Формула, которая превращает все во тьму
Сегодня поговорим о теме из предложки, а именно о формуле Шварцшильда
В чем смысл?
Представьте себе: у человечества есть знание о том, до каких размеров нужно сжать тот или иной объект (абсолютно каждый), чтобы он стал черной дырой. И отвечает за это одна единственная формула, придуманная Карлом Шварцшильдом в 1916 в окопах, в разгар Первой мировой войны. Решение было придумано буквально через пару недель после публикации Эйнштейном общей теории относительности. Шварцшильд отправил труды знаменитому коллеге, но о признании своей работы так и не узнал, скончавшись через несколько месяцев.
Здесь M — масса объекта, G — гравитационная постоянная, c — скорость света. Результат — это радиус, при сжатии до которого объект «закрывается» от Вселенной невидимой границей — горизонтом событий. Дальше даже свет не может вырваться наружу.
Радиус Шварцшильда — не физический размер объекта, а математическая граница, на которой вторая космическая скорость (11,2 км/с в нормальных условиях) равна скорости света (300 000 км/с). Для Земли rs ≈ 8,87 мм, для Солнца ≈ 2,95 км — то есть если бы Землю сжали до размера грецкого ореха, она стала бы черной дырой. А вот условного Сенку пришлось бы сжать в десять миллионов раз меньше протона.
Кстати, уравнения ОТО (общей теории относительности), из которых получено решение, не различают направление времени, поэтому формально существует «зеркальное» решение — белая дыра, из которой материя может только выходить, но не входить. Потому чисто математически белые дыры тоже возможны.
Каждый объект может стать черной дырой?
Теоретически? Да.
Формула не запрещает это ни для маленьких, ни для больших масс, но природа мешает практически. Атомы сопротивляются сжатию электрическими силами, а ядра — ядерными. Чтобы продавить эти силы, нужны давления, которые никакая техника создать неспособна — ни лазеры, ни магниты, ни прессы. Единственный инструмент, который справляется с этой задачей в реальности — это гравитация самой очень массивной звезды. Когда звезда в несколько раз тяжелее Солнца исчерпывает топливо, она давит сама на себя так сильно, что ничто не может ее удержать — и она сама схлопывается в черную дыру.
Так что черные дыры пока умеет создавать только сама Вселенная, мы лишь только учимся понимать, как она это делает.