До сих пор, рассматривая процессы, происходящие в "черных дырах", мы не уделяли внимания такому важному вопросу, как фактор времени. Ведь все происходит не только в пространстве, но и во времени. Роль этого фактора отражает специальная теория относительности (СТО). В ее основе лежат математические соотношения, носящие названия "преобразования Лоренца". Эти соотношения предполагают, что течение времени находится в прямой зависимости от скорости перемещения предметов в пространстве относительно друг друга. Чем быстрее перемещаются предметы, тем медленнее течет время. Согласно постулату Эйнштейна, для любого наблюдателя скорость света всегда постоянна и составляет 300.000 км/с.
Казалось бы, что этот постулат противоречит здравому смыслу, поскольку он, как будто не учитывает возможности сложения скоростей. Например, если два предмета удаляются друг от друга со скоростью, близкой скорости света, то расстояние между ними должно увеличиваться со скоростью, большей скорости света в результате сложения скоростей. Но в соответствии со специальной теорией относительности в этом случае изменится течение времени, и в результате его замедления процесс будет протекать в новых временных координатах.
Из преобразований Лоренца вытекают также конкретные следствия об изменениях длины и массы в зависимости от скорости относительно различных наблюдателей. В частности, для покоящегося наблюдателя мерные линейки движущегося космонавта сокращаются по длине, если их расположить в направлении движения. Этот эффект, иногда называемый "сокращение масштабов Лоренца-Фитцджеральда", особенно усиливается с приближением к скорости света. При скорости, равной скорости света, длина мерных линеек космонавта равна нулю. Массы же предметов, движущихся с большими скоростями относительно покоящегося наблюдателя, увеличиваются и при движении со скоростью света становятся бесконечно большими. Графики изменения времени, длины и массы в зависимости от скорости приводятся на рис. 12. По оси абсцисс на этих графиках отложены скорости перемещения предметов, выраженные в долях скорости света (С).
Рис. 12. Изменение времени, длины и массы в зависимости от скорости перемещения.
Таковы основные положения теории относительности. Теперь рассмотрим, как они согласуются с концепциями многомерности пространства и времени. Прежде всего обращает на себя внимание то, что вся общая теория относительности базируется на понятии об искривлении пространства, причем при формировании концепции природы нейтронных звезд и "черных дыр" рассматриваются даже случаи свертывания пространства. Так, например, при "черных дырах" с массой, равной массе Солнца, их радиус горизонта событий не превышает трех километров.