Черные дыры представляют собой области в космосе, где гравитация настолько сильна, что даже самые быстрые частицы не могут вырваться наружу. Термин "черная дыра" возник из-за того, что даже свет не может ускользнуть от нее.
Современное понятие черной дыры было введено немецким физиком и астрономом Карлом Шварцшильдом в 1915 году, когда он вывел точное решение из уравнений общей теории относительности Эйнштейна.
Шварцшильд признал возможность сжатия массы в бесконечно малую точку, заставляя окружающее пространство-время искривляться таким образом, что ничто, даже безмассовые фотоны света, не могло вырваться за пределы этой кривизны.
Граница, ведущая к пустоте черной дыры, известна как горизонт событий, а расстояние между этим краем и бесконечно плотным центром, или сингулярностью, называется радиусом Шварцшильда.
Теоретически все объекты обладают радиусом Шварцшильда. Если бы масса Солнца сжалась в бесконечно малую точку, это привело бы к образованию черной дыры радиусом чуть меньше 3 километров (около 2 миль).
Напротив, при массе Земли радиус Шварцшильда составил бы всего несколько миллиметров, что привело бы к образованию черной дыры, сравнимой по размерам с шариком.
В течение многих лет черные дыры рассматривались как странные аномалии общей теории относительности. Однако по мере того, как астрономы открывали другие экстремальные космические объекты, такие как нейтронные звезды, уверенность в их существовании росла. Сегодня широко распространено мнение, что в центрах большинства галактик находятся массивные черные дыры.
Как вообще формируются черные дыры?
Широко распространено мнение, что звезды с массой, по меньшей мере, в три раза превышающей массу нашего Солнца, могут испытывать значительный гравитационный коллапс, как только их ядерное топливо будет исчерпано.
В условиях такой плотности гравитационные силы превосходят те, которые обычно не позволяют атомным частицам занимать одинаковое пространство. Такая экстремальная плотность в конечном итоге приводит к образованию черной дыры.
Кроме того, теоретически предполагается существование множества небольших черных дыр, известных как первичные черные дыры, которые еще предстоит наблюдать. Считается, что они возникли во время быстрого расширения ранней Вселенной, явления, называемого инфляцией, которое привело к коллапсу областей с высокой плотностью.
Первичные черные дыры обладали бы гораздо меньшей массой — некоторые из них потенциально сравнимы с массой Земли, — но при этом они были бы лишь немногим больше мармеладного зернышка.
Кто бы мог подумать, что черные дыры могут считаться такими привлекательными?
