Филип Плейт - Смерть с небес. Наука о конце света

Вероятнее всего, мы бы никогда ее не увидели. Если бы она путешествовала в космосе в одиночестве, она просто была бы именно черной дырой в пространстве, невидимой. Черная дыра звездной массы обычно имеет всего несколько километров в поперечнике, поэтому ее можно заметить, только когда уже будет слишком поздно [52] Так как черные дыры искривляют пространство, свет изгибается, проходя мимо таких объектов. Представьте изгиб дороги и автомобиль, движущийся по этому изгибу. Приближающуюся черную дыру можно было бы обнаружить по такому искажению — мы могли бы увидеть явные изменения в положении звезд, а более крупные объекты на заднем плане, такие как туманности и галактики, оказывались бы смазанными. Но, когда черная дыра далеко, это искажение незначительно, и, по всей вероятности, мы его заметим, только когда черная дыра уже будет в нашей Солнечной системе. Несмотря на то что у нас в запасе может быть несколько десятилетий, мы мало что смогли бы сделать, кроме как эвакуироваться с Земли… а это само по себе вызывает массу вопросов. .

Ближние звезды обращаются вокруг центра Млечного Пути примерно в том же направлении и примерно с той же скоростью, что и Солнце, но только примерно. Как и в случае автомобилей на гоночной трассе, небольшая разница в скорости означает, что некоторые автомобили обгоняют друг друга. Несмотря на то что автомобили могут ехать со скоростью 300 км/ч, они обгоняют друг друга относительно медленно, на скорости всего несколько километров в час. То же верно применительно к звездам. Солнце, а также другие ближние звезды, обращаются вокруг центра Галактики со скоростью 258 км/с. Обычная скорость, с которой они движутся относительно Солнца, гораздо меньше, всего несколько десятков километров в секунду. Чтобы на таких скоростях пройти от орбиты Плутона до орбиты Земли, звезде понадобятся годы.

Но, оказывается, есть исключения. Некоторые звезды — настоящие лихачи, и, что интересно, мы видим, как некоторые компактные объекты, такие как нейтронные звезды, мчатся по Галактике на удивительно больших скоростях, на сотни километров в секунду быстрее, чем можно было ожидать.

Сначала эти странствующие звезды были загадкой, но сейчас считается, что их высокие скорости обусловлены взрывом сверхновой, в котором эти звезды родились. Если сам взрыв сверхновой был слегка смещен, больше направлен в одну сторону, чем в другую, вещество и энергия, выбрасываемые из звезды, будут действовать как ракета, толкая звезду в противоположном направлении. Невероятно, но даже слегка смещенный взрыв может передавать огромную энергию остающейся после взрыва нейтронной звезде, разгоняя ее до высоких скоростей. Кроме того, если прародитель сверхновой находится в тесной двойной системе, обращаясь вокруг другой звезды, орбитальные скорости могут составлять несколько сотен километров в секунду. Когда прародитель взрывается, обе звезды разлетаются в противоположных направлениях на больших скоростях.

В любом случае физически это возможно, даже вероятно, что нейтронная звезда или черная дыра могут пробегать километры по Галактике в очень хорошем темпе.

Что, если она направляется в нашу сторону? Выживем ли мы, если мимо нас пройдет черная дыра с массой, в десять раз превышающей массу Солнца, и движущаяся на скорости, скажем, 800 км/с (высокая, но правдоподобная скорость)? [53] На более низких скоростях, которые гораздо более вероятны, происходили бы те же события, просто не так быстро.

Сценарий, описанный в начале этой главы, должен дать вам представление о том, что случится дальше. Но, разумеется, это зависит от того, насколько близко объект подойдет к Земле. Давайте пробежимся по событиям, происходящим при сближении, и посмотрим.

По мере того как мародерствующая черная дыра приближается к Солнечной системе, планета будет ощущать ее притяжение, а также притяжение Солнца. Когда черная дыра подходит ближе, планета чувствует, что ее притяжение усиливается. Как игрушка, которую двое жадных детишек рвут друг у друга из рук, орбита планеты начнет искажаться. Если черная дыра проходит достаточно далеко (скажем, с противоположной стороны от Солнца), планета может быть в относительной безопасности — ее орбита, возможно, станет чуть более вытянутой, только и всего. Но, если объект подходит достаточно близко, его притяжение будет преобладать над притяжением Солнца, особенно для более далеких планет, таких как Уран или Нептун, где силы тяготения Солнца относительно слабы. Если такое происходит, планета может начать обращаться вокруг черной дыры, или, что более вероятно, от гравитационного воздействия дыры планету просто выбросит из Солнечной системы, как камень из рогатки. В целом, при контакте, в котором участвуют два массивных тела (такие как звезда и черная дыра) и маленькое тело (планета), очень вероятно, что маленькое будет вытолкнуто из системы.

Таков масштаб катастрофы, о которой мы рассуждаем: целые планеты буквально смахивает щелчком пальцев.

По мере приближения черной дыры к Земле мы, ее обитатели, сначала не заметим особых изменений в притяжении, но Земля как объект заметит. Чем ближе черная дыра, тем сильнее возмущения орбиты Земли вокруг Солнца. Когда дыра будет находиться от Земли на расстоянии примерно в три раза большем, чем расстояние от Земли до Солнца, или приблизительно 480 млн км, ее притяжение сравнится с притяжением Солнца [54] Сила тяготения уменьшается с квадратом расстояния и увеличивается с увеличением массы. Когда дыра находится на расстоянии в или примерно в три раза дальше от Земли, чем Солнце, ее сила тяготения равна . Когда такое происходит, Земля перестает быть «привязанной» к Солнцу. Она могла бы упасть на Солнце, или провалиться в черную дыру, или быть выброшенной из Солнечной системы.

Что вы предпочитаете? Ну-у… варианта «жили долго и счастливо» тут нет.

Не то чтобы у нас был большой выбор. А дальше все будет только ухудшаться.

Приливная сила от черной дыры, ответственная за спагеттификацию нашего незадачливого астронавта, о котором мы говорили ранее, начнет также воздействовать на Землю. На расстоянии 480 млн км, где притяжение дыры равно притяжению Солнца, приливная сила составляет примерно треть от приливной силы Солнца. Это не много (гораздо меньше, чем приливы, вызванные Луной) и вряд ли причинит какой-либо ущерб.

Но с каждой секундой черная дыра приближается еще на 800 км, проходя 69 млн км каждый день. На такой скорости она может проделать 480 млн км примерно за неделю, поэтому через день или около того вызванные ею приливы начинают преобладать. К тому времени, когда она подойдет к Земле на такое же расстояние, как и расстояние до Солнца, ее приливы будут в пять раз сильнее, чем приливы от Луны. Прибрежные города и поселения будут затоплены и могут ощущаться слабые землетрясения.