Черные дыры являются самой захватывающей и пугающей частью нашей вселенной. Подобно длинным темным туннелям в никуда эти таинственные приспособления в космосе создают постоянное гравитационное притяжение. Оно настолько притягивающее, что ничто (даже свет) не может избежать поглощения. То, что попадает в черную дыру, никогда из нее не выходит. Но об этом чуть позже. По этой причине черные дыры невидимы для глаз, но такие же легкие, как пустое пространство, окружающее их. Ученые знают, что видимость черной дыры существует потому, что ее огромное гравитационное сжатие влияет на орбиты соседних звезд. Еще одна подсказка, позволяющая увидеть черную дыру, — радиация. Она высвобождается тогда, когда всасываемый газ перегревается.
Фактически, эти сильные рентгеновские излучения и привели к открытию первой черной дыры — Лебедя Х-1, в 1964 году. Все это похоже на научную фантастику. Но это лишь верхушка айсберга. Как выяснили ученые, черные дыры еще более странны, чем научная фантастика. Вот лишь 7 пунктов для размышления.
Черные дыры искажают время и пространство вокруг них
Если вам вдруг придется лететь рядом с черной дырой, ее экстремальное гравитационное притяжение будет все больше замедлять время и деформировать пространство. Вас будет притягивать все сильнее по мере приближения к аккреционному диску космического материала (звезды, газы, пыль, планеты), вращающегося по направлению внутрь к горизонту событий или той самой "точке невозврата".
Как только вы пересечете эту границу, гравитация достигнет своего пика и тогда все шансы на спасение станут ничтожно малы: вы будете чрезмерно растянуты или "спагетизированы", как только погрузитесь в сингулярность в центре черной дыры. Это невероятно маленькая точка с чудовищной массой, когда гравитация и плотность теоретически приближаются к бесконечности пространственно-временным кривым. Другими словами, вы были бы поглощены в месте, которое полностью противоречит законам физики, какими мы их понимаем.
Черные дыры бывают миниатюрных, средних и гигантских размеров
Черные дыры звездной массы среднего размера — самый распространенный тип. Они образуются, когда взрывается мощная умирающая звезда или сверхновая, и оставшееся ядро разрушается под действием собственной гравитации. В конце концов, оно сжимается в крошечную, бесконечно плотную субстанцию, которая и образует центр. Проще говоря, черные дыры — это и не дыры вовсе, а точки сильно уплотненного вещества с огромными гравитационными средами. Черные дыры звездной массы обычно весят примерно в 10 раз больше, чем наше Солнце, хотя ученые обнаружили несколько более крупных.
Сверхмассивные черные дыры — самые большие во Вселенной. Некоторые из них имеют массу, в миллиарды раз превышающую массу Солнца. Ученые не до конца понимают, как они формируются, но эти огромные субстанции могли появиться вскоре после большого взрыва. Как полагают ученые, черные дыры существуют в центре каждой галактики. Непосредственно наша собственная Галактика, Млечный путь, вращается вокруг Стрельца А, которая содержит массу около 4 млн солнц. Исследователи также обнаружили скрытые черные дыры, которые, по-видимому, поглощают материю и газы с меньшей скоростью, что означает меньшее количество рентгеновских лучей, поэтому их так сложно обнаружить. Астрономы также считают, что за секунды после большого взрыва образовались крошечные черные дыры.
Подсчитать количество черных дыр очень сложно
Считается, что только в нашей галактике Млечный путь находится около 100 миллионов черных дыр звездной массы плюс сверхмассивная Sgr A* в ее сердце. 100 миллиардов галактик, каждая из которых содержит 100 млн черных дыр звездной массы и ядро сверхмассивного монстра. Это все равно что пытаться сосчитать песчинки.
Черные дыры пожирают вещи и регулярно выплевывают их
Уверенные в себе черные дыры не бродят во Вселенной, как голодные хищники, преследующие планеты и другие космические жертвы на ужин. Скорее всего, эти небесные создания питаются материалом, который вращается слишком близко. Точно как эта несчастная звезда, которую ученые наблюдали в течение последнего десятилетия. Черная дыра поглотила ее, и это была самая долгая трапеза из всех когда-либо зарегистрированных. Хорошей новостью является то, что Земля не находится на пути столкновения с какими-либо известными черными дырами. Но это не значит, что нам не о чем беспокоиться. Ведь известно, что сверхмассивные звезды время от времени выкидывают шарообразные тела, которые могут представлять угрозу для Земли и других планет.
Сверхмассивные черные дыры также рождают звезды и определяют, сколько звезд получает Галактика
Так же как фрагменты размером с планету изгоняются с аккреционного диска, недавнее открытие показывает, что огромные черные дыры иногда раскрывают достаточно материала для образования совершенно новых звезд. И еще более примечательно то, что некоторые даже приземляются в глубоком космосе, далеко за пределами своей Галактики происхождения. Новое исследование, опубликованное в журнале Nature, предполагает, что сверхмассивные черные дыры не только создают новые звезды, но и контролируют их количество. Звездообразование, возможно, быстрее останавливается в галактиках с более мелкими черными дырами в центре.
Наблюдая за черными дырами, можно смотреть в пропасть
С помощью нового телескопа Event Horizon, оснащенного девятью телескопами с самым высоким разрешением в мире, удалось впервые сделать фотографии горизонта событий, окружающих две черные дыры. Одной из них является наша собственная Sgr A*, а вторая - сверхмассивная черная дыра в центре галактики Мессье 87, на расстоянии 53 млн световых лет. Изображение последней удивило астрономов в апреле 2019 года. Однако фотосессия также вызвала новый интерес к текущим вопросам о том, как выглядят черные дыры на самом деле. Более того, снова возникли споры о классических законах физики и том, как они работают внутри черной дыры и за ее пределами.
Очередная черная дыра
Астрономы в Южной Африке недавно наткнулись на область далекого пространства, где сверхмассивные черные дыры в нескольких галактиках ориентированны только в одном направлении. То есть их газовые выбросы полностью уничтожаются, как если бы они были синхронизированы по проекту. Нынешние теории не могут объяснить, как черные дыры на расстоянии до 300 миллионов световых лет действуют согласованно. По словам исследователей, единственный возможный способ - если бы эти черные дыры вращались в одном и том же направлении. Нечто подобное могло произойти во время образования галактики в ранней вселенной.
Как итог
Черные дыры всегда привлекали внимание ученых, астрономов и простых обывателей. Это пугающее и одновременно прекрасное образование галактики, которое, безусловно, необходимо для полноценного ее существования и гармоничного развития. Понятно, что впереди много столетий, посвященных изучению черных дыр. Однако благодаря современным технологиям ученые могут уже сегодня представить уникальные факты, характеризующие эти странные космические объекты. Неудивительно, что через несколько сотен лет человек научится использовать черные дыры во благо себе и планете. Вряд ли они созданы только лишь для того, чтобы регулировать гравитацию и соблюдать баланс в галактике. Хотя и это является невероятно важным фактом.
