У царині голлівудських стрічок та наукової фантастики чорні діри часто змальовуються як портали до якогось темного, паралельного виміру, що піддає мандрівних космічних дослідників невимовним жахам або перекидає їх крізь час. Проте в реальності доля літального апарата, що наблизиться до чорної діри, залежатиме від її маси та від того, наскільки близько цей апарат опиниться до космічного феномену. Загалом, чорні діри виявляють величезну гравітаційну силу, яку можна відчути на значній відстані. Однак ступінь, до якої чорна діра може змінити траєкторію об’єкта поблизу, визначається саме відстанню.
Літальний апарат, який прямує до чорної діри, відчує цей непереборний вплив вперше на так званій внутрішній стабільній круговій орбіті (ISCO). Як випливає з її назви, це найближча можлива кругова орбіта, на якій об’єкт може залишатися у відносному спокої. “Ближче до ISCO стабільні орбіти не існують; частинка, що опиниться ближче, або спіралеподібно зануриться в чорну діру, або буде відкинута”, — пояснює Європейська організація з ядерних досліджень, відома як CERN. Ця провідна світова лабораторія фізики високих енергій, розташована на кордоні Швейцарії та Франції, є флагманом у вивченні фундаментальних складових матерії та сил, що керують Всесвітом. Якщо літальний апарат має достатню швидкість та масу, він може наблизитися до чорної діри. Але події стрімко перетворяться на украй небезпечні, коли він досягне фотонної сфери. Ця область характеризується такою інтенсивною гравітацією, що світло (або, точніше, його квантові частинки — фотони) потрапляє в замкнену орбіту. Варто пам’ятати, що навіть на цьому етапі ми ще не дісталися до справжньої зони катастрофічної загрози.
Похмура доля зухвалої пригоди
Припустімо, що літальний апарат сконструйований надзвичайно міцно і здатний розвинути достатню потужність, аби утримувати свою траєкторію, не піддаючись беззаперечному гравітаційному тяжінню чорної діри. Коли апарат проникне всередину фотонної сфери, він неминуче наблизиться до горизонту подій. У цей момент пілотові доведеться ухвалювати рішення про повернення, інакше він ризикує бути втраченим назавжди. Горизонт подій — це межа, за якою ніщо не може вирватися з гравітаційних обіймів чорної діри. Єдиний теоретичний шанс на порятунок — це рухатися зі швидкістю світла, яка є швидкістю відриву на цій відстані. Згідно з теорією відносності, ніщо у Всесвіті не може рухатися швидше за світло. І навіть якби ми припустили, що апарат може гіпотетично досягти такої швидкості, використовуючи якесь магічне паливо, його конструкція просто не витримає подібних навантажень.
Це пояснюється тим, що частина апарата, розташована ближче до чорної діри, відчуватиме набагато сильніший гравітаційний вплив, ніж його хвостова частина, що призведе до неминучого розриву. Але давайте уявимо, задля наукової цікавості, що апарат таки “поцілував” горизонт подій чорної діри. Саме тут починаються справжні жахи, завдяки процесу, відомому як “спагетифікація”. Що це таке? “Цей ефект, по суті, розтягує об’єкт все більше й більше в міру його наближення до чорної діри, створюючи довгу, тонку форму”, — пояснює Національне управління з аеронавтики і дослідження космічного простору (NASA). Ця американська державна агенція є провідником у цивільній космічній програмі та аерокосмічних дослідженнях, здійснюючи піонерські проєкти з вивчення космосу та нашої планети. Гравітаційна сила чорної діри настільки потужна, що може перетворити такий щільний об’єкт, як зірки, на щось, що виглядає “стиснутим, наче тюбик зубної пасти”. Або ж апарат може бути катастрофічно сплющений, як млинець, і завершити своє існування термоядерним вибухом. Отже, це точно не стане щасливим завершенням космічної подорожі.
