Чорні дірки в. Надмасивна чорна діра. Відео: чорна діра поглинає газову хмару

Чорна діра у фізиці визначається як область у просторі-часі, гравітаційне тяжіння якої настільки велике, що залишити її не можуть навіть об'єкти, що рухаються зі швидкістю світла, у тому числі і кванти самого світла. Кордон цієї області називається горизонтом подій, та її характерний розмір – гравітаційним радіусом, який названо радіусом Шварцвальда. Чорні дірки – це найзагадковіші об'єкти у Всесвіті. Своєю невдалою назвою вони завдячують американському астрофізику Джону Віллеру. Це він у популярній лекції «Наш Всесвіт: відоме і невідоме» у 1967 р. назвав ці надщільні тіла дірками. Раніше подібні об'єкти називали «зірки, що сколапсували» або «колапсари». Але термін «чорна діра» прижився, і міняти його стало просто неможливо. У Всесвіті існує два типи чорних дірок: 1 – надмасивні чорні дірки, маса яких у мільйони разів більша за масу Сонця (вважається, що такі об'єкти знаходяться в центрах галактик); 2 - менш масивні чорні дірки, які виникають в результаті стиснення гігантських вмираючих зірок, маса їх більше трьох мас Сонця; при стисканні зірки речовина все сильніше ущільнюється і в результаті гравітація об'єкта посилюється настільки, що світло не може подолати її. Чорну дірку не може залишити ні випромінювання, ні речовина. Чорні дірки – це надпотужні гравітатори.

Радіус, до якого має стиснутися зірка, щоб перетворитися на чорну дірку, називається гравітаційним радіусом. Для чорних дірок, що утворилися із зірок, він становить лише кілька десятків кілометрів. У деяких парах подвійних зірок одна з них невидима у найпотужніший телескоп, але маса невидимого компонента в такій гравітаційній системі виявляється надзвичайно великою. Швидше за все, такі об'єкти є або нейтронними зірками, або чорними дірками. Іноді невидимі компоненти у таких парах зривають речовину з нормальної зірки. У цьому випадку газ відокремлюється від зовнішніх шарів видимої зірки і падає невідомо куди – на невидиму чорну дірку. Але перш ніж впасти на дірку, газ випромінює електромагнітні хвилі різної довжини, у тому числі й дуже короткі рентгенівські хвилі. Більш того, поблизу нейтронної зірки або чорної діри газ сильно розігрівається і стає джерелом потужного високоенергійного електромагнітного випромінювання в рентгенівському та гамма-діапазонах. Таке випромінювання не проходить крізь земну атмосферу, але можна спостерігати з допомогою космічних телескопів. Одним із можливих кандидатів у чорні діри вважається сильне джерело рентгенівських променів у сузір'ї Лебедя.

Чорні дірки, темна матерія, темна речовина… Це, безперечно, найдивніші та загадкові об'єкти у космосі. Їхні химерні властивості можуть кинути виклик законам фізики Всесвіту і навіть природі існуючої дійсності. Щоб зрозуміти, що таке чорні дірки, вчені пропонують “змінити орієнтири”, навчитися думати нестандартно й застосувати трохи фантазії. Чорні дірки утворюються з ядер супер масивних зірок, які можна охарактеризувати як область простору, де величезна маса зосереджена в порожнечі, і нічого навіть світло не може там уникнути гравітаційного тяжіння. Це та область, де друга космічна швидкість перевищує швидкість світла: І чим масивніший об'єкт руху, тим швидше він повинен рухатися для того, щоб позбавитися сили своєї тяжкості. Це відомо як друга космічна швидкість.

Енциклопедія Кольєра називає чорними дірками область у просторі, що виникла в результаті повного гравітаційного колапсу речовини, в якій гравітаційне тяжіння таке велике, що ні речовина, ні світло, ні інші носії інформації не можуть її залишити. Тому внутрішня частина чорної діри причинно не пов'язана з рештою Всесвіту; фізичні процеси, що відбуваються всередині чорної діри, не можуть впливати на процеси поза нею. Чорна діра оточена поверхнею з властивістю односпрямованої мембрани: речовина та випромінювання вільно падає крізь неї у чорну дірку, але звідти ніщо не може вийти. Цю поверхню називають "горизонтом подій".

Історія відкриття

Чорні діри, передбачені загальною теорією відносності (теорією гравітації, запропонованої Ейнштейном в 1915) та іншими, більш сучасними теоріями тяжіння, були математично обгрунтовані Р. Оппенгеймером і Х. Снайдером в 1939. Але властивості простору і часу в околиці що астрономи та фізики протягом 25 років не ставилися до них серйозно. Проте астрономічні відкриття у середині 1960-х років змусили глянути на чорні дірки як на можливу фізичну реальність. Нові відкриття та вивчення може принципово змінити наші уявлення про простір та час, проливаючи світло на мільярди космічних таємниць.

Освіта чорних дірок

Поки що у надрах зірки відбуваються термоядерні реакції, вони підтримують високу температуру і тиск, перешкоджаючи стиску зірки під впливом власної гравітації. Однак згодом ядерне паливо виснажується, і зірка починає стискатися. Розрахунки показують, що й маса зірки вбирається у трьох мас Сонця, вона виграє “битву з гравітацією”: її гравітаційний колапс буде зупинено тиском “виродженого” речовини, і зірка назавжди перетвориться на білий карлик чи нейтронну зірку. Але якщо маса зірки більше трьох сонячних, то вже ніщо не зможе зупинити її катастрофічного колапсу і вона швидко піде під обрій подій, ставши чорною діркою.

Чорна діра – дірка від бублика?

Те, що не випромінює світло, помітити непросто. Одним із способів пошуку чорної діри є пошук областей у відкритому космосі, які мають велику масу і знаходяться в темному просторі. При пошуку подібних типів об'єктів астрономи виявили їх у двох основних областях: у центрах галактик та у подвійних зіркових системах нашої Галактики. Загалом, як припускають вчені, існує десятки мільйонів таких об'єктів.

В даний час єдиний достовірний спосіб відрізнити чорну дірку від об'єкта іншого типу полягає в тому, щоб виміряти масу та розміри об'єкта та порівняти його радіус з

Таку назву вона отримала через те, що поглинає світло, але не відбиває його як інші об'єкти. Насправді фактів про чорні дірки існує безліч, і про деякі найцікавіші ми сьогодні розповімо. До відносно недавнього часу вважалося, що чорна діра в космосівсмоктує все, що поруч із нею перебуває чи пролітає: планети сміття, проте, нещодавно вчені стали стверджувати - вміст згодом «випльовується» назад, лише у іншому вигляді. Якщо вас цікавлять чорні дірки у космосі цікаві фактипро них ми сьогодні розповімо докладніше.

Чи існує загроза Землі?

Є дві чорні дірки, які можуть становити реальну загрозу нашій планеті, але вони знаходяться, на щастя, для нас далеко на відстані приблизно 1600 світлових років. Вчені змогли виявити ці об'єкти тільки тому, що вони знаходилися поблизу Сонячної Системи і спеціальні прилади, що вловлюють рентгенівські промені, змогли їх побачити. Є припущення, що величезна сила гравітації здатна вплинути на чорні дірки таким чином, що вони зіллються в одну.

Навряд чи хтось із сучасників зможе застати той момент, коли ці таємничі об'єкти зникнуть. Так повільно відбувається процес загибелі дірок.

Чорна діра - це зірка у минулому

Як утворюються чорні дірки в космосі? Зірки мають значний запас термоядерного палива, через що вони і світяться так яскраво. Але всі ресурси закінчуються, і зірка охолоджується, поступово втрачаючи своє свічення і перетворюючись на чорного карлика. Відомо, що в зорі, що охолола, відбувається процес стиснення, в результаті вона вибухає, а її частинки розлітаються на величезні відстані в космосі, притягуючи сусідні об'єкти, тим самим збільшуючи розмір чорної діри.

Найцікавіше про чорні дірки в космосінам ще належить вивчити, але дивно, щільність її, незважаючи на значні розміри, може дорівнювати щільності повітря. Це говорить про те, що навіть найбільші об'єкти космосу можуть мати таку саму вагу, як повітря, тобто бути неймовірно легкими. Ось як з'являються чорні дірки в космосі.

Час у самій чорній дірі й біля тече дуже повільно, тому об'єкти, що пролітають поруч, сповільнюють свій рух. Причиною всьому величезна сила гравітації, ще дивовижніший факт, всі процеси, що відбуваються в самій дірці, мають неймовірну швидкість. Допустимо, якщо спостерігати за тим як виглядає чорна діра в космосі, перебуваючи за межами всепоглинаючої маси, здається, що все стоїть на місці. Однак варто тільки потрапити всередину об'єкту, його миттєво розірвало б. Сьогодні нам показують, як виглядає чорна діра в космосі., змодельована спеціальними програмами.

Визначення чорної дірки?

Тепер ми знаємо звідки беруться чорні дірки у космосі. Але що в них особливого? Сказати, що чорна дірка - це планета чи зірка неможливо апріорі, бо це тіло не газове та не тверде. Це об'єкт, який здатний спотворювати не лише ширину, довжину та висоту, а й тимчасову шкалу. Що не піддається фізичним законам. Вчені стверджують, що час у районі горизонту просторової одиниці може рухатися вперед та назад. Що знаходиться в чорній дірі у космосінеможливо собі уявити, що світлові кванти, що потрапляють туди, множаться в кілька разів на масу сингулярності, цей процес збільшує міць гравітаційної сили. Тому, якщо взяти із собою ліхтарик і вирушити чорну дірку, світитися він не буде. Сингулярність - точка, в якій все прагне нескінченності.

Структура чорної дірки – це сингулярність та обрій подій. Усередині сингулярності фізичні теорії повністю втрачають свій сенс, тому досі вона залишається загадкою для вчених. Перетинаючи кордон (горизонт подій), фізичний об'єкт втрачає можливість повернутися. Ми знаємо далеко не все про чорні діри в космосіАле інтерес до них не згасає.

>

Розгляньте загадкові та невидимі чорні діриу Всесвіті: цікаві факти, дослідження Ейнштейна, надмасивні та проміжні типи, теорія, будова.

– одні з найцікавіших та найтаємничіших об'єктів у космічному просторі. Мають високу щільність, а гравітаційна сила настільки потужна, що навіть світла не вдається вирватися за її межі.

Вперше про чорні діри заговорив Альберт Ейнштейн у 1916 році, коли створив загальну теорію відносності. Сам термін виник у 1967 році завдяки Джону Уїлеру. А першу чорну дірку «помітили» 1971 року.

Класифікація чорних дірок включає три типи: чорні діри зоряної маси, надмасивні та чорні діри середньої маси. Обов'язково подивіться відео про чорні дірки, щоб дізнатися багато цікавих фактів та познайомитись із цими загадковими космічними формуваннями ближче.

Цікаві факти про чорні діри

• Якщо ви опинилися всередині чорної дірки, то гравітація вас розтягуватиме. Але боятися не потрібно, адже ви помрете ще до того, як досягнете сингулярності. Дослідження 2012 року припустили, що квантові ефекти перетворюють обрій подій на вогненну стіну, що зробила з вас купку попелу.
• Чорні дірки не «всмоктують». Цей процес викликається вакуумом, якого немає у цій освіті. Тож матеріал просто падає.
• Першою чорною діркою став Лебідь Х-1, знайдений ракетами із лічильниками Гейгера. 1971 року вчені отримали сигнал радіовипромінювання від Лебедя Х-1. Цей об'єкт став предметом суперечки між Кіпом Торном та Стівеном Хокінгом. Останній уважав, що це не чорна діра. 1990 року він визнав свою поразку.
• Крихітні чорні діри могли з'явитися відразу після Великого Вибуху. Простір, що стрімко обертається, стискав деякі області в щільні дірки, з меншою масивністю, ніж у Сонця.
• Якщо зірка підійде надто близько, її може розірвати.
• За загальним підрахунком, існує приблизно до мільярда зіркових чорних дірок із масою втричі більше за сонячну.
• Якщо порівнювати теорію струн та класичну механіку, то перша породжує більше різновидів потужних гігантів.

Небезпека чорних дірок

Коли зірка закінчує паливо, вона може запустити процес саморуйнування. Якщо її маса була втричі більша за сонячну, то ядро, що залишилося, стане нейтронною зіркою або білим карликом. Але більша зірка трансформується у чорну дірку.

Такі об'єкти маленькі, але мають неймовірну щільність. Уявіть, що перед вами об'єкт, розміром у місто, але його маса втричі більша за сонячну. Це створює неймовірно величезну гравітаційну силу, яка притягує пил та газ, збільшуючи його розміри. Ви здивуєтеся, але може розташовуватися кілька сотень мільйонів зіркових чорних дір.

Надмасивні чорні дірки

Звичайно, ніщо у Всесвіті не зрівняється зі страхітливими надмасивними чорними дірками. Вони перевершують сонячну масу у мільярди разів. Вважають, що такі об'єкти є практично у кожній галактиці. Вчені поки що не знають усіх тонкощів процесу формування. Швидше за все, вони виростають за рахунок накопичення маси з навколишнього пилу та газу.

Можливо, вони завдячують своїм масштабам злиття тисячі невеликих чорних дірок. Або ж могло зруйнуватися ціле зоряне скупчення.

Чорні дірки в центрах галактик

Астрофізик Ольга Сільченко про відкриття надмасивної чорної діри в туманності Андромеди, дослідженнях Джона Корменді та темних гравітуючих тілах:

Природа космічних радіоджерел

Астрофізик Анатолій Засов про синхротронне випромінювання, чорні діри в ядрах далеких галактик і нейтральний газ:

Проміжні чорні дірки

Нещодавно вчені знайшли новий вид - чорні дірки середньої маси (проміжні). Вони можуть формуватися, коли зірки скупчуються, піддавшись ланцюгової реакції. У результаті падають у центр і формують надмасивну чорну дірку.

У 2014 році астрономи виявили проміжний тип у рукаві спіральної галактики. Їх дуже складно знайти, тому що можуть розташовуватись у непередбачуваних місцях.

Мікрочорні діри

Фізик Едуард Боос про безпеку ВАК, народження мікрочорної дірки та поняття мембрани:

Теорія чорних дірок

Чорні дірки – надзвичайно масивні об'єкти, але охоплюють порівняно скромний обсяг простору. Крім того, мають величезну гравітацію, не дозволяючи об'єктам (і навіть світлу) залишити їхню територію. Однак, безпосередньо побачити їх неможливо. Дослідникам доводиться звертатися до випромінювання, що з'являється, коли чорна діра живиться.

Цікаво, але буває так, що речовина, що прямує до чорної дірки, відскакує від обрії подій і викидається назовні. При цьому формуються яскраві струмені матеріалу, що пересуваються на релятивістських швидкостях. Ці викиди можна зафіксувати великих дистанціях.

– дивовижні об'єкти, в яких сила тяжіння настільки величезна, що може згинати світло, деформувати простір та спотворювати час.

У чорних дірах можна виділити три шари: зовнішній та внутрішній горизонт подій та сингулярність.

Горизонт подій чорної дірки – кордон, де у світла зникають усі шанси на втечу. Як тільки частка переходить цей рубіж, вона не зможе піти. Внутрішня область, де є маса чорної дірки, називається сингулярністю.

Якщо ми говоримо з позиції класичної механіки, то нічого не може залишити чорну дірку. Але квантова робить свою поправку. Справа в тому, що кожна частка має античастинку. Вони мають однакові маси, але різний заряд. Якщо перетнулися, то можуть анігілювати один одного.

Коли така пара виникає за межами обрії подій, то одна з них може втягнутися, а друга відштовхнеться. Через це обрій здатний зменшитися, а чорна діра зруйнуватися. Вчені досі намагаються вивчити цей механізм.

Аккреція

Астрофізик Сергій Попов про надмасивні чорні діри, утворення планет і акрецію речовини в ранньому Всесвіті:

Найбільш відомі чорні дірки

Часті питання про чорні діри

Якщо більш ємно, то чорна діра - певна ділянка в космосі, в якій сконцентровано таку величезну кількість маси, що жодному об'єкту не вдається уникнути гравітаційного впливу. Коли йдеться про гравітацію, ми покладаємося на загальну теорію відносності, яку пропонує Альберт Ейнштейн. Щоб розібратися в деталях об'єкта, що вивчається, будемо рухатися поетапно.

Давайте уявимо, що ви знаходитесь на поверхні планети і підкидаєте камінь. Якщо ви не маєте сили Халка, то не зможете докласти достатньо сили. Тоді камінь підніметься на певну висоту, але під тиском гравітації звалиться назад. Якщо ж у вас є прихований потенціал зеленого силача, то ви здатні надати об'єкту достатнього прискорення, завдяки якому він повністю залишить зону гравітаційного впливу. Це називається "швидкість тікання".

Якщо розбити на формулу, ця швидкість залежить від планетарної маси. Чим вона більша, тим потужніше гравітаційне захоплення. Швидкість вильоту покладатиметься на те, де саме ви знаходитесь: чим ближче до центру, тим простіше вибратися. Швидкість вильоту нашої планети – 11.2 км/с, тоді як – 2.4 км/с.

Наближаємося до найцікавішого. Припустимо, у вас є об'єкт з неймовірною концентрацією маси, зібраної в крихітному місці. У такому разі швидкість втікання перевищує швидкість світла. А ми знаємо, що ніщо не рухається швидше за цей показник, а значить, ніхто не зможе подолати таку силу і втекти. Навіть світловому променю це не під силу!

Ще у 18 столітті Лаплас розмірковував над надзвичайною концентрацією маси. Після загальної теорії відносності Карл Шварцшільд зміг знайти математичне рішення для рівняння теорії, щоб описати подібний об'єкт. Далі свій внесок внесли Оппенгеймер, Волькофф і Снайдер (1930-ті рр.). З того моменту люди почали обговорювати цю тему всерйоз. Стало ясно: коли в масивної зірки закінчується паливо, вона не здатна протистояти силі гравітації і повинна звалитися в чорну дірку.

Теоретично Ейнштейна гравітація виступає проявом кривизни у просторі та часу. Справа в тому, що звичайні геометричні правила тут не працюють і масивні об'єкти спотворюють простір-час. Чорна діра має химерні властивості, тому її спотворення видно найвиразніше. Наприклад, об'єкт має «горизонт подій». Це поверхня сфери, що відзначає межу дірки. Тобто, якщо ви переступите цю межу, то дороги назад немає.

Якщо буквально, то це місце, де швидкість втікання прирівнюється до світлової. Поза цим місцем швидкість втікання поступається швидкості світла. Але якщо ваша ракета здатна розігнатися, енергії вистачить на втечу.

Сам обрій досить дивний з погляду геометрії. Якщо ви розташовані далеко, то здасться, що дивіться на статичну поверхню. Але якщо підійти ближче, то приходить усвідомлення, що вона рухається назовні зі світловою швидкістю! Тепер зрозуміло чому легко увійти, але так складно втекти. Так, це дуже заплутано, адже фактично обрій стоїть на місці, але водночас і мчить зі швидкістю світла. Це як у ситуації з Алісою, якій треба було бігти якнайшвидше, щоб просто залишитися на місці.

При попаданні в обрій, простір і час переживають таке сильне спотворення, що координати починають описувати ролі радіальної відстані та часу перемикання. Тобто «r», яка відзначає дистанцію від центру, стає тимчасовою, а за «просторовість» тепер відповідає «t». У результаті ви не зможете перестати пересуватися з меншим показником r, як і не здатні у звичайному часі потрапити в майбутнє. Ви прийдете до сингулярності, де r=0. Можна викидати ракети, запускати двигун на максимум, але вам не втекти.

Термін «чорна діра» вигадав Джон Арчібальд Вілер. До цього їх називали «остиглими зірками».

Фізик Еміль Ахмедов про вивчення чорних дірок, Карла Шварцшильда та гігантських чорних дірок:

Існує два способи обчислити, наскільки щось велике. Можна назвати масу чи яку величину займає ділянку. Якщо брати перший критерій, немає конкретної межі масивності чорної діри. Можна використовувати будь-яку кількість, якщо ви здатні її стиснути до необхідної щільності.

Більшість цих утворень з'явилася після смерті масивних зірок, тому можна очікувати, що їхня вага має бути рівнозначною. Типова маса для такої дірки повинна бути в 10 разів більшою за сонячну – 10 31 кг. Крім того, у кожній галактиці повинна проживати центральна надмасивна чорна діра, маса якої перевищує сонячну в мільйон разів – 10 36 кг.

Чим масивніший об'єкт, тим більше маси охоплює. Радіус горизонту і маса прямо пропорційні, тобто, якщо чорна діра важить у 10 разів більше за іншу, то і її радіус у 10 разів більший. Радіус дірки із сонячною масивністю дорівнює 3 км, а якщо в мільйон разів більше, то 3 мільйони км. Здається, що це надзвичайно потужні речі. Але не забуватимемо, що для астрономії це стандартні поняття. Сонячний радіус досягає 700000 км, а у чорної діри у 4 рази більше.

Припустимо, що вам не пощастило і ваш корабель невблаганно рухається до надмасивної чорної діри. Нема рації боротися. Ви просто вимкнули двигуни і йдете назустріч неминучому. Чого чекати?

Почнемо з невагомості. Ви перебуваєте у вільному падінні, тому екіпаж, корабель і всі деталі невагомі. Чим ближче до центру отвору, тим сильніше відчуваються приливні гравітаційні сили. Наприклад, ваші ноги ближчі до центру, ніж голова. Тоді вам починає здаватися, що вас розтягують. У результаті вас просто розірве на частини.

Ці сили непомітні, поки ви не підійде на віддаленість за 600000 км від центру. Це вже після межі горизонту. Але ми говоримо про величезний об'єкт. Якщо ви падаєте в дірку із сонячною масою, то приливні сили охопили б вас за 6000 км від центру і розірвали до того, як ви підійшли до горизонту (тому ми відправляємо вас у велику, щоб змогли померти вже всередині дірки, а не на підході) .

Що всередині? Не хочеться розчаровувати, але нічого примітного. Деякі об'єкти можуть спотворюватися на вигляд і більше нічого незвичайного. Навіть після переходу горизонту ви бачитимете речі навколо себе, оскільки вони рухаються з вами.

Скільки на все це знадобиться часу? Все залежить від вашої віддаленості. Наприклад, ви почали з точки спокою, де сингулярність у 10 разів більша за радіус діри. Для підходу до горизонту потрібно лише 8 хвилин, а потім ще 7 секунд, щоб увійти в сингулярність. Якщо падаєте в маленьку чорну дірку, все відбудеться швидше.

Як тільки переступите обрій, можете стріляти ракетами, кричати і плакати. На все це у вас 7 секунд, доки не потрапите в сингулярність. Але нічого вже не врятує. Тому просто насолоджуйтеся поїздкою.

Припустимо, ви приречені та падаєте в дірку, а ваш друг/подруга спостерігає за цим здалеку. Ну, він побачить усе по-іншому. Зауважить, що ближче до горизонту ви уповільните свій хід. Але навіть якщо людина просидить сотню років, вона так і не дочекається, коли ви досягнете горизонту.

Спробуємо пояснити. Чорна діра могла з'явитися з зірки, що колапсує. Оскільки матеріал руйнується, то Кирило (нехай буде вашим другом) бачить його зменшення, але ніколи не помітить підходу до горизонту. Саме тому їх називали «замороженими зірками», адже здається, ніби вони замерзають із певним радіусом.

У чому ж справа? Назвемо це оптичною ілюзією. Для формування дірки не потрібна нескінченність, як і переходу через горизонт. У міру вашого підходу світла потрібно більше часу, щоб дістатися Кирила. Якщо точніше, то випромінювання в реальному часі від переходу зафіксується біля горизонту надовго. Ви вже давно переступили за лінію, а Кирило все ще спостерігає світловий сигнал.

Або ж можна підійти з іншого боку. Час тягнеться довше біля обрію. Наприклад, ви маєте суперпотужний корабель. Вам вдалося наблизитися до обрію, побути там пару хвилин і вибратися живим до Кирила. Кого ж ви побачите? Старого! Адже для вас час протікав набагато повільніше.

Що тоді правильно? Ілюзія чи гра часу? Все залежить від системи координат при описі чорної діри. Якщо покладатися на координати Шварцшильда, при перетині горизонту тимчасова координата (t) дорівнює нескінченності. Але показники цієї системи надають розмите уявлення про те, що відбувається біля самого об'єкта. У лінії горизонту всі координати спотворюються (сингулярність). Але ви можете використовувати обидві системи координат, тому дві відповіді мають силу.

Насправді ви просто станете невидимкою, і Кирило перестане вас бачити ще до того, як мине багато часу. Не варто забувати про червоне усунення. Ви випромінюєте спостерігається світло на певній хвилі, але Кирило побачить його на довшій. Хвилі подовжуються в міру наближення до горизонту. Крім того, не варто забувати, що випромінювання відбувається у певних фотонах.

Наприклад, у момент переходу ви відправите останній фотон. Він досягне Кирила у певний кінцевий час (приблизно годину для надмасивної чорної дірки).

Звичайно, ні. Не забувайте про існування обрії подій. Тільки з цієї області ви не можете вибратися. Достатньо просто не наближатися до неї та почувайтеся спокійно. Більш того, з безпечної відстані вам цей об'єкт здаватиметься звичайнісіньким.

Інформаційний парадокс Хокінга

Фізик Еміль Ахмедов про дію гравітації на електромагнітні хвилі, інформаційний парадокс чорних дірок і принцип передбачуваності в науці:

Не панікуйте, тому що Сонцю ніколи не трансформуватись у подібний об'єкт, тому що йому просто не вистачить маси. Тим більше, що воно зберігатиме свій теперішній зовнішній вигляд ще 5 мільярдів років. Потім перейде до етапу червоного гіганта, проковтнувши Меркурій, Венеру і добре підсмаживши нашу планету, а потім стане звичайним білим карликом.

Але давайте віддамося фантазії. Отже, Сонце стало чорною діркою. Почнемо з того, що відразу нас укутає темрява та холод. Земля та інші планети не всмоктуватимуться у дірку. Вони продовжать обертатися навколо нового об'єкта за звичайними орбітами. Чому? Тому що горизонт сягатиме всього 3 км, і гравітація нічого не зможе з нами зробити.

Так. Звісно, ​​ми можемо покладатися на видиме спостереження, оскільки світла не вдається вирватися. Але є непрямі докази. Наприклад, ви бачите ділянку, де може бути чорна діра. Як це перевірити? Почніть із виміру маси. Якщо видно, що в одній області її занадто багато або вона ніби непомітна, то ви на вірному шляху. Є дві точки пошуку: галактичний центр та подвійні системи з рентгенівським випромінюванням.

Таким чином, у 8 галактиках знайшли масивні центральні об'єкти, маса яких ядер коливається від мільйона до мільярда сонячних. Масу обчислюють через спостереження за швидкістю обертання зірок та газу навколо центру. Чим швидше, тим більше має бути маса, щоб утримати їх на орбіті.

Ці масивні об'єкти вважають чорними дірками із двох причин. Ну, просто немає варіантів. Немає нічого масивнішого, темнішого і компактнішого. До того ж є теорія, що у всіх активних та великих галактиках у центрі ховається такий монстр. Але все ж таки це не 100% докази.

Але на користь теорії говорять дві останні знахідки. Біля найближчої активної галактики помітили систему «водяного мазера» (потужне джерело мікрохвильового випромінювання) біля ядра. За допомогою інтерферометра вчені відобразили розподіл газових швидкостей. Тобто вони виміряли швидкість у межах половини світлового року в галактичному центрі. Це допомогло їм зрозуміти, що всередині розташований масивний об'єкт, радіус якого досягає половини світлового року.

Друга знахідка переконує ще більше. Дослідники за допомогою рентгена натрапили на спектральну лінію галактичного ядра, що вказує на присутність поряд атомів, швидкість руху яких неймовірно висока (1/3 світловий). Крім того, випромінювання відповідало червоному зміщенню, що відповідає горизонту чорної дірки.

Ще один клас можна знайти в Чумацькому Шляху. Це зіркові чорні дірки, що формуються після вибуху наднової. Якби вони існували окремо, то навіть поблизу ми навряд чи її помітили б. Але нам щастить, адже більшість існує у подвійних системах. Їх легко знайти, тому що чорна дірка тягтиме масу свого сусіда і впливатиме на нього гравітацією. Вирваний матеріал формує акреційний диск, в якому все нагрівається, а значить, створює сильне випромінювання.

Припустимо, вам удалося знайти подвійну систему. Як зрозуміти, що компактний об'єкт є чорною діркою? Знову звертаємось до маси. Для цього виміряйте орбітальну швидкість сусідньої зірки. Якщо маса неймовірно величезна за таких малих розмірів, то варіантів не залишається.

Це складний механізм. Подібну тему Стівен Хокінг торкнувся ще у 1970-х роках. Він казав, що чорні дірки не зовсім «чорні». Там є квантово-механічні ефекти, що змушують її створювати випромінювання. Поступово дірка починає стискатися. Швидкість випромінювання зростає із зменшенням маси, тому діра випромінює все більше і прискорює процес стиснення, доки не розчиниться.

Однак це лише теоретична схема, адже ніхто не може точно сказати, що відбувається на останньому етапі. Дехто думає, що залишається невеликий, але стабільний слід. Сучасні теорії не придумали поки що нічого кращого. Але сам процес неймовірний та складний. Доводиться обчислювати параметри у викривленому просторі-часі, а самі результати не піддаються перевірці у звичних умовах.

Тут можна скористатися законом збереження енергії, але тільки для коротких тривалостей. Всесвіт може створювати енергію та масу з нуля, але тільки вони мають швидко зникати. Один із проявів – вакуумні флуктуації. Пари частинок та античастинок виростають з нізвідки, існують певний недовгий термін та гинуть у взаємному знищенні. При появі енергетичний баланс порушується, але все відновлюється після зникнення. Здається фантастикою, але цей механізм експериментально підтверджений.

Допустимо, одна з вакуумних флуктуацій діє біля горизонту чорної дірки. Можливо, одна з частинок падає усередину, а друга тікає. Той, хто втік, забирає з собою частину енергії дірки і може потрапити на очі спостерігачеві. Йому здасться, що чорний об'єкт просто випустив частку. Але процес повторюється, і ми бачимо безперервний потік випромінювання із чорної дірки.

Ми вже казали, що Кирилу здається, ніби вам потрібна нескінченність, щоб переступити через лінію горизонту. Крім того, згадувалося, що чорні дірки випаровуються через кінцевий часовий проміжок. Тобто коли ви досягнете горизонту, дірка зникне?

Ні. Коли ми описували спостереження Кирила, ми не говорили про процес випаровування. Але якщо цей процес присутній, то все змінюється. Ваш друг побачить, як ви перелетите через обрій саме в момент випаровування. Чому?

Над Кирилом панує оптична ілюзія. Випромінюваному світлу в горизонті подій потрібно багато часу, щоб дістатися друга. Якщо дірка триває вічно, то світло може йти нескінченно довго, і Кирило не діждеться переходу. Але, якщо дірка випарувалася, то світло вже ніщо не зупинить, і воно дістанеться хлопця в момент вибуху випромінювання. Але вам уже байдуже, адже ви давно загинули у сингулярності.

У формулах загальної теорії відносності є цікава особливість – симетричність у часі. Наприклад, у будь-якому рівнянні ви можете уявити, що час тече назад і отримаєте інше, але все ж таки правильно, рішення. Якщо застосувати цей принцип до чорних дір, то народжується біла дірка.

Чорна діра – певна область, з якої нічого не може вибратися. Але другий варіант, це біла дірка, в яку ніщо не може впасти. Фактично вона все відштовхує. Хоча з математичної точки зору все виглядає гладко, але це не доводить їх існування в природі. Скоріш за все, їх немає, як і способу це з'ясувати.

До цього моменту ми говорили про класику чорних дірок. Вони не обертаються та позбавлені електричного заряду. А ось у протилежному варіанті починається найцікавіше. Наприклад, ви можете потрапити усередину, але уникнути сингулярності. Більше того, її «начинка» здатна контактувати з білою діркою. Тобто ви потрапите у своєрідний тунель, де чорна діра – вхід, а біла – вихід. Подібну комбінацію називають червоточиною.

Цікаво, що біла дірка може бути в будь-якому місці, навіть у іншому Всесвіті. Якщо вміти керувати такими червоточинами, ми забезпечимо швидке транспортування в будь-яку область простору. А ще крутіше – можливість подорожей у часі.

Але не пакуйте рюкзак, поки не дізнаєтесь кілька моментів. На жаль, велика ймовірність, що таких формувань немає. Ми вже говорили, що білі дірки – висновок із математичних формул, а не реальний та підтверджений об'єкт. Та й усі чорні діри, що спостерігаються, створюють падіння матерії і не формують червоточин. І кінцева зупинка – сингулярність.

Чорна діра - один із найзагадковіших об'єктів у Всесвіті. Про можливість існування чорних дірок говорили багато відомих вчених, у тому числі й Альберт Ейнштейн. Чорні дірки своєю назвою завдячують американському астрофізику Джону Віллеру. У Всесвіті можна зустріти два типи чорних дірок. Перший - це масивні чорні дірки - величезні тіла, маса яких у мільйони разів більша за масу Сонця. Такі об'єкти, як припускають вчені, розміщені у центрі галактик. У центрі нашої Галактики також знаходиться гігантська Чорна діра. Вченим поки що не вдалося з'ясувати причини появи таких величезних космічних тіл.

Точка зору

Сучасна наука недооцінює значення поняття «енергія часу», введеного в науковий побут радянським вченим-астрофізиком Н.А. Козирєвим.

Ми доопрацювали уявлення про енергію часу, у результаті з'явилася нова філософська теорія - «ідеальний матеріалізм». Ця теорія дає альтернативне пояснення природи та будови чорних дірок. Чорним дірам у теорії ідеального матеріалізму відводиться ключова роль, і, зокрема, у процесах походження та балансу енергії часу. Теорія пояснює, чому в центрах практично всіх галактик розташовуються надмасивні чорні дірки. На сайті можна буде ознайомитись із цією теорією, але після відповідної підготовки. див. матеріали сайту).

Область у просторі та часі, тяжіння гравітації якої має настільки велику силу, що її не можуть залишити навіть об'єкти, що рухаються зі швидкістю світла, називається чорною діркою. Кордон чорної діри позначається як поняття «горизонт подій», яке розмір - як радіус гравітації. У найпростішому випадку він дорівнює радіусу Шварцшільда.

Той факт, що існування чорних дірок теоретично можливе, можна довести з деяких точних рівнянь Ейнштейна. Перше було отримано 1915 року цим Карлом Шварцшильдом. Невідомо хто був першим, який винайшов цей термін. Можна тільки говорити про те, що саме позначення явища популяризувалося завдяки Джону Арчібальду Вілеру, який вперше опублікував лекцію «Наш Всесвіт: відоме і невідоме (Our Universe: Known and Unknown)», де й було вжито. Набагато раніше ці об'єкти називалися «зірками, що сколапсували» або «колапсарами».

Питання, чи існують чорні діри насправді, пов'язані з реальним існуванням гравітації. У сучасній науці найреальнішою теорією гравітації є загальна теорія відносності, яка чітко визначає можливість існування чорних дірок. Але все ж таки, їх існування можливе і в рамках інших теорій, тому дані постійно аналізуються та інтерпретуються.

Твердження існування реально існуючих чорних дірок слід розуміти у підтвердженні існування щільних і потужних астрономічних об'єктів, які можна інтерпретувати як чорні діри теорії відносності. Крім цього, до такого явища можна відносити зірки на пізніх стадіях колапсу. Сучасні астрофізики не надають значення різниці між такими зірками та справжніми чорними дірками.

Багато хто з тих, хто вивчали або вивчають досі астрономію, знають, що таке чорна діраі звідки вона з'являється. Але все ж таки, для простих людей, хто цим особливо не цікавився, я коротко все поясню.

Чорна діра- Це якась область у просторі космосу або навіть часу в ньому. Тільки це не проста область. Вона має дуже сильну гравітацію (тяжіння). При тому настільки сильною, що з чорної дірки не може вибратися, якщо потрапить туди щось! Навіть сонячні промені не зможуть уникнути попадання в чорну дірку, якщо та проходить поряд. Хоча, знайте, що сонячне проміння (світло) рухається зі швидкістю світла - 300.000 км/сек.

Раніше чорні дірки називали інакше: колапсари, що сколапсували зірки, застигли зірки і так далі. Чому? Тому що чорні дірки з'являються завдяки померлим зіркам.

Справа в тому, що коли зірка виснажує весь свій запас енергії, вона стає дуже гарячим гігантом, і в результаті вона вибухає. Її ядро, з певною ймовірністю, може дуже сильно стиснутися. При цьому, з неймовірною швидкістю. У деяких випадках після вибуху зірки утворюється чорна, невидима дірка, яка пожирає все на своєму шляху. Усі об'єкти, що навіть рухаються зі швидкістю світла.

Чорній дірі не важливо які об'єкти поглинати. Це може бути як космічні кораблі, і промені сонця. Не важливо, з якою швидкістю рухається об'єкт. Чорна діра також не має значення і яка маса об'єкта. Вона може зжерти все, починаючи від космічних мікробів або пилу, аж до самих зірок.

На превеликий жаль, ще ніхто не з'ясував того, що твориться всередині чорної дірки. Одні припускають, що об'єкт, який потрапляє до чорної діри, розриває з неймовірною силою. Інші ж вважають, що вихід з чорної діри може вести в інший, якийсь інший всесвіт. Треті ж вважають, що (найбільш ймовірно), якщо ви пройдете від входу до виходу чорної дірки, вона просто може викинути вас в іншій частині всесвіту.

Чорна діра у космосі

Чорна діра- це космічний об'єктнеймовірної щільності, що має абсолютну гравітацію, таку, що будь-яке космічне тіло і навіть сам простір і час, поглинаються нею.

Чорні дірикерують самою еволюцією всесвіту. вони на центральному місці, але їх неможливо побачити, можна виявити їх ознаки. Хоча чорні дірки мають властивість руйнувати, вони також допомагають будувати галактики.

Деякі вчені вважають, що чорні діриє воротами в паралельні всесвіти. що цілком можливо. Існує думка, що у чорних дірок є протилежно, так звані білі дірки . які мають анти-гравітаційні властивості.

Чорна діра народжуєтьсявсередині найбільших зірок, коли ті вмирають, сила тяжіння руйнує їх, призводячи тим самим до потужного вибуху наднової зірки.

Існування чорних дірок було передбачено Карлом Шварцшильдом

Карл Шварцшильд був першим, хто застосував загальну теорію відносності Ейнштейна, щоб обгрунтувати існування «точки неповернення». Сам Ейнштейн не замислювався про чорні діри, хоча його теорія дозволяє передбачити їхнє існування.

Шварцшильд зробив своє припущення в 1915 році, відразу після того, як Ейнштейн опублікував загальну теорію відносності. Тоді ж виник термін "радіус Шварцшильда" - це величина, яка показує, як сильно вам доведеться стиснути об'єкт, щоб він став чорною діркою.

Теоретично, чорною діркою може стати все, що завгодно, за достатнього стиску. Чим щільніший об'єкт, тим сильніше гравітаційне поле створює. Наприклад, Земля стала б чорною діркою, якби її масою мав об'єкт завбільшки з арахіс.

Джерела: www.alienguest.ru, cosmos-online.ru, kak-prosto.net, nasha-vselennaya.ru, www.qwrt.ru

Священна криниця майя

Вторгнення в підсвідомість

Термоядерний ракетний двигун – перші випробування

Шабаш на Лисій горі

Американізм – нова ідеологія трансформації світу

Ракетний двигун EmDrive: політ без робочого тіла

Інформаційні агенції розповсюдили повідомлення про успішне випробування фахівців NASA ракетного двигуна EmDrive. Детального опису принципу дії даного двигуна не наводиться, проте заявляється...

Міста Іраку: Ербіль

Місто Ербіль (Арбіль, Хаулер або Хевлер) є столицею Іракського Курдистану. Розташований у межиріччі біля підніжжя гір, Ербіль є одним з...

Новий будинок на новому місці

Рішення про будівництво власного будинку передбачає ретельне продумування проекту з урахуванням часу та коштів, вкладених у нове житло. На першому етапі будівництва...

Історія міста Алеппо

Стародавня і неймовірно красива країна, в якій тісно переплітаються християнство та іслам, а також безліч культур та народів – це Сирія. Алеппо...

Мовні тури до Англії

Практика, завжди надійніша за теорію. З цією думкою жителі країни колишнього СРСР вирушають на територію Англії з метою закріпити вміння...

Перлина Південнобережжя

Ялос! Ялос! – радісно закричали грецькі моряки, коли після багатоденної, втомливої, морської подорожі нарешті побачили берег. Ось чому, коли греки...