Чёрная дыра.
Черная дыра — это область в пространстве-времени, которая имеет гравитационное притяжение настолько сильное, что ничто, даже свет, не может ее покинуть. Граница черной дыры, за пределы которой не может вырваться никакой другой объект или излучение, называется горизонтом событий, а расстояние между этой границей и бесконечно плотным ядром — гравитационным радиусом или радиусом Шварцшильда.
Как образуются чёрные дыры ?
Эти монстры возникают как фениксы, возрождаясь из пепла мертвых звезд. Известно, что в звездах происходят реакции термоядерного синтеза — слияние ядер легких атомов в более тяжелые, с выделением большого количества энергии. Так вот, когда звезды достигают конца своей жизни, запасы водорода, который они превращают в гелий, почти полностью истощаются. После водорода они начинают сжигать гелий и так далее, превращая оставшиеся атомы в еще более тяжелые элементы, вплоть до железа, чье слияние уже не дает достаточно энергии для поддержания внешних слоев звезды. Вследствие этого верхние слои рушатся внутрь и взрываются — этот взрыв называется вспышкой сверхновой.
Как долго может существовать черная дыра?
Гипотетически срок жизни черной дыры зависит от ее массы, которую она теряет из-за излучения Хокинга. Интересно, что черные дыры с меньшей массой теряют ее быстрее, чем более крупные. Это потому, что кривизна, которую они создают в пространстве, является более высокой вокруг горизонта событий. Однако даже в этом случае, черные дыры живут очень и очень долго.
Что внутри чёрной дыры?
Никто не знает наверняка, но точно не книжная полка. Общая теория относительности прогнозирует, что в черной дыре сингулярность, место, в котором приливные силы становятся бесконечно большими, и как только вы преодолеваете горизонт событий, вы уже не можете попасть куда-либо еще, кроме как в сингулярность. Соответственно, ОТО лучше не использовать в этих местах — она попросту не работает. Чтобы сказать, что происходит внутри черной дыры, нам нужна теория квантовой гравитации. Общепризнанно, что эта теория заменит сингулярность чем-то другим.
Откуда мы знаем, что черные дыры существуют?
У нас есть много наблюдательных доказательств существования компактных объектов с крупными массами, которые не излучают свет. Эти объекты выдают себя по гравитационному притяжению, например, за счет движения других звезд или газовых облаков вокруг них. Они также создают гравитационное линзирование. Мы знаем, что у этих объектов нет твердой поверхности. Это вытекает из наблюдений, потому что вещество, падая на объект с поверхностью, должно вызывать выброс большего числа частиц, чем вещество, падающее сквозь горизонт.
Быстрое вращение объектов.
Ученые впервые точно измерили скорость вращения сверхмассивной черной дыры. Она поражает – 84 процента от скорости света.
Черная дыра галактики NGC 1365, расположенная в 60 миллионах световых лет поразила исследователей своими характеристиками. Ее диаметр составляет 3,2 миллиона километров, а масса приблизительно равна нескольким миллионам солнечных масс.
При вращении она в буквальном смысле искривляет за собой не только пространство, но и время, создавая пылающий водоворот из рентгеновского излучения, газа и пыли, падающие в ее недра. Вся эта материя, вероятнее всего, попадает в черную дыру с одного направления, что по мнению ученых, придает ей такую невероятную скорость вращения.
Тайны галактического прошлого.
Комплекс радиотелескопов «Атакамская большая антенная решётка миллиметрового диапазона» (ALMA) позволил ученым впервые взглянуть ну тор черной дыры – скопление пыли и газа, вращающегося вокруг «пасти» галактического монстра и со стороны напоминающего пончик.
Объект исследования находится в 47 миллионах световых лет от нас в созвездии Кита. Благодаря удивительной мощности и чувствительности ALMA, ученые даже рассчитали его ширину. Она составляет порядка 20 световых лет. Наблюдая за торами черных дыр, исследователи могут больше узнать о прошлом галактик. Например, ассиметричная форма тора может говорить о том, что галактика могла слиться с другой галактикой в некий период своей истории в прошлом.