Черные дыры, возможно, самые необычные объекты в космосе. Они являются главным элемент научной фантастики, о котором мы до сих пор мало, что знаем. Как они формируются, какие у них характеристики, наконец, как они умирают?
Гравитация, создаваемая черной дырой, настолько велика, что даже свет не может избежать ее притяжения, а время для объектов, которые к ней приближаются, постепенно замедляется. Мы на самом деле не видим сами черные дыры, поскольку свет не может вырваться из-под их притяжения. Однако, мы можем видеть их влияние на окружающее их пространство. Черные дыры окружены облаком перегретой пыли и газа, которое заканчивается на так называемом горизонте событий, который в свою очередь является краем самой черной дыры.
Черные дыры очень сильно различаются по размеру. Есть черные дыры, размеры которых сравнимы с размером атома. Но есть и те, что называются сверхмассивными. Масса этих объектов тоже очень разная. Те, что размером с атом могут весить как огромная гора. При этом масса сверхмассивных черных дыр исчисляется массой миллионов солнц.
Как появляется черная дыра.
Черные дыры появляются в результате гибели некоторых звезд. Чтобы возникла черная дыра звезда должна быть достаточно тяжелой, например, солнцу не суждено стать черной дырой, от нее останется только белый карлик. Крупные и тяжелые звезды после сжигания "топлива" взрываются и превращаются в сверхновую. Этот процесс сопровождается выбросом внешнего слоя звезды в космос. Остаток звезды после взрыва коллапсирует сам в себя, в результате остается объект нулевого размера и бесконечной плотности. Это и есть черная дыра.
Ученые утверждают, что подсчитать черные дыры во Вселенной невозможно, в то же время считается, что черной дырой становится каждая тысячная звезда. Исходя из масштабов наблюдаемой Вселенной ученые полагают, что новые черные дыры образуются примерно раз в секунду. Большинство галактик во вселенной в своем центре имеют сверхмассивную черную дыру, при этом самих наблюдаемых галактик около 100 миллиардов.
Как умирает черная дыра.
Черная дыра может в итоге распасться, этот процесс измеряется с помощью так называемого "излучения Хокинга". Преобладающая сегодня теория основана на том факте, что космос на самом деле не такой пустой, как многие считают. На квантовом уровне частицы постоянно появляются и исчезают. Иногда появляется пара частиц. Одна состоит из обычной материи, а другая - из разрушительной "антиматерии". Эти частицы обычно мгновенно уничтожают друг друга, исключение составляют случаи, когда они появляются на горизонте событий черной дыры. Огромная гравитация черной дыры может разделить две эти частицы, как только они появятся. Если частицу антивещества засосет в черную дыру, она очень незначительно потеряет свою массу, другая частица при этом улетит в космос, где ее обнаружат как "излучение Хокинга".
Если черная дыра поглощает меньше материи, чем теряет из-за антивещества, она в итоге исчезает. Продолжительность жизни черной дыры, таким образом, зависит от ее размера. Сверхмассивная черная дыра содержит больше материи, чем обычная черная дыра, поэтому живет гораздо дольше.
Считается, что процесс умирания черной дыры не происходит бесшумно. В конце концов масса дыры уменьшается на столько, что она больше не может поддерживать саму себя. Энергия, высвобождаемая черной дырой в последние мгновения ее жизни, сравнима с энергией миллиона термоядерных бомб, взрывающихся в очень крошечной области пространства. Это может показаться очень пугающим, но это лишь малая часть энергии, выделяемой сверхновой.