Черные дыры: главная загадка Вселенной

Черные дыры: главная загадка Вселенной

«Настоящая наука гораздо более увлекательна, потому что она реальна. Фантасты никогда и не предполагали наличия черных дыр, пока об этом не задумались ученые», — писал известный исследователь феномена черных дыр Стивен Хокинг. Но что мы знаем о черных дырах? Их существование окружено мифами, а ученые открывают все новые и новые факты, опровергая вчерашние аксиомы. Что же известно на сегодняшний день о загадочных черных дырах?

Часто можно услышать, что черная дыра – это огромное плотное тело, которое притягивает к себе все окружающее вещество, в том числе и свет – именно поэтому она названа черной. Но на самом деле слухи о ее плотности сильно преувеличены. Чем больше черная дыра, тем ниже ее плотность у внешних границ. Например, черная дыра массой около миллиона Солнц у границ имеет плотность, равную плотности воды. А черная дыра массой в миллиард Солнц у границ имеет плотность ниже, чем у воздуха.

Границы черной дыры называются горизонтом событий. Но горизонт событий – не поверхность, как горизонт Земли. На «внешнем крае» черной дыры нет физической преграды или перепада давления. И если представить, что мы летим к черной дыре, в какой-то момент мы пересечем горизонт событий, но не заметим этого. Однако, повернуть обратно уже не сможем.

В центре черной дыры находится сингулярность – одна из главных загадок современной астрономии. Параметры сингулярности не совсем ясны, но, согласно формулам, это точка, в которой плотность равна бесконечности, а время останавливается.

Черная дыра – универсальный поглотитель: если в нее что-то попало, достать невозможно. Даже если в черную дыру отправить некий прибор, он не сможет передать информацию о том, что с ним происходит: из черной дыры ничего не выходит, в том числе и информация.

Впрочем, есть одно исключение – излучение Хокинга. Виртуальные частицы, рождающиеся вокруг черной дыры в общем-то из ничего (да, современная физика считает: такое возможно), порождают вполне реальное излучение. Это излучение забирает часть энергии у черной дыры. Такой процесс называется испарением черной дыры.

Вопреки расхожему мнению о невидимости черных дыр, их можно обнаружить даже с Земли. Первый способ – проследить за траекторией звезд. Во Вселенной есть участки, где звезды движутся по определенным орбитам, определяемым притяжением таящейся поблизости черной дыры. Второй способ – найти «светящуюся» черную дыру. Она притягивает к себе пыль и газ, которых очень много во Вселенной. Под воздействием тяготения эти частицы приобретают настолько большую скорость, практически световую, что в результате трения сами начинают излучать свет. Поскольку этот свет появился до того, как частицы были поглощены черной дырой, мы можем его увидеть.

В далеком космосе, за пределами нашей галактики, можно найти блазары и лацертиды – гигантские эллиптические галактики, в центре которых расположена сверхмассивная черная дыра.

Реальное фото: блазар среди звезд.

Они настолько ярко светят, что с Земли видны как обычные звезды, хотя являются целыми галактиками, расположенными в миллиарды раз дальше звезд.

Если представить себе огромную черную дыру размером с нашу Вселенную, то ее плотность окажется близка к плотности вакуума. Возможно, мы живем внутри огромной черной дыры?

По материалам лекции кандидата физ.-мат. наук, с.н.с. Лаборатории физики звезд К.Л. Масленникова «Черные дыры, блазары и лацертиды».

Еще больше о черных дырах и тайнах Вселенной можно узнать на лекциях, которые проходят в обсерватории. Следите за новостями!