Черные дыры в космосе — интересные факты

Наверное, нет никакого другого объекта в космосе, который бы привлекал к себе столько внимания и будоражил так воображение человека, будь то простой обыватель или крупный учёный, как чёрные дыры. И это не удивительно. Даже название данного космического объекта уже начинает будить воображение и рисовать удивительные картины чего-то необыкновенного. А когда любопытствующий узнаёт о том, что все попадающее в район притяжения чёрной дыры, или по-научному в зону действия гравитационного поля, исчезают бесследно, то он и сам пополняет ряды умов, постоянно интересующихся данной проблемой. Но не будем долго интриговать читателей и приступим к изложению существа вопроса. Черные дыры в космосе — интересные факты, история, подтверждение существования, гипотезы о возникновении, свойствах и исчезновении.

История

А с того, что профессор Кембриджского университета, астроном Д. Мичел, выдвинул гипотезу о возможности существования в космосе тел с огромной силой гравитации. Настолько, что даже луч света не сможет освободиться от такого притяжения. Произведя расчёты и допустив сжатие Солнца до 6 км в диаметре, он обосновал свою теорию. Это и было рождением нового космического термина – чёрная дыра. К аналогичным заключениям пришёл учёный из Франции Пьер-Симон Лаплас, но позже — в 1796 году. Название не совсем отражает суть данного явления, ведь полное отсутствие света – темнота, а не черный цвет.

Безусловно, гипотеза не оставила равнодушными учёных, и проблемой этих таинственных объектов вселенной в своё время занимались выдающиеся деятели науки. Среди них был создатель теории относительности Альберт Эйнштейн, который писал о них именно в контексте своих открытий. Кстати, сам он не верил в существование этих притягивающих к себе объектов космоса. По иронии судьбы, в 1939 году Роберт Оппенгеймер, американский физик и один из «отцов» создателей ядерного оружия, доказал существование чёрных дыр. И сделал это с помощью теории относительности Эйнштейна! В 1967 усилиями астрофизика из США Джона Уиллера чёрные дыры как физическое явление были признаны учёным сообществом. Именно он и ввёл термин «чёрная дыра». Пока что всё это были лишь теоретические исследования, гипотезы, предположения, догадки, подкреплённые лишь математическими подсчетами. Настоящей науке и всем любителям познания звёздного неба этого было мало. Нужны были конкретные астрономические наблюдения, подтверждающие данную гипотезу.

Подтверждение существования

Практика – критерий истины. Существование чёрных нужно было подтвердить практически. Голландский астроном-исследователь Маартен-Шмидт в 1963 году увидел в свой телескоп очень яркие космические объекты. Настолько яркие, что их свечение значительно превосходило свечение звёзд, находящихся на значительно более близком расстоянии.

Это навело его на мысль, о том, что данное явление могло быть вызвано только одной причиной. А именно, поглощением телом большой массы окружающих материальных объектов, притянутых силой гравитации, данное явление носит название аккреция. Необыкновенно яркие объекты получили название квазар. Значит, в центре квазаров присутствует чёрная дыра! Поглощая материю квазаров, она придавала ей такую скорость, что частицы излучали свет в окружающее пространство. Эту светящуюся сферу вокруг чёрной дыры называют аккреционным диском. Он и даёт возможность обнаружить чёрную дыру. Но только тогда, когда она поглощает газопылевое облако или звезду. В другое время она незаметна, иные методы исследования (кроме визуального наблюдения) не позволяют выявить её присутствие.

Впервые чёрные дыры увидели в телескоп в 1971 году. Эта дата и является временем подлинного открытия чёрной дыры.

Реальная фотография

Возникновение, существование и исчезновение

Возникновение

Существуют разные версии объясняющее происхождение этих необыкновенных объектов вселенной. Но однозначного ответа нет. Вселенная полна тайн, причём подчас парадоксальных и необъяснимых с точки зрения современной науки. Тем не менее, существуют следующие гипотезы возникновения чёрных дыр:

• гравитационный коллапс массивной звезды в окончательном периоде её существования;
• коллапс центра галактики;
• теория Большого взрыва как первопричины возникновения чёрных дыр;
• формирование квантовых чёрных дыр.

Остановимся более подробно на первом случае, как наиболее реалистичном. Запас топлива любой звезды имеет ограниченный природой предел. Не составляет исключение и наше Солнце. И как только этот запас начинает заканчиваться, звезда «гаснет». Время существования звезды исчисляется миллиардами лет, рано или поздно звезда «угасает» превращаясь при этом, в зависимости от размера, в белого карлика, нейтронную звезду или чёрную дыру. Чёрной дырой становятся самые крупные, массивные звёзды, обладающие гигантскими размерами. Звезда массой равной примерно десяти нашим Солнцам вполне может стать чёрной дырой по окончании своего жизненного цикла.

Но всё это объясняет лишь возникновение малых и средних чёрных дыр. Откуда же берутся гигантские чёрные дыры? Объяснение можно найти во второй и третьей гипотезе.

Откровенно говоря, процесс появления черных дыр до конца ещё не изучен. К тому же он очень сложный и может длиться миллиарды лет. Есть возможность приблизиться к истине, изучая физику промежуточных чёрных дыр. Это те самые звезды, пребывающие в процессе угасания.

Существование

В галактике Млечного пути сотни миллионов чёрных дыр. Столько же в галактике Андромеда. А до неё – 2,5 миллиона световых лет. В нашей галактике находится невероятно массивная чёрная дыра, вокруг которой вращаются всё звёзды Млечного пути. Сила гравитации чёрной дыры такова, что притягивает и не выпускает даже луч света. Но заметить саму огромную «красавицу» в телескоп достаточно сложно. Она сама свет не излучает. Возможность увидеть чёрную дыру появляется только в момент поглощения другой звезды по характерному в данном случае излучению.

Чёрные дыры обладают настолько сильными гравитационными полями, что способны искажать пространство и даже время! Материальный объект будет разорван на атомы, оказавшись внутри чёрной дыры. Во время прохождения горизонта событий вещество разгоняется до скорости света. Допустим, что космический корабль приблизился к чёрной дыре. Включив двигатель, он пытается сопротивляться силе её гравитации. Участь корабля будет незавидной. Чем сильнее он будет пытаться освободиться, тем быстрее упадёт в неё. Объяснением этому парадоксальному явлению будет вихревое гравитационное поле.

Большая чёрная дыра пребывает в центре галактики NGC 1277, на расстоянии в 228 миллионов световых лет от Земли. Не так давно обнаружены ещё большие дыры в галактиках: NGC 3842 – созвездие Льва, расстояние – 320 миллионов световых лет; NGC 4849 – скопление Кома, расстояние – 335 миллионов световых лет. Обе громадины имеют массу равную 10 миллиардам солнечных масс! Аппетит этих гигантов таков, что проглотить им нашу солнечную систему ничего не стоит.

Другая крайность самая маленькая, карликовая чёрная дыра. Крошка всего-то в три раза массивнее нашего Солнца. И это минимум массы для возникновения чёрной дыры.

Обладают чёрные дыры и ещё одним свойством – способностью поглощать своих подруг – другие чёрные дыры! Правда, взамен они могут порождать новые Вселенные! В некоторых двойных звёздных системах одна из звёзд — чёрная дыра.

Исчезновение

Открытие, сделанное английским учёным Стивеном Хокингом свидетельствует, что с течением времени, когда поглощать станет нечего, чёрная дыра начнёт испарять накопленное вещество вплоть до полного своего исчезновения.