Вопрос, как появились сверхмассивные чёрные дыры, – традиционно скрывающиеся в ядрах галактик, хотя недавно были обнаружены и блуждающие, – был задан в комментариях. Ибо ясно, откуда берутся дыры обычные, – это результат коллапса звёзд-гигантов. Но сами звёзды слишком велики не бывают. С увеличением массы интенсивность термоядерных реакций растёт в их недрах в чрезвычайно крутой зависимости, так что, коллапс – к одному центру – облака с массой более 200 «солнц» прекращается сам собой. Сначала потоки излучения из центра разогревают и рассеивают туманность, а затем её клочья пускает по галактическому ветру грандиозный взрыв. Давление в эпицентре рождения гипергиганта так велико, что водород выгорает сразу, за ним последовательно вступают в реакцию гелий, углерод, кремний… Прогорев до железа, вещество уже беспрепятственно коллапсирует в чёрную дыру.
...Примерно, треть массы. Остальное рассеивается взрывом. А треть массы, это около 65 «солнц». Что и является верхним пределом обычной «звёздной» чёрной дыры.
Однако, уже случаи наблюдения дыр более массивных. И даже процесса их образования путём слияния двух или более чёрных дыр. Тем не менее, появление таким способом объектов массой более 100 солнечных представляется маловероятным. Сверхмассивные же дыры имеют массу от 100 тысяч до 100 миллиардов «солнц»… К слову, последнее составляет более 10% от массы Млечного Пути – гигантской галактики. Хотя, конкретно наш Стрелец А* относительно невелик – всего 4 миллиона «солнц».
Таким образом, вопрос правомерен. Как, собственно, очевиден и предварительный ответ на него. Сверхмассивные чёрные дыры образуются не из звёзд. С такой же безапелляционной уверенностью можно добавить, и что сверхмассивные чёрные дыры вообще не образуются. Сейчас. В современном космосе нет условий ни для их возникновения, ни даже для роста.
И кстати о росте. Видимые только на огромных расстояниях от Земли, а значит, существовавшие в далеком прошлом квазары, – тут консенсус достигнут, – это растущие, поглощающие вещество сверхмассивные чёрные дыры. Известно, что квазары появляются 13.1 миллиардов лет назад… с верхним же пределом их эпохи есть разночтения, так как отсутствует внятный критерий различения их с «активными ядрами галактик», встречающимися и ныне. Активность современных сверхмассивных чёрных дыр не сравнима с тем, что было ранее, но спадает она постепенно. Неясно до какого уровня светимости центральную дыру галактики можно именовать именно «квазаром».
...То есть, про сверхмассивные чёрные дыры известно, что рождаться они могли только в молодой вселенной. И только на определённом этапе её расширения. Вопрос во втором комментарии, конечно, неправильный, но – в тему. Почему всё не сколлапсировало в одну точку – сразу? Ну… сразу встречный вопрос, – в какую? В центр? Но вселенная бесконечна, и центр у неё везде. Точнее же, наблюдатель, где бы он ни был, окажется в центре собственного поля зрения. И если речь о наблюдателе в молодой вселенной, окружён он будет сверхплотным и сверхгорячим веществом. Но пребывать ему предстоит в невесомости. Как окажется в состоянии невесомости и объект, помещённый в центр Земли. Ибо вся гравитирующая масса в таком случае вне его, распределена равномерно относительно него по всем направлениям и векторы гравитационных сил взимоуничтожатся.
В молодой вселенной ни что никуда не падало, так как распределение вещества оставалось равномерным. Равномерность же, в свою очередь, обеспечивалась кулоновскими силами, расталкивающими протоны, – а кроме ядер водорода тогда почти ничего ещё не было. Электромагнитные же силы несравненно «сильнее» гравитационных.
Лишь после рекомбинации вещества (через 380 тысяч лет после большого взрыва) смогли появиться и стали нарастать флуктуации плотности. И тут ещё раз нужно напомнить, что вещество не могло собраться в одну точку, ввиду отсутствия во вселенной каких-то точек особенно привлекательных. Если растянутая резина воздушного шарика лопнет, разорвавшись на тысячу кусков, сжиматься – к персональному центру, – начнёт каждый. Примерно то же произошло и со сплошным полем материи в молодой вселенной, с тем лишь отличием, что количество обрывков – примерно равного размера, соответствующего массе сверхскопления галактик, – было бесконечным.
...Почему «равного»? Потому что гравитационный коллапс облака газа начинается в случае, если сила притяжения частиц к общему центру масс перевесит направленную от центра силу, связанную с давлением внутри облака. Давление же газообразной среде обусловлено плотностью и температурой. В молодой же вселенной, как плотность вещества, так и его температура были велики. Коллапсировать могли только грандиозные массы вещества.
И причём здесь сверхмассивные чёрные дыры?
Ну… не считая тёмную материю, ныне галактика состоит из звёзд на 98% и из газа на 2%. Соответственно, плотность газа очень мала. Но рождалась-то галактика, как обособившееся, закручивающееся, сжимающаяся к центру, облако газа. Очень, соответственно, плотного. И, очевидно, что плотность газа возрастала к центру.
Про гравитационный же коллапс следует понимать, что это – необратимый процесс. При сжатии газа давление растёт, растёт температура, но с уменьшением радиуса облака сила тяготения всегда растёт быстрее, поскольку часть перешедшей в тепло энергии уноситься за пределы облака излучением. Коллапс продолжается, пока не упадёт плотность (частицы перестают обмениваться импульсом, терять его, и выходят на устойчивые орбиты) или пока в эпицентре не начнёт выделяться дополнительная энергия не тепловой природы. Допустим, термоядерная.
Сверхмассивные чёрные дыры родились и росли, как гравитационные воронки, поглощающие вещество в центах ещё полностью газообразных галактик. Рост же их прекратился по мере падения концентрации газа, собравшегося в звёзды. Движущиеся по орбитам вокруг центра галактики, как это принято у небесных тел, без трения. Кроме того, бешеное сияние квазара нагревало и «расталкивало» облако, в свою очередь, препятствуя коллапсу.
Если проще. Сейчас чёрные дыры плодятся маленькие. Какие туманности, – холодные, внутригалактические, – такие и дыры. Сверхмассивные чёрные дыры (и, возможно, гипотетические «дыры средних масс») рождались, пока «туманностью» была вся галактика.
