Чёрная дыра — это место в космосе, где гравитация настолько сильна, что даже объекты движущиеся со скоростью света не могут ей сопротивляться, в том числе сами частицы света. Такое гравитационное притяжение возникает, потому что материя была сжата в крошечное пространство. Поскольку никакой свет не может покинуть эту область, чёрные дыры буквально невидимы. Однако космические телескопы со специальным оборудованием способны их обнаруживать. Например, можно фиксировать необычное поведение объектов, которые находятся близко к чёрной дыре.
Как возникают черные дыры?
Различают четыре сценария образования чёрных дыр:
Два реалистичных:
- гравитационный коллапс (сжатие) достаточно массивной звезды;
- коллапс центральной части галактики или протогалактического газа;
и два гипотетических:
- формирование чёрных дыр сразу после Большого Взрыва (первичные чёрные дыры);
- возникновение в ядерных реакциях высоких энергий.
Существует несколько теорий о том, как образуется и появляется черная дыра, наиболее известная из которых – возникновение в результате гравитационного коллапса звезды с достаточной массой. Таким сжатием может заканчиваться эволюция звезд с массой более трех масс Солнца. По завершению термоядерных реакций внутри таких звезд они начинают ускоренно сжиматься в сверхплотную нейтронную звезду. Если давление газа нейтронной звезды не может компенсировать гравитационные силы, то есть масса звезды преодолевает т.н. предел Оппенгеймера — Волкова, то коллапс продолжается, в результате чего материя сжимается в черную дыру.
Строение
Фотонная сфера – это сферическая поверхность нулевой толщины, на которой движущиеся вдоль касательной к поверхности фотоны будут захвачены на круговые орбиты. Если проходящий фотон пересекает фотонную сферу, его захватит черная дыра. Однако, движение по поверхности нестабильно, и в результате возмущений фотон может покинуть фотонную сферу.
Горизонт событий является неотъемлемой частью черной дыры. По сути, горизонт событий – это граница, под которой пространство-время искривляется настолько, что все пути частиц направлены вниз, к сингулярности. При приближении объекта к горизонту событий сторонний наблюдатель будет видеть его замедление с практически полной остановкой и исчезновением. Это происходит из-за разницы течения времени у наблюдателя и объекта, падающего в черную дыру. У наблюдателя время бежит быстрее. У объекта же все процессы замедляются, испускаемые фотоны перестают вырываться наружу, из-за чего свет тускнеет, становясь более красным и тусклым, и через некоторое время весь испускаемый объектом свет будет поглощен черной дырой. Объект исчезнет из поля зрения наблюдателя.
Сингулярность – точка пространства с бесконечной массой, плотностью и гравитацией. Тяжело представить себе это, но в данном случае вся масса черной дыры сосредоточена в нулевом объеме!
Местонахождение
Ближайшим кандидатом в чёрные дыры является один из компонентов тройной системы HR 6819 (QV Телескопа), находящейся на расстоянии 1120 ± 70 св. лет от Солнца. Двойная система A0620-00 (V616 Единорога) находится на расстоянии 3000 св. лет от Солнца, Лебедь X-1 — на расстоянии 6070 св. лет, VLA J213002.08+120904 в созвездии Пегаса — на расстоянии 7200 св. лет, V404 Лебедя — на расстоянии 7800 св. лет.
Стрелец A* (Sagittarius A*, Sgr A*; произносится «Стрелец А со звёздочкой») — компактный радиоисточник, находящийся в центре Млечного Пути, входит в состав радиоисточника Стрелец А. Излучает также в инфракрасном, рентгеновском и других диапазонах. Представляет собой высокоплотный объект — сверхмассивную чёрную дыру, окружённую горячим радиоизлучающим газовым облаком диаметром около 1,8 пк.
Исчезновение Черных дыр
Излучение Хокинга.
Согласно гипотезе Хокинга, черные дыры не являются идеально «черными», а способны испускать частицы. Это излучение, считал британский физик, уносит с собой энергию и массу черной дыры, поэтому через определенное время черная дыра исчезает полностью. Эта гипотеза получила широкое признание, однако ее до сих пор никому не удалось доказать.
Считается, что вакуум космического пространства наполнен постоянно аннигилирующими виртуальными парами частица-античастица. Однако рядом с черной дырой экстремально мощная гравитация разрывает между собой две эти частицы, и одна из частиц, имеющая отрицательную энергию, поглощается черной дырой, снижая ее энергию и массу, а вторая частица – выбрасывается прочь в космическое пространство. Эти выбрасываемые в космос частицы и представляют собой хокинговское излучение.
Первое изображение черной дыры
В рамках международного проекта «Event Horizon Telescope» астрономам впервые за всю историю наблюдений удалось получить снимок черной дыры, а точнее ее тени, «отбрасываемой» на светящийся диск из перегретого газа и пыли. Неуловимый гравитационный монстр, красующийся на «фотографии века», проживает в сверхгигансткой эллиптической галактике Messier 87 в 54 миллионах световых лет от Земли в направлении созвездия Девы.
«Чтобы получить фотографию черной дыры максимально высокого разрешения мы объединили в одну глобальную сеть восемь мощнейших радиотелескопов, расположенных по всей планете, и направили их в центр галактики Messier 87. Это стало возможным только благодаря международному сотрудничеству и технологическому прогрессу, достигнутому в последние несколько лет», – рассказывает Лучано Реззола, профессор теоретической релятивисткой астрофизики из Франкфуртского университета им. Гете.
__________________________________________________________________________________________
Создатель канала и всех созданных ими статей, не ученый,не человек который всё понимает о космосе, но я решил что мне интересна эта тема, и я хотел бы делиться со всеми открытиями с вами, поэтому я надеюсь на ваше понимание.
Список использованных источников:
- https://pikabu.ru/story/khoking_byil_prav_chernyie_dyiryi_isparyayutsya_pokazyivaet_novyiy_yeksperiment_6758155
- https://www.yaplakal.com/forum2/topic1306877.html
- https://ru.wikipedia.org/wiki/Чёрная_дыра
- https://topor.info/news/chyornaya-dyra
