3 478
Черные дыры являются одной из самых больших загадок во вселенной на сегодняшний день, и, вероятно, так и останется ещё долгое время. Однако, насколько люди понимают основную механику черной дыры? Вот некоторые удивительные и несколько пугающие факты, которые делают их, возможно, самыми крутыми космическими объектами в видимой вселенной.
ЧЕРНЫЕ ДЫРЫ НЕ ВИДНЫ И НЕ ЯВЛЯЮТСЯ НАСТОЯЩИМИ ДЫРАМИ
Черные дыры не являются «дырами», настолько, что они действительно плотные точки, и они абсолютно невидимы невооруженным глазом. Подумайте о самой маленькой вещи, а затем сожмите ее в одну точку. Это в принципе. Черные дыры — это сжатые остатки свернутой звезды, обычно сверхновой звезды очень большой массы.
Сверхновые примерно в 20 раз массивнее нашего Солнца, которое тихо умрет, без лишней суеты и, вероятно, превратится в белого карлика. Это не произойдет еще как минимум четыре-пять миллиардов лет, поэтому у вас есть время.
Массивные звезды, которые делают наше Солнце похожим на пятно на межзвездной карте — это те, которые умирают громко, возможно, кричат и оставляют после себя беспорядок. Затем, как будто это недостаточно драматично, остатки начинают разрушаться, образуя плотную особенность невозможных гравитационных сил, которые мы знаем как черная дыра.
К сожалению, мы не можем их видеть, потому что свет не может избежать их экстремальных гравитационных сил, но мы разработали способы их обнаружения. Такие как …
ЧТОБЫ НАЙТИ ЧЕРНУЮ ДЫРУ, НУЖНО НАБЛЮДАТЬ ЗА ОБЪЕКТАМИ ВОКРУГ НЕЕ
Один из самых известных фактов о черных дырах — то, что свет не может избежать их. Поскольку гравитационное влияние черной дыры деформирует пространство-время и поглощает свет, можно обнаружить черную дыру, обнаружив гравитационные аномалии.
Это может варьироваться от загадочно съеденной звезды, аккреционного диска вокруг черной дыры и одного из самых крутых изображений в космосе: гравитационное линзирование. Это происходит, когда гравитация межзвездного тела изгибает свет — и, следовательно, изображение — объектов вокруг него. Это создает эффект зеркального отражения, поскольку объекты отражаются и преломляются бесконечно вокруг горизонта событий черной дыры. Что создает похожее на дыру изображение, которое дает объекту его имя.
ЧЕРНЫЕ ДЫРЫ НА САМОМ ДЕЛЕ ЯВЛЯЮТСЯ ЭФФЕКТИВНЫМИ ПОТРЕБИТЕЛЯМИ ЭНЕРГИИ
Для сингулярности, которая создает настоящий провал в ткани пространства-времени, черные дыры фактически являются чудесно эффективными генераторами энергии. Это связано с аккреционным диском, который образуется вокруг черной дыры.
Аккреционный диск — это скопление вещества, которому не повезло, чтобы подойти слишком близко. За пределами горизонта событий вещество вращается вокруг черной дыры с меньшей скоростью. Тем не менее, ближе к горизонту событий, материя вращается вокруг гравитационного колодца быстрее, и это генерирует тепло… примерно в несколько миллиардов градусов по Фаренгейту, которое превращает массу из материала в энергию.
ЧЕРНЫЕ ДЫРЫ НА САМОМ ДЕЛЕ ШУМЯТ!
В то время как фактический звук в космосе невозможен из-за нехватки воздуха, специальные инструменты позволяют «услышать» перегруженные частицы черной дыры, когда она что-то глотает. Представьте, что вы слушаете, как ваш раздражающий сосед по комнате жует и громко глотает за столом.
Это черная дыра.
К счастью, не все черные дыры шумят таким образом; также было обнаружено, что некоторые черные дыры поют. НАСА недавно обнаружило «хор» черных дыр, поющих как бы в рентгеновских лучах.
ЧЕРНАЯ ДЫРА ОТРЫГИВАЕТ (ТЕОРЕТИЧЕСКИ)
Мало того, что черные дыры превосходны в потреблении всего, что приближается к ним, они также получают газ, когда делают это! Ученые предполагают, что со временем черные дыры высвобождают энергию в брызгах вещества, света и радиации, убивающей материю — ученые называют это белой дырой.
Хотя это все еще теория, многие исследования, посвященные черным дырам, приблизили нас к тому, чтобы выяснить, есть ли у этих загадочных монстров какие-либо манеры поведения за столом. Это проливает новый взгляд на вопрос, где они хранят весь этот космический материал, который заглатывают?
ЧЕРНЫЕ ДЫРЫ СФЕРИЧЕСКИЕ, НЕ ВОРОНКООБРАЗНЫЕ
Когда черные дыры не классифицируют как круг, они часто изображаются в виде воронок. Это в равной степени вопиюще, поскольку воронка на самом деле является художественным представлением глубокой гравитации черной дыры. Пространство-время — это что-то вроде растянутого резинового листа с линиями сетки вокруг него, и каждый объект на нем испытывает депрессию в зависимости от его массы и гравитационного притяжения.
Черная дыра создает, казалось бы, бесконечную депрессию в ткани пространства-времени, растягивая и изгибая линии сетки, поскольку ее гравитация растягивает и тянет пространство-время вниз к сингулярности. Это создает печально известное изображение воронки.
По правде говоря, в настоящее время мы проводим много исследований, чтобы разгадать многие оставшиеся загадки черных дыр. Есть много теорий, от мультивселенной до теории моста Эйнштейна-Розена — или того, что обычно называют червоточиной. И есть даже теории, что черные дыры однажды могут быть использованы для питания межзвездных космических кораблей.
Черные дыры являются основой спекулятивной научной фантастики, и хотя мы никогда не узнаем, что находится внутри, интересно подумать о механике этих загадочных существ, которые не могут перестать есть все, что находится рядом с ними.
ЧЕРНЫЕ ДЫРЫ СО ВРЕМЕНЕМ ИСПАРЯЮТСЯ
Как будто эти вращающиеся воронки были недостаточно пугающими, исследования показывают, что, в конце концов, черные дыры просто исчезают и испаряются. Хотя ничто не может вырваться из черной дыры, излучение действительно испускается, в то время как оно наполняет себя чем-то достаточно неудачным, чтобы бродить у её рта. Ученые предполагают, что когда черная дыра испускает излучение, она, вероятно, теряет массу.
Астрофизик Стивен Хокинг прославился, обнаружив эти радиационные выбросы, которые теперь известны как радиация Хокинга, доказав, что черные дыры не живут вечно. В 1974 году исследования Хокинга показали, что масса черной дыры уменьшилась из-за попадания в нее частиц с отрицательной энергией, тогда как положительные частицы остались снаружи и даже вырвались наружу.
ЧЕРНЫЕ ДЫРЫ НЕ КОСМИЧЕСКИЕ ПЫЛЕСОСЫ
Вопреки распространенному мнению, черные дыры не являются космическими пылесосами, посягающими на нас своими зияющими, сосущими пастями. Это просто плотные особенности. Однако падение в черную дыру было бы отстойным. Очень.
Черные дыры похожи на невидимые провалы в космосе, и поэтому вместо того, чтобы засасывать вещи, несчастная материя или объект просто падает, вращаясь вокруг черной дыры, пока не разорвется на части непостижимыми гравитационными силами дыры. Все, что осталось от несчастной материи, затем соединяется с плотно упакованной особенностью внизу. Это долгий путь, и, к сожалению, ни у кого нет приличных шансов на выживание.
ВРЕМЯ НЕ ИМЕЕТ СМЫСЛА ВОКРУГ ЧЕРНОЙ ДЫРЫ
Одним из наиболее неправильно понятых понятий в астрофизике является время, и это потому, что само время становится измерением в пространстве. Время прохождения зависит от расстояния между точками и скорости объекта, и оно измеряется относительно того, где вы находитесь в любой точке вселенной.
Поскольку никто из нас еще не покинул Землю, все наше восприятие времени зависит от места Земли во Вселенной. Например, если мы собираемся покинуть Землю, путешествуя со скоростью света, если мы вернемся спустя недели или месяцы, то для сравнения пройдет несколько лет или, возможно, более десяти лет земного времени. Этот эффект называется замедлением времени.
Гравитационное притяжение черной дыры настолько сильно, что фактически деформирует «ткань» пространства и времени до точки, где время действительно замедляется.
Если вы наблюдаете, как ваш друг падает в черную дыру, то время покажется замедленным, когда он приблизятся к горизонту событий, который является границей черной дыры. Наблюдателю кажется, что человек остановился, затем он начнет краснеть, поскольку спектр света медленно изгибается и деформируется, а затем он исчезает.
Вам, наблюдателю, кажется, ваш друг никогда не доберется через горизонт событий. Но для вашего друга время течет так же гладко, как и всегда. Он пересекает горизонт за считанные секунды, а для наблюдателя прошли годы. Это заставляет задуматься, почему время вообще существует, если черные дыры просто изгибают и замедляют его.
В ЦЕНТРЕ НАШЕЙ ГАЛАКТИКИ ЕСТЬ СВЕРХМАССИВНАЯ ЧЕРНАЯ ДЫРА
Млечный путь скрывает загадочную тьму в самом своем ядре. Одна из причин этого заключается в том, что в центрах галактик обычно находятся более молодые, более яркие звезды. Звезды рождаются и умирают ближе к центру, и, вероятно, в то время, когда формировался Млечный путь, он был рожден в результате массивного межзвездного взрыва, который произошел ранее.
Не беспокойтесь — ученые и эксперты заверили нас, что нам не угрожает опасность быть поглощенным монстром, хотя мы можем наблюдать, что он делает с пространством вокруг него, благодаря Хабблу и другим мощным телескопам. Спойлер: это не выглядит весело.