Приветствую тебя! Ты впервые на моём "новорождённом" канале, поэтому хочу внести некоторую ясность. Я не ученый, у меня нет диплома из какого-либо ВУЗа или института. Буквально десять лет назад, когда ещё учился в школе, я искренне недолюбливал физику и химию, а вместе с ними и математику. В то время мысли были примерно такие же, как и у многих: зачем мне всё это в будущем, ведь я не собираюсь становиться ни физиком, ни химиком, ни уж тем более математиком. И как ты, мой дорогой читатель, уже понял, - у Вселенной на меня были другие планы. Я рос, проходил свой собственный тернистый и крайне тяжелый жизненный путь, который привел меня сюда, в Яндекс.Дзен, куда я пишу статью о том, что насквозь пропитанно физикой, химией и математикой - о чёрных дырах.
Я уверен, что среди всех, кто будет читать данную статью, 15 - 20 лет назад [ а возможно и прямо сейчас ] был кто-то, кто говорил приблизительно следующее: чёрные дыры - самые опасные "штуки" в мире, они блуждают по космосу и "пожирают" все вокруг. Данное словосочетание — чёрная дыра — в тот момент жизни наводило на меня какой-то необъяснимый страх внутри. Я был еще слишком мал, а осознание окружающего мира было настолько ничтожным, что даже в такие "страшилки" очень хотелось верить. Кто-то из вас спросит: а как же монстры в шкафу и под кроватью, или призраки умерших людей? Согласен, это тоже было страхом, но страхом локальным и индивидуальным. Если призрак или монстр "хотел убить" только тебя, то чёрная дыра "хотела убить" всё, буквально всё, что её окружает. Взрослые на тот момент люди, - мои и ваши родители, родственники или их друзья и знакомые, - так и не смогли мне внятно объяснить, что такое чёрные дыры из-за банального незнания, а следовательно мой страх был неопровержимым и вполне реальным. Что ж, на самом деле, если у вас до сих пор есть подобные мысли и вопросы в голове, и вы жаждите получить на них ответы простым языком — вы на верном пути. Продолжайте читать, а я постараюсь объяснить всё максимально простым языком и, возможно, мне удастся развеять ваши страхи детства.
Что же такое "чёрная дыра"?
Если вы вдруг не знали, то астрофизика, и учёные, которых она собирает вокруг себя, отличается от любых других областей науки. Если объект, допустим чёрная дыра была названа "чёрной дырой", то это только потому, что астрофизики не любят усложнять понятия и названия законов, объектов и взаимодействий. И по факту в этом есть смысл, ведь чёрная дыра - это ничто иное, как компактный, крайне плотный и соответственно тяжелый объект, который искривляет пространство-время вокруг себя, превращая его в "дыру", а гравитация настолько велика, что даже свет не может вырваться оттуда, именно поэтому она и "чёрная".
Различают несколько типов.
- Первый, и самый обыденный, - чёрная дыра звёздной массы, которая не имеет момента импульса, поэтому у неё нет и вращения. Такие чёрные дыры рождаются в результате "смерти" огромной звезды, масса которой при жизни составляла от 8 масс Солнца [ Солнце весит 1,9885•10³⁰ кг ] и выше. Стоит отметить, что при такой же массе сначала может остаться нейтронная звезда и только уже после её коллапса получится чёрная дыра. Чаще всего данный тип чёрных дыр появляется из одиночных звёзд.
- Второй тип - вращающаяся чёрная дыра. Такой объект имеет аккреционный диск. Он относительно плоский, формируется из вещества "поглащенных" звёзд, газа и пыли. Скорость вращения настолько большая, что из-за трения частиц друг о друга диск может разогреться до температур свыше 50 тысяч градусов по Цельсию. Сама чёрная дыра — достаточно компактный объект диаметром в несколько десятков километров, а вот диск может достигать сотен тысяч километров.
- Третий тип - сверхмассивная чёрная дыра в центре галактики, как нашей так и практически любой другой. Такие чёрные дыры рождаются не из звёзд, а из колоссального количества газа и пыли в галактическом "балдже" — её центральной области. Там под давлением и воздействием гравитации газ "прессуется" в компактном пространстве, после чего происходит коллапс и образуется чёрная дыра. Она быстро наращивает массу, "пожирая" оставшийся газ вокруг, приобретает момент импульса и начинает вращаться. При колоссальном количестве вещества в диске дыра не всегда может "поглотить" всё и сразу, поэтому часть "изрыгается" в виде джетов - тонких вертикальных "столбов", исходящих от центра вверх и вниз. Размеры такой черной дыры могут достигать миллионов километров, а аккреционный диск - миллиардов. Для лучшего понимания - если поместить такую чёрную дыру на место нашего Солнца, то ее диаметр может достигнуть границ Земли, а диаметр аккреционного диска - далеко за орбитой Плутона и пояса Койпера.
Плотность чёрной дыры может составлять сотню тысяч килограмм на один кубический сантиметр, а масса среднестатистической дыры— от 3 до нескольких десятков масс Солнца. Сверхмассивные же имеют массу от 1 до 100 млн. масс Солнца. И это не конечный предел. Чёрная дыра искажает не только пространство, но и время. Теоретически, и простыми словами, если вы хотите совершить путешествие во времени в будущее, то вам достаточно просто облететь вокруг чёрной дыры. Для вас пройдёт несколько дней - месяцев [ зависит от радиуса дыры, что вы решите облететь ], а для стороннего наблюдателя, например вашего друга на Земле — несколько десятков или даже сотен лет. Опять же, тут множество факторов. Но если по-простому, то будет всё именно так.
Путешествие внутрь.
А теперь представьте: вы и ваш друг решили провести эксперимент. Друг остаётся на безопасном расстоянии в своём уютном космическом корабле, сжигая тонны топлива для поддержания орбиты, дабы не свалиться внутрь чёрной дыры. Ну а вы, смелый и отважный, с распростёртыми объятиями "ныряете" к горизонту событий. Что такое горизонт событий? Это условная граница, пересекая которую ничто и никогда уже не выйдет из чёрной дыры. Даже свет, - частица, под названием фотон, - скорость которого, на секундочку, равна ~300000 км/с. Именно поэтому чёрная дыра и называет чёрной дырой. Она не отражает свет, попавший в неё. Она его всецело и полностью поглощает. Навечно. И вот, вы летите к центру сквозь аккреционный диск, постепенно приближаясь, а затем пересекая горизонт событий. На всем этом пути вы отправляете сообщение другу: дела.. идут... достаточно..[ в этот момент вы пересекли горизонт событий ] плохо.. Почему же плохо? Для начала следует упомянуть, что оказавшись "внутри", за горизонтом событий, вы будете смотреть вперёд, в чёрную пустоту, и при этом увидите собственный затылок, космос и корабль друга в отверстие, через которое вы вошли, что находится позади. Оно с каждой секундой будет сужаться, пока и вовсе не исчезнет, оставив вокруг вас ничто.
Что по ощущениям? Есть такой научный термин — спагеттификация. Не смейтесь, ведь вы действительно превратитесь в длинную спагеттину. Ваш рост сыграет с вами злую шутку, ведь ноги и голова будут испытывать совершенно разную силу притяжения. Вас буквально растянет. А давление по бокам поможет в этом еще сильнее. В конце концов вас разорвёт на атомном уровне и вы просто исчезните, а вся информация, заключенная в ваших клетках и атомах о вашем существовании навсегда исчезнет в чёрной дыре. Спешу вас утешить - для вас это будет не больно. На всё уйдёт примерно 0.058 секунды. Вы и глазом не успеет моргнуть. Но зато какой экспириенс! Тем временем ваш друг на корабле принял часть сообщения, это было слово "дела". Вторая часть сообщения, где имеется слово "идут" всё еще идёт сквозь гравитацию чёрной дыры. Третья его часть, где имеется слово "достаточно" застряла на границе горизонта событий. Чтобы было понятнее, представьте маленького ребенка, который бежит вверх по спускающемуся эскалатору. Эскалатор - сила притяжения на уровне горизонта событий. Ребенок - часть вашего сообщения. К сожалению, ваш друг никогда не получит его, как и часть со словом "плохо", ведь оно находится уже далеко за горизонтом, следовательно оно не то, что "зависло" на месте, оно исчезло вместе с вами.
Это был увлекательный мысленный эксперимент, но что же насчёт страхов, о которых я писал вначале. Здесь я спешу вас обрадовать и скажу следующее.
- Если прямо сейчас наше Солнце заменить на чёрную дыру такой же массы, то ничего не произойдёт. Еще 8 минут вы будете видеть в небе Солнце, потому что свету - фотонам - излученному от него требуется 8 минут, чтобы добраться до Земли, где вы смогли бы его зарегистрировать своими глазами. Затем оно исчезнет. Но Земля вращается уже на устоявшиейся орбите, и она продолжит это делать еще миллиарды и миллиарды лет. Конечно, все мы умрём. Но не от того, что нас "сожрёт" чёрная дыра. Нет. Отсутствие тепла и света - вот главная причина. Земля просто замёрзнет. А вместе с ней и вся жизнь.
- Следующий приятный момент в том, что чёрные дыры не "блуждают" по космическом пространству как им заблагорассудится. Если звезда при жизни, которая потом стала чёрной дырой, имела систему, которая за миллиарды лет устаканилась и приобрела форму, то она так и будет находится в неподвижном состояние относительно других планет и звёзд. Единственное движение, которое будет совершаться - это движение по своей орбите [ если это система из двух и более звезд ] или вокруг центра масс родительской галактики. Конечно же есть и "блуждающие" чёрные дыры, который появились из блуждающих звёзд, что были "вышвырнуты" из скопления или даже галактики внешним воздействием более массивных объектов. Но такие чёрные дыры крайне малы и находятся, скорее всего, в межгалактическом пространстве. А это очень и очень далеко.
Поэтому конкретно вам, в пределах человеческого срока жизни, беспокоится уж точно не о чем. Как и ваши детям. Внукам. Внукам ваших внуков. И так далее. Я бы сказал, что чёрная дыра и вовсе не должна являться объектом для страхов. Наоборот, это крайне экзотический и интересный объект для изучения. Ведь мы знаем о них практически ничего. Есть множество теорий, некоторые из которых являются даже очень интересными. Например, если найти "нужную" дыру и после её изучение выяснится, что она является "кротовой норой", то после прохождения сквозь неё вы можете попасть, например, в другую галактику, до которой миллиарды и триллионы световых лет. Вы можете попасть на другой, совершенно другой край Вселенной, или даже в иную, соседнюю. Я думаю, на данной ноте мы и закончим, ведь теперь у вас есть множество причин, чтобы развеять страхи и превратить их в прекрасные мозговые штурмы на тему "А что если..?". Вселенная очень интересное место, в котором есть замечательные существа — люди, мозг которых развился настолько, что способен думать обо всём этом.
Спасибо, если ты вдруг дочитал до этого момента. Задавай свои вопросы в комментариях и делись этой информацией с друзьями. Я желаю вам добра и счастья на Земле и во Вселенной!