Космология Шварцшильда — может ли Земля быть внутри черной дыры?

Людям, смотрящим в ночное небо, наша планета кажется окруженной тысячами звезд Млечного Пути. Но если мы заглянем еще дальше, можно ли будет найти доказательства того, что мы окружены чем-то еще более фантастическим, например, черной дырой?

Черные дыры — это объекты во Вселенной, где гравитация настолько сильна, что искажает время и пространство вокруг себя; оказавшись внутри, ничто — даже свет — не может выйти наружу.

По одному фантастическому сценарию черная дыра могла давно поглотить Землю. Но если бы это произошло, гравитационное притяжение было бы катастрофическим. По мере приближения Земли к черной дыре время бы замедлялось. И в зависимости от размера черной дыры материя оказалась растянута в формы, похожие на спагетти. Даже если планета переживет эту «спагеттификацию», Земля будет направлена ​​в плотную и крошечную сингулярность, где она будет уничтожена.

Таким образом, мы можем исключить возможность того, что черная дыра поглотила Землю в какой-то момент ее истории.

Но есть и другой способ, которым Земля могла оказаться внутри черной дыры: она могла образоваться там.

«Черная дыра очень похожа на Большой взрыв в обратном порядке. Математика выглядит похожей», — говорят ученые. В то время как черная дыра коллапсирует в крошечной, очень плотной точке, Большой взрыв произошел из такой точки.

Одна теория утверждает, что Большой взрыв был сначала сингулярностью черной дыры в более крупной родительской вселенной. Плотный центр сжимался и сжимался, пока он каким-то образом не взорвался и внутри черной дыры не образовалась дочерняя вселенная.

Эта теория, известная как космология Шварцшильда или космология черной дыры, предполагает, что наша Вселенная (или метагалактика) находится внутри черной дыры, которая является частью родительской вселенной. Такие модели были предложены в 1972 году индийским физиком-теоретиком Раджем Патриа и одновременно — британским математиком Ирвином Гудом.

Теоретически этот сценарий должен означать, что вселенные могут существовать внутри других вселенных, как матрешки. Однако эта теория вряд ли будет доказана; ничто не может вернуться через горизонт событий черной дыры.

Но если Земля находится внутри черной дыры, у исследователей есть некоторая оценка размера космической пропасти. «Если мы находимся в черной дыре, она должна быть очень большой», — говорит Скотт Филд, профессор математики Массачусетского университета.

Земля не просто спрятана в черную дыру размером с планету или даже в черную дыру размером с Солнечную систему. Если бы это было так, ученые бы это заметили. Там будут заметные признаки вращения черной дыры. Или мы увидели бы тонкие искажения, вызванные чрезвычайной гравитацией — например, замедление времени и растяжение материи — когда люди двигались внутри черной дыры.

Если бы Земля существовала в черной дыре размером с Землю, люди заметили бы эффекты гравитационных сил, такие как спагеттификация и замедление времени, когда они путешествуют из одной точки земного шара в другую.

Таким образом, любая черная дыра, в которой может находится Земля, должна быть огромной, размером со вселенную и настолько большой, что мы не можем перемещаться достаточно далеко или достаточно быстро, чтобы обнаружить гравитационные искажения.

Находясь внутри вселенной черной дыры, земляне не могли бы знать, что существует другая родительская вселенная. Люди бы не обращали на это внимания. Так что найти нашего универсального предшественника будет, мягко говоря, непросто.