Життя в сильно викривленому просторі-часі вимагає тринокулярна зору • Ігор Іванов • Новини науки на "Елементи" • Фізика, Біологія, Науки про Землю, Перше квітня, Астрономія

Життя в сильно викривленому просторі-часі вимагає тринокулярна зору

Суті, живе в сильно викривленому просторі-часі, зручніше розглядати навколишній світ трьома очима, не розташованими на одній прямій (зображення з обговорюваної статті)

Розрахунки американських фізиків показали, що якби під горизонтом подій чорної діри жили високорозвинені істоти, то їм було б зручно розглядати навколишній світ не двома, а трьома очима.

Бінокулярний зір – то є бачення двома рознесеними в просторі очима – має величезну перевагу перед монокулярним: з його допомогою можна легко визначати відстань до об'єкта. Але чи достатньо двох очей для надійної оцінки дистанції? Виявляється, не завжди. Як стверджується в недавній статті американських фізиків-теоретиків, істот, що живуть в сильно викривленому просторі-часі (наприклад, під горизонтом чорної діри), було б набагато зручніше дивитися на світ не двома, а трьома очима.

Нагадаємо, коротко, основи сучасної теорії гравітації. Відповідно до загальної теорії відносності, гравітація між тілами є прояв викривленого простору-часу. Чим сильніше викривлення, то чутливіші сила гравітації.Найсильніше простір-час викривлене всередині чорних дір, поблизу сингулярності. Це викривлення впливає не тільки на матеріальні тіла, але і навіть на світло – навколо чорної діри існує якась зона, потрапивши всередину якої, ніщо, навіть світловий промінь, не може вилетіти назовні. Поверхня, що обмежує цю зону, називається горизонтом подій.

Припустимо, міркують автори, що всередині чорної діри, під горизонтом подій, живуть якісь істоти. З чого вони зроблені і чому їх не розриває на частини, обговорювати не будемо (бо фізики-теоретики можуть при бажанні придумати самі екзотичні частинки і нечастіци). Будемо, однак, вважати, що ці істоти розглядають навколишній світ за допомогою звичайного зору, тобто вловлюючи світлові промені. Чи зможуть вони ефективно використовувати бінокулярний зір в такому сильно викривленому просторі-часі?

Виявляється, немає. Розрахунки американців показали, що через сильний викривлення простору-часу на світлові промені будуть теж діяти приливні сили. Вони будуть спотворювати фронт світлових хвиль так, що він з локально сферичного стане локально еліптичних.Це означає, що побачивши таке світло, істота з двома очима зможе "на око" визначити відстань до джерела світла, але, якщо воно схилить голову, ця оцінка зміниться. Тобто, крутячи головою, істота буде бачити, що джерело світла то наближається, то віддаляється.

Цей недолік зору можна буде усунути, якщо істота володіє не бінокулярним, а тринокулярним зором, тобто має три очі, розташованих не на одній прямій (див. малюнок). Навчившись з дитинства обробляти зорову інформацію від трьох очей, така істота зможе одним поглядом заміряти відразу всі уявні дистанції і оцінити точну відстань до джерела світла. Можна навіть сказати, що тринокулярна зір має бути настільки ж еволюційно вигідним для життя всередині чорної діри, як і бінокулярний зір – в плоскому просторі-часі.

Скептично налаштований читач може засумніватися в корисності цих міркувань. Адже будь-яке тіло, потрапивши під горизонт подій чорної діри, неминуче впаде на її центр, в сингулярність. Це, звичайно, вірно, але ж час падіння залежить від розмірів чорної діри. Якщо чорна діра має величезну масою, то і її горизонт подій має величезний радіус.Тому тіло, що потрапило під горизонт подій, може падати на сингулярність ще дуже і дуже довго. Так довго, що за цей час ці гіпотетичні істоти встигнуть з'явитися на світло, розмножитися і навіть еволюціонувати.

Зрештою, хто знає, може бути вся видима нами частина Всесвіту, всі ці галактики, зірки, планети, та й ми з вами, перебуваємо під горизонтом неймовірно величезної чорної діри і повільно-повільно падаємо на її центр. Просто наше падіння розтягнулося на багато мільярдів років. Може бути, і нам при астрономічних спостереженнях варто взяти до відома переваги тринокулярна зору?

джерело: Andrew J. S. Hamilton, Gavin Polhemus. The edge of locality: visualizing a black hole from the inside // препринт arXiv: 0903.4717 (27 березня 2009).

Див. також анімації падіння на сингулярність на сторінці авторів роботи.

Ігор Іванов


Like this post? Please share to your friends:
Залишити відповідь

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: