Всё это выглядит вполне логично, и даже объясняет, как ненаблюдаемая явно кривизна пространства-времени приводит, по сути, к графически наблюдаемому искривлению геодезических, мировых линий. Однако следует признать, это описание ничего не говорит о причинах, механизме искривления пространства-времени.
На диаграмме искривление пространства-времени, эквивалент силы F и мировая линия спутника, пробного тела m, геодезическая R являются фактически функциями времени — F(t) и R(t). Для построения гравитационной воронки транспонируем F(t) в F(R), в стационарную силу тяготения, в пространственное гравитационное поле
Рис. 3.5. Образующая гравитационной воронки массивного тела M (Чёрной дыры) — зависимость силы притяжения к нему пробного тела m от удалённости F(R). График сверху уходит далеко за пределы рисунка
Этот график является образующей, огибающей гравитационной воронки массивного точечного объекта, по сути, Чёрной дыры. Ранее мы выдвинули предположение о том, что внутри Чёрной дыры на самом деле находится нейтронная звезда конечных размеров, то есть, никакое падающее на неё пробное тело не может достичь центра. Любой объект на границе этой внутренней нейтронной звезды попросту распадается, превращается в тонкий слой нейтронов.
Интересно рассмотреть другой случай, когда массивное тело M позволяет пройти внутрь, сквозь себя. Это, например, газообразное или пылеобразное тело. В этом случае любое твёрдое пробное тело может достичь центра и попасть в область нулевой гравитации. Для такого случая добавим эту часть графику силы, слева. Согласно проделанным вычислениям, внутри такого пылеобразного или газообразного тела с неизменной плотностью на пробное тело действует сила, изменяющаяся приблизительно по закону параболы. Не накладывая особых требований на этот график, представим его в следующем приблизительном виде
Рис. 3.6. Образующая гравитационной воронки массивного объекта M — зависимость силы F(R) от удалённости с учётом размера звезды и её газообразности, то есть, возможности пробного тела m погрузиться в глубину звезды вплоть до её центра. Слева график дополнен силами F(r), действующими внутри массивного объекта.
Теперь, используя эту непрерывную на всём протяжении функцию, строим гравитационную воронку массивного тела M, пылеобразной или газообразной структуры, допускающего проникновение пробного тела до центра — рис. 3.7.
Напомним, что центр массивного тела находится в начале координат, оно показано полупрозрачным. Центр пробного тела так же находится в плоскости X0Y. Традиционные промежуточные эллипсы на гравитационной воронке не показаны, чтобы не затенять рисунок. Гравитационная воронка показана в разрезе, её образующая выделена красной линией. На рисунке видно, что максимум силы притяжения находится на поверхности массивного тела, а в его центре, в начале координат гравитация нулевая, там невесомость.
Рис. 3.7. Гравитационная воронка массивного тела — разрез. Максимум силы притяжения — на его поверхности. В центре — нулевая гравитация. И массивное и пробное тело показаны в двухмерном пространстве X0Y, третья координата — сила — не является пространственной координатой.
Выводы
Метафору с прогибающейся резиновой мембраной следует признать недостаточно корректной демонстрацией возникновения силы гравитации вследствие искривления пространства-времени. Образующаяся в результате прогиба гравитационная воронка в модели кажется трёхмерным пространственным объектом. Однако такое изображение, рисунок вводит читателя в заблуждение. Создаётся впечатление, что по изображённой изогнутой поверхности могут скатываться мелкие тела. На самом деле эта воронка является двухмерным графиком силы, а по графику ничто скатываться не может. Вся конструкция с резиновой мембраной является объектом в двухмерном пространстве.
Если задаться вопросом, что же именно тянет тела при скатывании, можно сразу же обнаружить противоречие: сила гравитации объясняется силой гравитации, что является тавтологией. При мысленном повороте рисунка, приведении оси силы в горизонтальное положение в дополнение к гравитационному объяснению гравитации можно обнаружить ещё и странность в пространственной трактовке этой оси.