В наше время, практически каждый образованный человек знает о существовании черных дыр. Но что это такое – не знает никто. Увидеть эти космические объекты невозможно. А обнаружить их получается только по косвенным признакам. Кто же первый смог «увидеть» невидимое?
Загадочная бездна
Профессор Кембриджского университета Джон Мичелл, несмотря на то, что являлся «по совместительству» священником, был ярым поклонником идей Исаака Ньютона. Еще в 1783 году он предположил, что в космосе должны существовать небесные тела высокой плотности, притяжение которых не в силах преодолеть даже свет, огромная скорость которого (300 000 км/с) была измерена еще за 100 лет до этого.
Позднее, в 1796 году, к таким же соображениям пришел французский ученый Пьер-Симон Лаплас. Но серьезную теоритическую базу в этом вопросе создал только в 1915 году Альберт Энштейн. По его расчетам выходило, что в космосе действительно могут существовать объекты со столь чудовищной силой гравитации, что они могут удерживать в своих «объятиях» даже электромагнитное излучение – свет.
Учитывая то, что мы можем видеть окружающие нас предметы только благодаря отраженному от них свету, эти области пространства с бесконечно сильным притяжением, по сути, являются бездной. Бездной, из которой не может вырваться ничто сущее, а значит и увидеть их невозможно.
Самое удивительное в этой истории то, что сам «предсказатель» Эйнштейн не верил в свое предсказание. Почему? Объяснить это великий ученый не мог даже самому себе. Для него это была сплошная мистика. Хотя математические расчеты показывали обратное.
В 1939 году американский физик-теоретик Роберт Оппенгеймер, будто бы в пику своему знаменитому коллеге, причем основываясь на его же теории относительности доказал, что черные дыры могут существовать. Вот такая вот ирония судьбы получилась. Знания знаниями, а вера остается верой.
С легкой руки
Во 60-х годах прошлого века ученые вплотную занялись этим космическим феноменом. Им даже удалось построить точную математическую модель гравитационных коллапсаров, как тогда именовали черные дыры. Это название произошло от латинского «collapsus», что буквально означало «упавший». Иными словами – распад, разрушение какой-либо структуры. В астрономии и физике это понятие приобрело несколько иной оттенок. А именно, гравитационным коллапсом стали называть процесс сжатия массивного тела под действием силы тяжести.
Появлением же самого термина «черная дыра» мы обязаны американскому физику Джону Арчибальду Уилеру. Выступая с докладом в 1967 году, он метко назвал процесс завершения формирования «ненормальной звезды с аномальной гравитацией» ее переходом в «состояние черной дыры».
А почему бы и нет. Увидеть их на фоне «черного» космоса мы не можем. Значит и они тоже черные. К тому же все притягивают и назад не отдают. Значит дыры, в которые можно провалиться. Есть в рассуждениях американца неоспоримая и, в тоже время, изящная логика.
Уилер вообще был очень талантливым и остроумным человеком. В разное время ему довелось работать вместе с Нобелевскими лауреатами Нильсом Бором, Энрико Ферми и Юджином Вигнером. Именно с его «легкой руки» в науку и обиход вошли такие известные ныне термины как квантовая пена, замедление нейтронов и кротовая нора. Так и выражение «черная дыра» пошло «гулять в народ». Зажило своей, отдельной от автора жизнью.
Предсказания сбываются
Но как сказал создатель бессмертного «Фауста», великий немецкий поэт Иоганн Вольфганг Гете: «Суха теория, мой друг, лишь древо жизни пышно зеленеет». Существование черных дыр теперь предстояло подтвердить практикой.
И это случилось. В 1963 году голландский астроном Маартен Шмидт обнаружил очень яркие объекты. Но вели они себя совсем не так как обычные, привычные нам звезды. Несмотря на то, что расстояние до них было более двух миллиардов световых лет, они светили так же ярко, как и некоторые галактики, расположенные значительно ближе к нам.
Немного поразмыслив, Шмидт назвал эти объекты «quasi-stellar». Что означало «квазизвездный» или «похожий на звезду». А по-русски звучало просто: «квазар».
Продолжив наблюдения, ученый пришел к заключению, что столь яркое свечение может быть вызвано только одной причиной. А именно, аккрецией: процессом поглощения массивным телом окружающей материи, за счет силы гравитации. Получалось, что в центре квазаров должна была находится черная дыра! В процессе поглощения материи, она разгоняла частицы до огромных скоростей и они начинали светиться. Этот светящийся «хоровод» вокруг черной дыры называли аккреционным диском.
Именно благодаря ему и можно визуально обнаружить черную дыру. Причем только в то время, когда она «завтракает» другой звездой или находящимся поблизости газопылевым облаком. Иные методы, например, гравитационного возмущения и линзирования таких результатов не дают.
Фото на память
Но как бы там ни было, а первый снимок черной дыры (точнее ее тени, отбрасываемой на аккреционный диск) астрономам удалось получить совсем недавно, в начале апреля текущего года! Этот космический феномен находится в галактике Messier 87 в созвездии Девы, на расстоянии 54-х миллионов световых лет от Земли.
Для того, чтобы получить этот снимок, ученым пришлось объединить в глобальную сеть 8 мощнейших радиотелескопов планеты. Конкретной фамилии «фотографа» нет. Ее просто не существует. Ибо это достижение века стало возможным только благодаря четкой и слаженной работе множества людей на разных континентах. Ранее астрономы об этом и мечтать не могли. Ведь несмотря на свою огромную массу, размеры черной звезды, отнюдь, не велики. Даже современные телескопы, с самым высоким разрешением, в одиночку не смогли бы отделить аккреционный диск от горизонта событий, то есть от «тела» самой черной дыры. Для них он казался бы одной, ярко светящейся точкой.
Таково положение дел на сегодня, а что будет дальше – покажет время.
