«Черные дыры»

Существует множество космических объектов, которые мы можем увидеть — звезды, туманности, планеты. Но большая часть Вселенной невидима. Невидимы и «черные дыры».
«Черные дыры» — уже сами эти слова подразумевают тайну, путь в неизведанное. Историю их открытия учеными изложил С. Н. Зигуненко в своей книге «XX век: хроника необъяснимого».

Впервые существование подобных объектов было предсказано французским математиком Пьером Лапласом в 1796 году. Он отметил, что в соответствии с законом всемирного тяготения Ньютона небесное тело с достаточно большой силой притяжения не даст возможности ничему, даже свету, ускользнуть от него. И поэтому оно должно быть абсолютно невидимым, то есть стать «черной дырой».
В 1939 году группа ученых, возглавляемая Робертом Оппен-геймером, ставшим впоследствии отцом атомной бомбы, доказала, что аналогичный вывод следует из общей теории относительности А. Эйнштейна.

До недавнего времени считалось, что из-за невидимости «черных дыр» обнаружить их невозможно, а в таком случае не стоит и беспокоиться. Но в 1968 году радиоастрономы из Кембриджа открыли нейтронные звезды, которые представляют собой небесные тела со столь высокой концентрацией материи, что наперсток вещества такой звезды может весить один миллион тонн! Есть мнение, что «черные дыры» и нейтронные звезды возникли одинаковым путем — в результате гибели больших звезд.
Звезды, как и люди, имеют свой цикл жизненного развития. Ученые установили, что светила, превышающие по массе наше Солнце в десятки, а то и в сотни раз (а масса Солнца в 333 тысячи раз больше, чем масса нашей планеты), на последней стадии своего существования, перед тем как угаснуть окончательно, на короткое время превращаются в сверхновые звезды. То есть они взрываются, разбрасывая вокруг осколки вещества. За один день сверхновая звезда излучает энергию, равную излучению Солнца за 1 миллиард лет, а вещество ее оболочки выбрасывается в пространство с огромной скоростью — до 10 ООО км/с. То, что остается после взрыва, может затем превратиться в нейтронную звезду, сжавшись под действием собственной силы тяжести. Если же остаток достаточно велик и, как минимум, втрое превышает массу Солнца, то сжатие может оказаться настолько сильным, что бывшая звезда превратится в «черную дыру».

Выше уже говорилось, что плотность и сила притяжения «черных дыр» настолько велики, что с их поверхности не вырывается даже свет. Говорилось также, что увидеть «черные дыры» еще никто не смог. Однако многие ученые убеждены в их существовании и полагают, что только в нашей Галактике насчитывается более 100 миллионов и каждая из них — это остаток гигантской звезды, взорвавшейся в далеком прошлом.
Масса «черной дыры» должна быть колоссальной, во много раз больше массы Солнца, поскольку она поглощает все, что оказывается рядом: и межзвездный газ, и любое другое космическое вещество.

По мнению астрономов, большая часть массы Вселенной скрыта в «черных дырах». Об их существовании свидетельствует только рентгеновское излучение, наблюдаемое в некоторых местах космоса, где ничего не удается рассмотреть ни в оптический, ни в радиотелескоп.
Но если черные дыры невидимы, то как же можно их обнаружить? Профессору Стивену Хокину из Кембриджа в конце 60-х годов пришла одна идея. Черные дыры, по его мнению, не совсем черные. При определенных условиях они должны испускать в окружающее пространство некие частицы. С ними они мало-помалу теряют свою энергию и, уменьшаясь в размерах, могут со временем взорваться. Это явление называют «радиацией Хокинга», и его, как считают астрофизики, можно зафиксировать экспериментально. В 1971 году с помощью спутников в созвездии Лебедя был обнаружен источник рентгеновского излучения, который вращался по орбите вокруг голубой сверхгигантской звезды, в 30 раз превышающей массу Солнца. Ничего особенного в обнаружении двойной звезды не было — на сегодняшний день таких объектов обнаружено во Вселенной уже несколько сотен. Но для нейтронной звезды источник излучения был слишком велик — в 10 раз больше, чем у Солнца. Тогда что это? «Черная дыра»? Значит, и «черные дыры» могут представлять собой часть двойной системы — «компаньонку» обычной звезды.
Вслед за этим открытием последовало много других. Наблюдатели обратили внимание, что в галактике М 87 слишком уж возрастает яркость звездного света по направлению к центру. В эту точку был нацелен орбитальный телескоп «Хаббл». На полученных снимках ученые увидели нечто напоминающее по конфигурации воронку мыльной воды, сливаемой в отверстие ванны. Только в небе кружилась не вода, а межзвездный газ.

Спектрограф телескопа измерил скорость вращения воронки. Она была ошеломляющей — 1 920 000 км/ч! Отсюда ученые легко вычислили и гравитационную мощность черной дыры. Масса этого объекта оказалась эквивалентна трем миллиардам Солнц при практически одинаковых диаметрах.
При помощи телескопа «Хаббл» и двух мощных телескопов на Гавайях были сделаны очередные открытия: у каждой галактики, в том числе и у нашего Млечного Пути, есть своя «черная дыра». Находится она в самом центре, и ее масса скорее всего пропорциональна массе самой галактики.

Кроме того, ученые выяснили, что существует четкая граница, окружающая кольцом черную дыру. Мчащийся вихрь вещества может по пути растерять какие-то частицы, но что попало уже за эту границу, назад не вырвется. Граница называется «горизонтом событий» — наверное, потому, что за ним уже никакие события не прослеживаются, как не видно предметов за обычным горизонтом.

Сегодня ученым стало известно, что «черные дыры» бывают, как минимум, двух видов — звездные и галактические. Звездные — поменьше; формируется такая дыра после того, как гигантская звезда, раз в 50 массивнее Солнца, исчерпает свое топливо и, сбросив оболочку, сожмется в шар диаметром 15-20 километров. Галактические — в миллиарды раз массивнее звездных. Они скрываются в самом центре галактик. Это свидетели почти всей истории Вселенной.
Всего к настоящему времени обнаружено 11 галактических «черных дыр», их масса варьируется от двух миллионов до одного миллиарда солнечных масс. И чем массивнее, мощнее «черная дыра», тем с большей скоростью мчатся в ее ненасытную пасть близлежащие звезды и прочие космические объекты.
Фантасты и некоторые теоретики говорят о том, что «черные дыры» могут служить точками перехода в иные измерения. В «черных дырах» внутреннее становится внешним, прямое — кривым. Наши привычные представления теряют всякий смысл. Граница между нашим миром и другими размывается.
Никакое иное явление природы не способно взорвать, опрокинуть, смести наши привычные представления о мире так, как это делают «черные дыры» — космические объекты, наделенные самыми причудливыми свойствами. С другой стороны, как ни поражают наше дилетантское воображение «черные дыры», на взгляд физиков, они устроены на удивление просто. Их поведение можно полностью описать с помощью трех физических параметров: массы, заряда и момента количества движения.
«Черные дыры» — самые массивные объекты во Вселенной. А как предсказывал Альберт Эйнштейн в своей общей теории относительности, масса искривляет пространство. Поэтому там, где сосредоточена громадная масса, свет отклоняется от прямолинейной траектории и движется по кривой.
Когда световые лучи оказываются на определенном расстоянии от «черной дыры», они либо начинают вращаться вокруг этого загадочного объекта, либо, двигаясь по спирали, падают в недра «черной дыры» и исчезают там навеки.

Компьютерные модели показывают, что вращающуюся «черную дыру» окружает раскаленный светящийся газопылевой диск. Это свечение выдает присутствие гравитационного чудовища. Пространство в окрестностях «черной дыры» искажено настолько, что можно буквально заглянуть за угол.
Ученые уже сегодня размышляют о том, как использовать эти гравитационные колоссы во благо человечества. Но их идеи, увы, пока годятся лишь как сюжет для очередного фантастического романа.

Полезные ссылки: Информация дизайн кухни в светлых тонах фото тут.

Читайте также:

Категории