Если к вам подойдёт знакомый или ребенок и скажет: «Не знаю что такое чёрная дыра в космосе» сможете ли вы с ходу рассказать об этом необычном явлении? Сможете! И даже очень подробно, если прочитаете нашу статью.
Содержание
Что такое чёрная дыра
Место, где изменяется пространство и время, а притяжение действует так сильно, что ни одно попавшее туда космическое тело, молекула или атом обратно не возвращались. Даже свет не может выбраться из её плена (поэтому её называют «чёрная»).
Увы, но учёным так и не удалось заглянуть внутрь этого самого загадочного космического объекта. Мы достоверно не знаем, что происходит в чёрной дыре. Но концепцию её функционирования описал Альберт Эйнштейн в своём самом известном научном труде — Теории относительности.
Общий вывод, с которым согласны ученые мира, заключается в том, что чёрная дыра – умершая звезда очень большой массы. Ядро, после её затухания, силой собственной гравитации, втянуло в себя оболочку звезды, уплотнившись и став невероятно тяжелым. Далее этот массивный объект начал притягивать все окружающие предметы. Они, в свою очередь, падали и спрессовывались, утяжеляя своей массой разрастающийся объект, сила гравитации которого многократно усиливалась. В результате появилась область с неимоверно сильным притяжением, поглощающая всё вокруг, включая свет.
Края чёрной дыры называют горизонтом событий. Пересекающие границу этого горизонта, оказываются в сингулярности – месте, где не работают законы физики, не существует пространства и времени.
Действительно ли дыра чёрная?
На самом деле она не чёрная! Исходя из того, что чёрная дыра когда-то была звездой, мы можем сделать вывод, что она тёмно-тёмно красная.
Достоверно определить её цвет ученые не могут. Пока удалось получить лишь одну фотографию чёрной дыры (причём, не самого объекта, а лишь его тени). Рассмотреть на фоне тёмного космоса ещё более темный объект (который к тому же не отражает свет) практически невозможно. Увидеть чёрную дыру реально лишь когда за ней появится какой-то объект, излучающий свет.
Стивен Хокинг является автором гипотезы о том, что чёрные дыры всё же могут излучать какие-то частицы. В своём труде он говорит, что чем меньше чёрная дыра, тем она слабее, а значит, даёт больше излучений.
Состав чёрной дыры
Фактически существование чёрных дыр смогли доказать только в 2015 году. Самое первое фото (не самого лучшего качества) удалось получить лишь в 2019. Многие астрофизики отметили это событие как прорыв последнего десятилетия.
Пока достоверно можно сказать, что самый загадочный объект в космосе состоит из массы. Это не только метеориты, пыль и планеты затянутые за горизонт событий. Даже если посветить фонариком в чёрную дыру — она затянет в себя частицы света и её масса увеличится.
Существует целый ряд разновидностей чёрных дыр:
Самые редкие представители — ультрамассивные. Недавно астрофизики вычислили одну из чёрных дыр в супертяжёлом весе. Она располагается в галактике Holm 15A. По расчётам, её масса превышает 40 миллиардов масс нашего Солнца и в два раза больше чем у других известных тяжеловесов. На данный момент это самый тяжелый объект из всех известных человечеству. Найти его удалось случайно, при наблюдении за движением звезд.
Сверхмассивные дыры – это объекты со сравнительно невысокой плотностью. Попасть в ряд сверхмассивных могут чёрные дыры, у которых масса превышает солнечную в 105, но не более чем в 1011 раз. Именно такая чёрная дыра располагается в центре Млечного пути.
К дырам средней массы относятся те, которые находятся на промежуточном этапе роста. Такие дыры укрупняются и набирают вес за счет поглощения скоплений газов, либо пожирая соседние звёзды.
Самой малой считается дыра звездной массы — это объект, согласно общепринятым гипотезам, появившейся в результате схлопывания угасшей звезды. Чтобы стать чёрной дырой звезда должна иметь минимальную масса около трех солнечных.
Сколько чёрных дыр во Вселенной?
На этот вопрос ответа нет. Вселенная бесконечна. Никто даже не скажет сколько дыр вблизи нас, так как даже наблюдать за ними невероятно сложно. Люди пока только начинают изучение этих космических объектов. В галактике Млечный путь ученые насчитали около десятка дыр. Но в нашей галактике до 400 миллиардов звезд, потенциально способных стать в конце своей жизни чёрной дырой.
Как были открыты чёрные дыры?
История открытия и изучения чёрных дыр началась очень давно и продолжается сегодня. Конечно, человечество прошло трудный путь от теории до практического обнаружения этих загадочных объектов. Изначально существование чёрных дых было рассчитано теоретиками.
Первым, кто заговорил о существовании чёрных дых, был даже не учённый, а священник из Англии. Он в 1783 году рассчитал, что сжимая космическое тело можно вызвать мощнейшей гравитации. Следующим, кто озвучил подобные мысли, был ученый из Франции Пьер Лаплас.
Конечно, самым известным физиком, попытавшимся раскрыть тайну чёрных дыр, стал Альберт Эйнштейн. Основные уравнения Теории относительности он написал в 1915 году. Ровно через год его дело продолжил физик Карл Шварцшильд. Он занимался расчётами времени и пространства внутри и снаружи объектов, о которых говорил Эйнштейн.
Сам термин «Чёрная дыра» появился лишь в 1968 году. Его озвучил американец Джон Уиллер, занимавшийся теоретической физикой.
Большой вклад в изучение чёрных дыр внесли индийский астрофизик Субраманьян Чандрасекар и легенда мировой науки Стивен Хокинг.
Но все перечисленные свершения произошли в теоретическом поле. На практике заметить реальное существование космических дыр смогли в 1971 году. В телескоп удалось разглядеть место, в котором происходило поглощение космических тел. Назвали странный объект «Лебедь Х-1». С этого момента теория начала обрастать практической составляющей.
Первая в истории фотография была сделана астрономами в ходе реализации международного проекта «Event Horizon Telescope». Вернее, удалось запечатлеть тень чёрной дыры, попавшую на светящееся газовое облако.
Для того чтобы сделать «фото века» использовали восемь радиотелескопов, рассредоточенных по всей планете. Два года сложнейшей работы, 10 петабайт данных и ещё полтора года на обработку результатов в итоге привели учёных к получению одного единственного снимка. На нём запечатлён сверхмассивный объект из галактики Messier 87.
Что произойдёт с нами, если мы попадём в чёрную дыру?
Представим себе, что в ходе космической миссии наш корабль попал в чёрную дыру. Сразу мы ничего не заметим. Жизнь внутри корабля, попавшего за горизонт событий, будет продолжаться. Но если бы была возможность посмотреть через телескоп в иллюминатор нашего корабля (находясь при этом далеко за пределами чёрной дыры), то наблюдатель увидел бы, что все объекты замерли. Потому что время внутри чёрной дыры растягивается в бесконечность. Все законы физики будут отменены. Но чем ближе комический корабль будет её центру, тем больше на него будет воздействовать гравитация. В конечном итоге он начнёт растягиваться и сольётся с общей массой дыры.
Есть ряд сценариев дальнейшего развития событий. Самый распространенный предрекает нашему кораблю (и всему что попало внутрь дыры) превращение в пучок плазмы.