iki aštuonių metrų (trečias aukštas), jis pasisuka 180° ir trenkiasi galva į žemę; skrendant iš dešimties iki vienuolikos metrų aukščio (ketvirtas aukštas) pasisuka 270°, po kurio žmogus nusileidžia ant nugaros.

Smūgio jėga tūpimo metu priklauso nuo kūno svorio ir jo judėjimo greičio. Be to, pati masė greičio neturi jokios įtakos. Skirtingas skirtingos masės kūnų kritimo greitis siejamas su oro pasipriešinimu, kuris, žinoma, plunksnai bus didesnis nei svoriui. Jei prieš skrydį žmogaus kūnas ilsisi, tai jo judėjimo greitis priklausys nuo laisvo kritimo aukščio ir pagreičio. Pastaroji reikšmė priklauso nuo lygio, kuriame objektas iš pradžių yra, tačiau jis yra toks nereikšmingas, kad į šį pokytį dažniausiai nepaisoma. Praktiškai kūno skrydžio greitį lemia jo aukštis.

Gautų sužalojimų sunkumas tiesiogiai priklauso nuo kritimo greičio, o ne su ūgiu. Skrisdamas žmogus instinktyviai bando prilipti prie šakų ar balkonų, kad sulėtintų save. Žinoma, tai gali sukelti papildomų sužalojimų, tačiau tai sumažins žalą, padarytą galutinai susidūrus su žeme.

Didelis greitis gaunamas krentant nuo greitai judančio objekto. Kai nukrentame nuo dviračio ar iššokame iš automobilio, mūsų kūnas priima tos transporto priemonės greitį ir stengiasi judėti į priekį. Taip veikia inercija – kūno savybė išlikti ramybės būsenoje arba vienodam linijiniam judėjimui nesant išorinių poveikių (oro pasipriešinimo ar trinties). Dėl inercijos staiga sustojus transporto priemonei skrendame į priekį.

Priverstinio šuolio atveju galite pasirinkti kryptį, kuria šokinėsite. Fizika sako, kad norint sumažinti judančio objekto greitį, geriau šokinėti atgal. Tačiau bet kuriuo atveju kyla grėsmė nukristi, nes viršutinė kūno dalis vis tiek judės, kai kojos jau sustos, liesdamos žemę. Todėl griūti traukinio kryptimi yra saugiau nei griūti atgal – tokiu atveju žmogus iškelia kojas į priekį (arba nubėga kelis žingsnius), užkirsdamas kelią kritimui. Šokant atgal, šis taupantis judesys neįvyks ir padidėja traumų tikimybė. Be to, šokdamas į priekį, žmogus ištiesia prieš save rankas ir susilpnina smūgio jėgą. Tačiau jei reikia išmesti bagažą iš traukinio, geriau tai daryti prieš traukinio judėjimą.

Kritimo padaroma žala priklauso ir nuo fizikos dėsnių, ir nuo žmogaus kūno sandaros. Kadangi kūno audiniai yra elastingi, turi skirtingą elastingumą ir atsparumą, o kai kurios kūno dalys gali judėti, tai žymiai sumažina smūgio jėgą. Bet, žinoma, jį galima susilpninti elastingai sulenkus galūnes ir vienu metu nusileidus keliuose taškuose.

Draugai, būkime atviri, nespėjome nieko įdomaus parašyti, tad panaudosime kažkieno darbus :) Internete aptikome puikų straipsnį, kuriame suprantama kalba aprašoma viena iš pagrindinių teorinės fizikos paslapčių. . Šią medžiagą nusprendėme pateikti visą, nes būtent originalus autorės stilius ją ypač žavi. Tikimės, kad tai patiks tiems, kurie domisi mūsų Visatos paslaptimis.

Taigi, kas atsitiks, jei pateksite į juodąją skylę?