Логичным продолжением темы Гравитации будет цикл постов об объектах, наделённых самой большой массой и имеющих самое сумасшедшее гравитационное искажение вокруг себя. И я сейчас не про «Your mom», а про чёрные дыры. Одна из самых волнующих тем в космической сфере. Одна из самых пугающих, тёмных и манящих. Поехали!
Чёрная дыра – объект космоса, гравитационное притяжение которого настолько велико, что ни вещество, ни свет не могут покинуть его пределы. Размер определяют гравитационным радиусом, а границу действия называют горизонтом событий.
В чёрных дырах не выполняются законы физики, а привычные постулаты законов природы терпят крах (об этом поговорим подробно в следующий раз).
Чёрную дыру принято понимать, действительно, как «дыру». Слив в ванной, в который попадает всё, встречающееся на пути прожорливой чёрной пасти.
На самом деле чёрная дыра – это звезда, претерпевшая страшные изменения в своём облике. Можно сказать, что это труп звезды. Соответственно, это сферический объект.
Это расхождение привычного представления и реальной картины мира было прекрасно объяснено в фильме «Интерстеллар». И если вы, по неведомой для меня причине, не смотрели этот фильм, то я не понимаю, что вы здесь делаете в принципе.
Изучение чёрных дыр пока ещё происходит на уровне математики, компьютерного моделирования и сбора информации по остаточным явлениям.
Невозможно навести телескоп на участок неба и увидеть там чёрную дыру.
Во-первых, потому что чёрные дыры маленькие (а сверхмассивные чёрные дыры находятся от нас слишком далеко). Во-вторых, потому что чёрные дыры не светятся, а наоборот поглощают свет. Как можно увидеть идеально чёрный объект на фоне чёрного космоса?
Правильно: можно увидеть следы его активной деятельности. Чёрные дыра даже малого радиуса крайне сильно искажают пространство-время своей гравитацией. Если вспомнить видео эксперимент с натянутой тканью, и представить, что груз на ткани – Солнце, то чёрная дыра прогнула бы ткань под собой до пола или даже сделала бы в ней (извините за тавтологию, но она здесь неизбежна) дыру. По поведению небесных тел, испускающих свет или отражающих его, стало бы понятно, что они «наступили» на искажение пространства рядом с чем-то массивным. Они бы меняли траекторию движения резко и отклонялись бы от своего привычного курса под немыслимым углом.
Так же свет от объектов, находящимися за чёрной дырой, относительно наблюдателя, вёл бы себя странно и нелогично. Он бы перемещался в противоположном направлении, смещался в красную сторону спектра и огибал бы дыру несколько раз. Это происходит потому, что гравитация чёрной дыры ведёт себя как искажающая линза для фотонов света, которые не в силах обойти опасную дыру.
В 2017ом году телескоп Горизонта Событий на протяжении девяти дней фотографировал чёрные дыры: одну сверхмассивную в центре нашей галактики и другую в соседней галактике Messier 87. На самом деле это сеть из 8 обсерваторий, расположенная сразу в нескольких точках Земли: Испания, Аризона, Гавайи, Мексика, Чили, Антарктида. На сегодняшний день это самая массовая и серьёзная попытка зафиксировать чёрную дыру. Данные наблюдений пока обрабатываются, ждём их в наступившем 2018ом году.
Так же к 2024му году в эксплуатацию введут самый большой телескоп, из когда-либо построенных. Одной из его задач будет съёмка и наблюдение чёрных дыр, что может изменить наше представление об этих объектах и даже пошатнуть привычные представления устройства мира и работы физических законов.
