В мире физики много странного и непонятного. Как приятно, когда хоть что-то можно объяснить человеческим языком. Нам повезло, и описание чёрных дыр как раз относится к более-менее понимаемым явлениям. Частично.
Вот как Хокинг описывал чёрную дыру в книге «Мир в ореховой скорлупе»
Почему чёрные дыры чёрные?
У каждой планеты или звезды есть такое понятие, как скорость убегания. Это скорость, выше которой должен разогнаться объект, чтобы покинуть её поверхность. У Земли скорость убегания равна 11.2 км/с – такую скорость должны достигнуть ракеты, чтобы преодолеть гравитацию Земли и улететь в космос. У Солнца скорость убегания составляет 618 км/с. Эти скорости гораздо ниже скорости света, поэтому свет спокойно может покидать Землю или Солнце. Стивен Хокинг, великий космолог, изучавший чёрные дыры описывал их следующим образом: "существуют такие массивные объекты, у которых скорость убегания выше скорости света. Иными словами, свет не может их покинуть. Такие объекты называются чёрными дырами."
Скорость света - это максимальная скорость, с которой возможно перемещение в нашей Вселенной. Понятно, что никто и ничто не может не то чтобы превысит скорость света, но даже двигаться со скоростью света (кроме самого света). Поэтому никто и ничто, даже свет, не может покинуть чёрную дыру.
Откуда берутся?
Для образования чёрной дыры достаточно звезды с массой в 20 раз больше солнечной. Такие звёзды появляются из туманностей наподобие туманности Ориона. Газ туманности сжимается под силой собственной тяжести, что приводит к нагреванию. В конце концов, нагревание достигает такой температуры, что в туманности начинаются термоядерные реакции, водород превращается в гелий. Рождается звезда.
При сгорании водорода и гелия выделяется тепло, которое создаёт давление. Это давление позволяет звезде противостоять собственной гравитации. Но когда топливо (гелий и водород) заканчивается, массивная звезда больше не может противостоять своей гравитации и сжимается, превращаясь в чёрную дыру. Причём у массивных звёзд топливо заканчивается гораздо быстрее, чем у таких звёзд, как Солнце. Массивная звезда с массой в 20 раз больше солнечной живёт всего 7-8 миллионов лет.
"А что, видел кто-нибудь эти ваши чёрные дыры??"
Конечно! В 2019 году группа астрономов впервые получила фотографию массивной чёрной дыры. Это одна из самых громадных чёрных дыр, которые только можно встретить во Вселенной. Её размер больше Солнечной системы, а масса превышает массу Солнечной системы в 6,5 млрд раз. Да, важная особенность чёрных дыр: гигантская масса и маленький размер.
До этой фотографии только теории предсказывали существование чёрных дыр, но никто никогда их реальных не созерцал. А теперь даже ты, сидя дома у своего родного монитора, можешь любоваться этим монстром.
Вообще, это не фотография самой чёрной дыры, а скорее разогретого донельзя газа, находящегося вокруг неё. Чёрная дыра чёрная, как её можно увидеть на фоне чёрного космоса?? Но по газу, который фотографировали между прочим на протяжении нескольких лет, можно судить и о чёрном пятне внутри этого газового кольца - чёрной дыре. Самая чёткая область на фотографии - это горизонт событий, откуда газ уже точно не может вырваться.
Какая температура в чёрной дыре?
Если вдруг вздумаете упасть в чёрную дыру, одевайтесь теплее! И не забудьте надеть шапочку, как наставляли родители.
У чёрной дыры есть температура, причём она зависит от размера. У чёрной дыры размером в несколько солнечных масс, температура составит около одной миллионной доли градуса над абсолютным нулём. В более массивных чёрных дырах ещё холоднее. Абсолютные ноль Кельвинов = -273 градуса Цельсия. Это самая низкая температура, которая возможная в нашей Вселенной.
Как умирают чёрные дыры?
Чёрные дыры на самом деле не совсем чёрные: они не только поглощают всё вокруг, но также обладают излучением. Это излучение забирает энергию чёрной дыры, и из-за этого она теряет массу. При потере массы повышается температура, что приводит к ещё большей интенсивности излучения. В итоге чёрная дыра излучается до такой степени, что её масса становится нулевой: вероятнее всего чёрная дыра просто испаряется. Хотя однозначный ответ на сегодняшний день дать невозможно.
Излучение чёрных дыр заслуживает отдельной статьи. Обязательно разберём этот вопрос позже.
Вдруг ты, отважный и всезнающий читатель знаешь абсолютно точно, что происходит в конце жизни чёрных дыр, пожалуйста, поделись своими знаниями с нами, простыми смертными, в комментариях.
Не забывайте подписаться, если ещё этого не сделали.
Читайте также:
- Какие ещё бывают туманности, кроме туманности Ориона, из которой когда-то получится громадная чёрная дыра. Ничего красивее вы точно не видели.
- О теории струн. Доступно и понятно
