Черные дыры могут быть самой странной из всех надуманных астрономических концепций. Эти черные бегемоты, которые существуют в области пространства, где материя настолько плотно упакована, что ничто, даже сам свет, не может ускользнуть, также представляют собой ужасную возможность. Черные дыры легко отвергнуть как научную фантастику, учитывая, что внутри них нарушаются все общепринятые принципы физики. Вот почему это так пугает.
По данным National Geographic, черные дыры — это плотные места в космосе, которые создают глубокие гравитационные провалы. Даже свет не может избежать огромного притяжения гравитации черной дыры за пределами определенного места. И все, что подойдет слишком близко, будь то звезда, планета или космический корабль, будет растянуто и сплющено, как пластилин, в теоретическом процессе, называемом спагеттификацией.
Черные дыры классифицируются как звездные, промежуточные, сверхмассивные или крошечные. Наиболее известный механизм образования черной дыры — смерть звезды. Большинство звезд будут расширяться, терять массу и, в конце концов, остывать, образуя белых карликов, когда они приближаются к концу своей жизни. Самые большие из этих сверкающих объектов, масса которых по меньшей мере в 10–20 раз превышает массу нашего Солнца, станут либо сверхплотными нейтронными звездами, либо черными дырами звездной массы.
Согласно НАСА, черные дыры можно определить как «место в космосе, где гравитация притягивает так сильно, что даже свет не может выйти наружу. Гравитация настолько сильна, потому что материя сжата в крошечное пространство».Поскольку свет не может вырваться из-под гравитации черной дыры, он кажется полностью черным — отсюда и название.Однако черные дыры можно «увидеть» с помощью специального анализа данных, собранных с самых разных телескопов
То, как образуются черные дыры, зависит от их типа и происхождения.
На сегодняшний день ученым удалось определить как минимум четыре различных типа черных дыр:
- Миниатюрные черные дыры;
- Промежуточные черные дыры;
- Звездные черные дыры;
- Сверхмассивные черные дыры.
Современные теории предполагают, что маленькие или миниатюрные черные дыры (некоторые размером с атом), вероятно, образовались в самые ранние моменты существования Вселенной.
Эти крошечные черные дыры на сегодняшний день являются чисто теоретическими, и предполагается, что большинство из них, возможно, уже испарились.Считается, что эти крошечные черные дыры имеют массу в сотни масс Солнца или меньше.Как и миниатюрные черные дыры, промежуточные черные дыры на самом деле существуют только теоретически.
Этот тип черной дыры будет иметь несколько сотен тысяч солнечных масс, а не миллионы или даже миллиарды солнечных масс, как их более крупные собратья.Некоторые ученые считают, что промежуточные черные дыры образуются в результате слияния миниатюрных черных дыр.Другие считают, что если они действительно существуют, то образовались бы в результате коллапса звезд с массами, равными сотням тысяч солнечных масс.
Излишне говорить, что в этой области нет единого мнения по поводу этих типов загадочных черных дыр.
Пока звезда была жива, ядерный синтез создавал постоянный внешний толчок, который уравновешивал внутреннее притяжение собственной массы звезды.Однако в звездных остатках сверхновой больше нет сил, способных противостоять этой гравитации, поэтому ядро звезды начинает разрушаться само по себе.»Если эта масса коллапсирует в бесконечно маленькую точку, рождается черная дыра, во много раз превышающая массу нашего Солнца.В нашей галактике могут быть тысячи таких черных дыр звездной массы.
Считается, что сверхмассивные черные дыры (размером в миллионы или даже миллиарды солнечных масс) образуются одновременно с формированием галактики, в которой они обитают, и это предсказывается общей теорией относительности Эйнштейна.
В центре Млечного Пути находится сверхмассивная черная дыра, Стрелец A* (произносится как «звезда»), которая может быть более чем в четыре миллиона раз массивнее нашего Солнца.Ученые не уверены, как появляются такие большие черные дыры, хотя существует ряд теорий.
Горизонт событий черной дыры — это ее внешняя граница.Это точка, в которой гравитационная сила преодолевает способность света избежать гравитационного притяжения черной дыры.Чтобы уйти от горизонта событий, нужно двигаться быстрее скорости света.Это буквально точка невозврата — вы не сможете убежать, как только пройдете ее.По крайней мере, таков был традиционный взгляд.
Однако почтенный профессор Стивен Хокинг (Stephen Hawking) был непреклонен в том, что определение черной дыры следует изменить.Он считал, что горизонты событий в их традиционном понимании на самом деле вообще не существуют.Что они, по сути, являются «видимыми горизонтами» на краю черных дыр, где квантовая механика сходит с ума.Он утверждал, что здесь виртуальные частицы появляются и исчезают, заставляя горизонт колебаться, а не действовать как определенная точка в пространстве.Теоретически эти «видимые горизонты» также являются точкой, где квантовые эффекты создают потоки горячих частиц, которые излучаются обратно во Вселенную — так называемое излучение Хокинга.
Предполагается, что это может в конечном итоге привести к тому, что черная дыра излучает всю свою массу и исчезает.
Сингулярность черной дыры или гравитационная сингулярность — это точка в самом центре черной дыры.Это одномерная точка, содержащая огромное количество массы в бесконечно малом пространстве.
Поскольку свет не может покинуть горизонт событий черных дыр, их нельзя «увидеть» в традиционном смысле, как мы объясняли ранее.
Однако мы можем сделать вывод об их существовании по их влиянию на другие тела в космосе (например, на Солнце и газовые облака), которые мы можем видеть.Вскоре, возможно, удастся обнаружить границу горизонта событий вокруг черной дыры — точнее, обнаружить исходящее от нее излучение Хокинга.
В центре черной дыры часто постулируется нечто, называемое гравитационной сингулярностью или сингулярностью.Здесь гравитация и плотность бесконечны, а пространство-время простирается до бесконечности.
Продолжительность жизни черной дыры зависит от ее массы.Вы можете действительно узнать это, только проведя расчеты квантовой теории поля, чтобы выяснить это, что, мягко говоря, сложно.Как правило, считается, что потеря массы из-за излучения Хокинга происходит с разной скоростью в зависимости от размера черной дыры.
Интересно, что черные дыры с меньшей массой теоретически теряют свою массу быстрее, чем более крупные.Это потому, что кривизна, которую они создают в пространстве, более интенсивна вокруг их горизонта событий.Но даже в этом случае на это уходит очень и очень много времени.
Например, предполагается, что черной дыре с массой Солнца потребуется 1067 лет, чтобы полностью рассеяться.Для больших черных дыр во Вселенной это может занять невероятные 10100 лет.Эти цифры намного больше предполагаемого возраста нашей Вселенной, составляющего 13,8 миллиарда лет, но это не навсегда.
Это означает, что когда все звезды и планеты давно погибнут, черные дыры будут доминировать, прежде чем исчезнут сами.
Это интересно
0
|
|||
Последние откомментированные темы: