< Энциклопедия юного астронома
Четверг, 24.08.2017, 13:38
Приветствую Вас Гость | RSS
Форма входа

Интересные факты
Поиск
Статистика
Яндекс.Метрика
Черные дыры


Изображение небесного свода поражает разнообразием форм и цветов небесных тел. Чего только нет во Вселенной: звезды любых цветов и размеров,  галактики, туманности необычных форм и цветовых гамм. Но в этом «космическом зоопарке» есть «экземпляры», возбуждающие особый интерес. Это еще более загадочные небесные тела, так как за ними трудно наблюдать. Кроме того, их природа до конца не выяснена – это черные дыры.

 

 

Черная дыра


Явление получило свое  название «черные дыры» в 1967 году  благодаря американскому астрофизику Джону Уилеру. Черные дыры являются конечным результатом эволюции крупных звезд, масса которых выше десяти солнечных масс. Когда все резервы ядерного горючего исчерпаны и реакции больше не происходят, наступает смерть звезды. Далее ее судьба зависит от ее массы. Если масса звезды меньше массы Солнца, она продолжает сжиматься, пока не погаснет. Если масса значительна, звезда взрывается, тогда речь идет о сверхновой звезде. Звезда оставляет после себя следы, - когда в ядре происходит гравитационный коллапс, вся масса собирается в шар компактных размеров с очень высокой плотностью — в 10 тысяч раз больше, чем у ядра атома и обладающего чудовищной гравитацией.

Важнейшее свойство черной дыры является то, что бы в нее ни попало, обратно уже  не вернется. Это касается даже света, вот почему черные дыры и получили свое название: тело, поглощающее весь свет, падающий на него, и не испускающее собственного кажется абсолютно черным. Согласно общей теории относительности, если объект приближается к центру черной дыры на критическое расстояние  - горизонт события - он уже никогда не сможет вернуться назад.  Если Солнце сжать до плотности черной  дыру, то радиус такой черной дыры будет равен 3 километрам! Из Земли «выйдет» черная дыра всего в 1 сантиметр.

Как известно, мощное гравитационное поле черной дыры не дает вырваться из него даже свету, однако ученые могут косвенно наблюдать за ней благодаря тому, что вещество во время падения за горизонт событий черной дыры является источником мощного излучения. Происходит это из-за того, что оно собирается в диск, вращающийся вокруг дыры, и быстро разогревается до нескольких миллионов градусов. Находящаяся во внутренней части диска материя устремляется непосредственно в черную дыру, однако мощное магнитное поле вблизи горизонта событий создает высокополяризованные магнитные каналы и выталкивает некоторые частицы прочь. В результате вдоль оси вращения черной дыры формируются высокоскоростные джеты.  Если джет направлен в строну Земли, то черная дыра выдает свое существование. Излучение,  исходящее от нее, может быть более или менее постоянным, как, например, в случае с активными ядрами галактик, когда сверхмассивная черная дыра постепенно поглощает окружающие газ и пыль, или же спорадическим, когда дыра поглощает неосторожно приблизившуюся к ней звезду и получает сразу много пищи.
Для ученых черные дыры являются великолепной естественной лабораторией, позволяющей проводить опыты по различным гипотезам в плане теоретической физики. Согласно теории относительности Эйнштейна, на законы физики оказывает воздействие локальное поле притяжения. В принципе, время течет по-разному рядом с гравитационными полями разной интенсивности (медленнее у черной дыры и намного быстрее у звезды, подобной нашему Солнцу).

Кроме того, черная дыра воздействует не только на время, но и на окружающее пространство, влияя на его структуру. Согласно теории относительности, присутствие сильного гравитационного поля, возникшего от такого мощного небесного тела, как черная дыра, искажает структуру окружающего пространства, и его геометрические данные изменяются. Это значит, что около черной дыры короткое расстояние, соединяющее две точки, будет не прямой линией, а кривой. Форма линии будет искажена черной дырой. Мы затронули вопросы окружающей черную дыру среды, а что находится внутри? На этот вопрос еще долгое время (а может быть, и никогда) не будет найден точный ответ. Физические условия внутри дыры настолько отличаются от любых -реальных или созданных в лабораториях, в связи с этим возникло множество теорий, которые сложно и подтвердить, и опровергнуть. Существует смелая гипотеза, суть которой сводится к тому, что из-за способности серьезно искажать время и пространство черные дыры представляют собой «калитку» при переходе в другое измерение. То есть, войдя в одну черную дыру, можно выйти из другой в другом пространстве и времени. Черные дыры рассматривают как средства путешествия во времени. Знакомясь с подобным ходом рассуждений, трудно понять, где проходит граница между научными предположениями и обычной фантазией. Во всяком случае, если, предположим, какой-либо космический корабль попадет в черную дыру, он будет мгновенно раздавлен, уничтожен ее мощным гравитационным полем.

Помимо черных дыр так называемой звездной массы существуют  сверхмассивные черные дыры, которые обнаружены в центре многих галактик, включая Млечный Путь. Сверхмассивные черные дыры огромны, так например, в центре линзовидной галактике NGC1277 находиться чудовищная сверхмассивная дыра, которая  в 17 млрд. раз больше Солнца. Также её масса составляет 14% массы галактики, хотя стандартные черные дыры содержат в себе массу 0,1% галактики.