Разобраться в структуре черных дыр удобнее всего, представив себе воображаемое путешествие на космическом корабле, оборудованном большими смотровыми иллюминаторами. В ряде следующих глав мы используем такую «технику» и сможем узнать, что увидели бы бесстрашные астрономы, если бы они действительно отправились в путешествие к различным типам черных дыр, в сами эти дыры и даже сквозь них.

Вообразим себе космический корабль показанный на рис. 8.13. Он снабжен двумя большими иллюминаторами. Носовой иллюминатор смотрит прямо в центр черной дыры, а кормовой — в противоположном направлении, позволяя обозревать окружающую Вселенную. Из каждого иллюминатора видна в точности половина всего неба. Кроме того, наш космический корабль обладает очень мощными ракетными двигателями, позволяющими ему удерживаться на разных высотах над горизонтом событий. На борту корабля находятся два астронома, которые фотографируют с различных расстояний от черной дыры все, что им видно из иллюминаторов.

      Для удобства наши космические астрономы выражают свое расстояние от черной дыры в шварцшильдовских радиусах, а не милях или километрах. Вспомним, что шварцшильдовский радиус — это радиус горизонта событий. Чем массивнее черная дыра, тем больше ее шварцшильдовский радиус
      Путешествие двух астрономов на нашем воображаемом космическом корабле начинается с того, что этому уникальному кораблю предоставляется возможность просто падать на черную дыру вдоль ее радиуса. На разных этапах сближения с дырой космонавты включают мощные ракетные двигатели, которые мгновенно останавливают падение корабля.

В эти моменты покоя астрономы делают два снимка — один из носового иллюминатора (вид в сторону черной дыры), а другой — из кормового (вид назад на Вселенную). Корабль останавливался пять раз, и всякий раз делалась пара фотографий.
      На рис. 8.14 показано, где был космический корабль относительно черной дыры в моменты получения снимков.
      На очень больших расстояниях от черной дыры сама дыра выглядела как маленькое пятно света в середине носового иллюминатора (рис. 8.15,a). Окружающее небо оставалось практически неискаженным, за одним важным исключением. Все звезды во Вселенной посылают хоть немного света в окрестности фотонной сферы. Этот свет кружит вокруг черной дыры раз-другой или больше, а затем его траектория раскручивается спиралью навстречу космическому кораблю.

Поэтому астроном, проводящий наблюдения через носовой иллюминатор, видит многократные изображения всех звезд Вселенной, обрамляющие видимый «край» черной дыры. (Чтобы рис. 8.15,a-f не получились перегруженными, все эти многократные изображения опущены.) Таким образом, вид неба около черной дыры будет весьма сложным и искаженным.
      Фото a: (вид издалека от черной дыры). Расстояние от черной дыры равно многим шварцшильдовским радиусам. Черная дыра выглядит отсюда как маленькое черное пятнышко в центре поля зрения носового иллюминатора. Фото b: (вид с расстояния 5 шварцшильдовских радиусов). При взгляде с 5 шварцшильдовских радиусов угловой поперечник черной дыры составляет около 46 градусов; она занимает центральную часть поля зрения носового иллюминатора. Дали Вселенной все еще видны в кормовой иллюминатор, хотя там уже заметны некоторые искажения. Фото c: (вид с расстояния 2 шварцшильдовских радиуса). При взгляде с 2 шварцшильдовских радиусов угловой поперечник черной дыры достигает 136 градусов, и она закрывает большую часть поля зрения носового иллюминатора. Вид в кормовом иллюминаторе еще более искажен, чем на фото Б. Фото d: (вид с поверхности фотонной сферы). При взгляде с фотонной сферы (1.5 шварцшильдовского радиуса) черная дыра заполняет все поле зрения носового иллюминатора, так что ее угловой поперечник равен 180 градусов. Вид назад также чрезвычайно искажен, особенно по краям поля зрения. Фото f: (вид с высоты в несколько метров над горизонтом событий). Прямо над горизонтом событий носовой иллюминатор сплошь черный. Кажущиеся «края» черной дыры теперь заполняют со всех сторон кормовой иллюминатор. Видимая через него внешняя Вселенная сжалась теперь в небольшой кружок с центром в направлении от черной дыры.