Самый известный ученый XX века Стивен Хокинг в 1974 году сделал одно из своих самых необычных предсказаний: черные дыры способны полностью испаряться. На протяжении почти 50 лет теория ученого оставалась всего лишь неподтвержденной гипотезой. Однако последние исследования говорят о том, что версия знаменитого исследователя могла быть верной, а самые таинственные объекты во Вселенной действительно могут испаряться.
Что такое черная дыра?
Черная дыра — это гигантская воронка, притягивающая абсолютно все, что встречается на ее пути. Сила притяжения этого невидимого объекта настолько велика, что даже свет не способен покинуть страшные объятия этого космического монстра.
Согласно теории Стивена Хокинга, черные дыры не являются полностью «черными», а вместо этого фактически испускают частицы. Хокинг считал, что это излучение способно поглотить столько энергии и массы от черных дыр, что может даже заставить их исчезнуть. Несмотря на то, что теория Хокинга долгое время считалась абсолютно недоказуемой, современные исследования смогли показать, что нам слишком рано делать столь поспешные выводы.
Однако совсем недавно физики смогли отыскать неуловимое излучение Хокинга и даже воспроизвести его в своей лаборатории. Хотя полученное излучение оказалось слишком слабо, чтобы быть обнаруженным в космосе нашими современными приборами, физики смогли увидеть это излучение в аналоге черной дыры, которую ученые смогли создать в лабораторных условиях.
Что такое антиматерия?
Черные дыры обладают настолько мощной гравитационной силой, что даже мельчайшая частица света — фотон, которая движется со скоростью света, не может убежать из лап этого космического монстра . Хотя вакуум обычно считается пустым, неопределенность квантовой механики показывает, что вакуум изобилует некими виртуальными частицами, которые способны образовать такое экзотическое вещество, как антиматерия . Частицы антиматерии имеют ту же массу, что и их материальные аналоги, но отличаются противоположным электрическим зарядом.
Считалось, что сразу после появления пары таких гипотетических частиц, они тут же сливаются друг с другом. Однако, как оказалось, рядом с черной дырой экстремальные силы гравитации не заставляют частицы взаимно уничтожаться, а растягивают их в противоположных направлениях, причем одна из частиц поглощается черной дырой, а вторая улетает далеко в космос. Поглощенная в результате подобного процесса частица обладает отрицательной энергией, которая взаимодействует с черной дырой и уменьшает ее энергию и массу. Если черная дыра хорошенько сможет отобедать такими виртуальными частицами, то она отдаст столько энергии, что черный монстр в конечном итоге испарится.
Можно ли создать черную дыру в лабораторных условиях?
Для того, чтобы воссоздать аналог черной дыры в лаборатории Израильского технологического института, физик Джефф Штайнхауэр и его коллеги применили чрезвычайно холодный газ, называемый конденсатом Бозе-Эйнштейна. Это вещество ученые решили использовать в целях того, чтобы смоделировать горизонт событий — своеобразной границы внутри черной дыры, за пределы которой ничто не может убежать. В проточном потоке этого газа они разместили виртуальную преграду, создав своеобразный «водопад» из газа; когда газ перетекал сквозь искусственный водопад, он превращал потенциальную энергию в кинетическую, в результате начиная двигаться быстрее скорости звука.
Вместо материи и антиматерии, которые взаимодействуют при аналогичном процессе в космосе, исследователи использовали пары квантовых звуковых волн или фононов. На одной из сторон звуковая волна имела возможность двигаться против потока газа, удаляясь от водопада, в то время как фонон на быстрой стороне этого сделать не мог, так как был захвачен смоделированной «черной дырой» из сверхзвукового газа.
Результат эксперимента показал, что теория Стивена Хокинга действительно проливает свет на загадку черных дыр: постепенное поглощение черными дырами частиц Хокинга ведет к рассеиванию галактических монстров.
Таким образом, именно идея самого гениального ученого XX века сможет помочь людям приручить однажды колоссальную энергию самых невероятных объектов Вселенной, сделав человеческую расу настоящими покорителями галактики
Черные дыры могут оказаться порталами для путешествий сквозь пространство и время
Наш мир место довольно странное. Физики уже довольно давно предполагают, что наша Вселенная может быть лишь одной из многих, а одни из самых загадочных объектов во Вселенной – черные дыры – могут оказаться порталами в другие миры. Но что если черные дыры – это порталы не в другие миры, а порталы для путешествий сквозь пространство и время? И действительно – черные дыры балансируют на грани между научной фантастикой и научным фактом. С одной стороны, ученые видели как черные дыры поглощают звезды, которые оказывались к ним слишком близко. С другой, на краю черной дыры место, известное как горизонт событий , откуда не может вырваться ничего, даже свет. Но что произойдет с космическим кораблем, если он попадет туда?
Учитывая все имеющиеся у нас данные о черных дырах , ученые считали, что внутри этих массивных объектов ничего хорошего нас не ждет. Однако последнее компьютерное моделирование показало, что попав внутрь черной дыры можно переместиться в отдаленную часть Млечного Пути или в другую галактику. При этом одним из самых безопасных порталов может оказаться сверхмассивная черная дыра в центре нашей галактики – Стрелец А*. Об этом пишет Business Insider со ссылкой на исследователей из NASA.
Мы не знаем что происходит за горизонтом событий внутри черной дыры. Ученые сходятся во мнении, что если зайти достаточно далеко в черную дыру, гравитация станет настолько сильной, что уничтожит все на своем пути. Но научно-фантастические фильмы более оптимистичны – в них черные дыры являются порталами для путешествий сквозь пространство и время или порталами для путешествий в другие миры. На самом же деле в центре каждой черной дыры находится точка бесконечной плотности, называемая сингулярностью. Именно сингулярность придает черным дырам сильное гравитационное притяжение. На протяжении десятилетий ученые считали, что сингулярности всех черных одинаковы, поэтому все, что проходит через горизонт событий, будет уничтожено одним и тем же способом: все растянется и вытянется, словно бесконечно длинные спагетти.
Но все это изменилось в начале 1990-х годов, когда различные исследовательские группы в Канаде и США обнаружили вторую сингулярность, названную «сингулярностью массовой инфляции». Это открытие предполагает, что теоретически пережить путешествие сквозь черную дыру можно. Вас растянет но в конечном итоге не убьет, то есть путешествие через черную дыру можно пережить. Точнее, через большую вращающуюся черную дыру , в которой существуют сингулярности такого типа. Теперь астрономам нужно найти подходящую черную дыру, чтобы проверить эту теорию. А лучшим местом для проверки как раз является Стрелец А* – сверхмассивная черная дыра в центре нашей галактики, которая находится от нас на расстоянии 27 000 световых лет.
Учитывая что попасть туда нет никакой возможности, проверка этой теории возможна лишь с помощью компьютерного моделирования. Именно так и поступили ученые из университета Умасса Дартмута и колледжа Джорджии. Согласно полученным результатам, попав внутрь Стрельца А* с нужной скоростью и в нужное время вы можете вообще ничего не почувствовать .
Что же касается того, что произойдет, когда вы попадете на другую сторону то тут нельзя практически ничего сказать. Но у авторов исследования есть свои собственные идеи. По мнению исследователей, существует вероятность, что вы попадете в какую-то отдаленную часть нашей галактики – потенциально удаленную от любых планет или звезд, а согласно второй вероятности вы и вовсе можете оказаться в другой галактике. Все зависит от того, как далеко в черную дыру вам удастся пройти. Тем не менее ученые полагают, что необходимы дополнительные исследования, прежде чем мы приблизимся к успешному путешествию через черную дыру. Но когда мы будем готовы, сверхмассивная черная дыра в центре Млечного Пути может оказаться нашим счастливым билетом в другую галактику.
КосмосМашина времениЧерные дыры
