О черных дырах кто только не говорит, не пишет. Всем эта тема интересна. Хотя, даже сами ученые до сих пор не до конца уверены в их существовании. Они такие странные и необычные, настолько невероятные, что будоражат умы не только специалистов.
Наша задача: разобраться с тем, что это, какие они бывают.
1. Суть явления.
К концу своей жизни массивная звезда сбрасывает верхние слои, а внутренние под силой гравитации начинают сжиматься до невероятно плотных состояний. В конце концов, гравитация побеждает и превращает объект в черную дыру.
Стоит понимать, что это не единственная возможная причина их возникновения (об этом ниже). Главное – компактное тело с большой массой не имеет поверхности как таковой. Имеется только граница (так называемый горизонт событий), к которой можно приблизится. Что скрыто за ее пределами – неизвестно, так как ничто не способно вырваться наружу оттуда.
Так как черная дыра представляет собой очень тяжелое тело, она искривляет пространство-время. Чем ближе вы подойдете к ее границам, тем сильнее почувствуете его замедление. На самой точке невозврата время останавливается.
Это сложно себе представить, но физика и математика доказали это. Других способов проверить гипотезу пока что нет. Сложно представить, сумеем ли мы когда-либо «пощупать» это тело вблизи.
Астрофизики и наблюдатели, тем не менее, ищут способы наглядного доказательства их существования. Подтвердить это можно лишь косвенно, по поведению близлежащих объектов.
2. Типы черных дыр.
На текущее время предполагается возможность существования четырех типов черных дыр:
- первичные;
- звездные;
- промежуточные;
- сверхмассивные.
И если звездные и сверхмассивные представители более-менее признаны, их наличие хоть как-то подтверждается, то первичные и промежуточные – пока что не обнаружены даже на уровне реального предположения.
Первичные образовались после Большого Взрыва. В этот момент плотность вещества была достаточно высокой, что могло порождать такие объекты.
Черные дыры звездных масс образуются после взрывов сверх- и гиперновых звезд. Их масса может составлять от 3 до 10-12 масс Солнца. Более тяжелые архетипы могли сформироваться после слияния двух-трех таких объектов. Это вполне реально, если учесть то обстоятельство, что звезды рождаются очень часто не в одиночку. Поэтому то, что рядом остается несколько супермассивных объектов, доказуемо. Такие черные дыры могут, в итоге, вырастать до масс в 15-30 масс нашей звезды.
Промежуточные черные дыры имеют диапазон масс 100-10000 солнечных. Что послужило источником их образования – пока загадка. Единственное предположение – большие скопления газа.
Сверхмассивные черные дыры располагаются в центрах галактик. Они могут быть как активными (квазарами) – испускать вещество, так и находиться в состоянии покоя (как в нашей галакттике).
3. Параметры черных дыр.
Говоря о черных дырах можно оперировать некоторыми параметрами:
- масса (ее можно вычислить, опираясь на поведение окрестных объектов);
- размер (опять же, вычисления позволяют довольно точно определить границу перехода тела той ил иной массы в состояние черной дыры. Так, Солнце стало бы ею, если уменьшилось до 3 км в диаметре);
- вращение (какие-то объекты могут вращаться. Это будет заметно по окружающему ее поясу вещества);
- рассеяние (выдвинутая Стивеном Хокингом идея о том, что черная дыра со временем испаряется, если исходить из законов квантовой механики. Известно, что в окружающем пространстве постоянно возникают пары частица-античастица, которые тут же самоуничтожаются. Если такая пара возникнет в условиях границ черной дыры: т.е. одна перед горизонтом событий, а вторая – за ним, - то одна из них не может просто так потеряться. Они аннигилируют, унося с собой часть массы черной дыры).
4. Что за горизонтом.
Вопрос этот максимально гипотетический. Мы пока что не совсем понимаем, что же собой представляет этот объект, чтобы хоть с какой-то уверенностью говорить о внутреннем его строении.
Главное – внутри нее не действуют наши законы физики. Там нет ни пространства, ни времени. Попав туда, вы уже не сможете выбраться наружу. Для всех сторонних наблюдателей будет казаться, что вы замерли у ее границы, что вас испепелило, что вас растянуло.
Вы же будете ощущать себя вполне естественно, но никогда не сумеете об этом поведать.
Конечно, это всего лишь догадки. Как на самом деле – неизвестно.
--
Получается, реальность черных дыр и их разновидностей пока что подтверждается расчетами и косвенными явлениями (гравитационными волнами, искажением движения звезд вокруг «пустоты»). Будем ждать результатов новых исследований этого вопроса.
Спасибо за внимание. Подписывайтесь.
