«Если вы прыгнете в черную дыру, то энергия вашей массы вернется в наш мир, но в искаженной форме» — так звучит знаменитое высказывание английского физика Стивена Хокинга. В Галактике расположено огромное количество звёзд, Солнце, межзвёздный газ, из которого появляются новые светила, а также такие уникальные объекты, как «чёрные дыры». Огромный объект Вселенной, имеющий гравитацию мощной силы, принято называть «чёрной дырой». Сильнейшая гравитация обеспечивает дырам способность поглощать абсолютно всё, что находится в поле их действия. Такие удивительные явления способны также искривлять пространство и время, ведь они не выпускают свет. Немногим известно, что время возле чёрных дыр течёт намного медленнее. Они до сих пор считаются одними из самых странных космических явлений. Так как же они впервые были обнаружены? Какие свойства имеют чёрные дыры? Что недавно удалось узнать учёным об этих удивительных объектах? Об этом вы узнаете из нашего материала.
Первые упоминания
В начале двадцатого столетия в теории общей относительности, разработанной Альбертом Эйнштейном, впервые была упомянута концепция чёрных дыр. Учёный доказал, что под воздействием сильного гравитационного поля может произойти деформация пространства-времени, в результате чего свет не сможет покинуть область сильного гравитационного поля. В итоге происходит формирование чёрной дыры («чёрной», то есть лишенной света).
Кто и когда открыл черные дыры? О существовании чёрных дыр заговорил в 1763 году английский учёный Джон Мичелл. Исследователь установил, что вторая космическая скорость у объёмных звёзд намного больше скорости света. Так, звезды кажутся чёрными, потому что их свет не способен преодолеть силу гравитации.
черная дыра
Не секрет, что сначала открытие Джона Мичелла не восприняли всерьёз. Дело в том, что учёные уже знали достаточно много фактов о волновой природе света. В связи с этим, многие из них просто ошибочно считали, что сила гравитации не может остановить волны. Однако теория относительности доказала обратное. Волны обладают энергией, а это значит, что они имеют массу. Сила гравитации, действительно, может оказывать воздействие на них. История открытия черных дыр была официально начата.
Интересный факт: Джон Мичелл утверждал, что если сжать Солнце до радиуса в три километра, то возможно образование огромной силы гравитации, которую даже свет не сможет покинуть.
Известно, что впервые понятие «чёрная дыра» было упомянуто американским астрономом Джоном Уиллером в 1967 году. Этот термин был придуман учёным для объяснения ранее неизвестного объекта, представляющего собой результат звёздной эволюции.
В 1971 году состоялось официальное открытие чёрных дыр. Именно в это время их впервые заметили в телескоп.
Что это такое?
На основе вышесказанного можно сделать вывод, что чёрная дыра представляет собой область пространства-времени, имеющую огромное гравитационное напряжение. Данную область не могут покинуть даже те объекты, которые движутся со скоростью света, включая кванты самого света. Горизонт событий — именно так учёные назвали границу этой загадочной области.
черная дыра
По мнению учёных, образование чёрных дыр происходит на конечном этапе жизни звёзд. Звезда начинает остывать после выгорания термоядерного топлива и прекращения химической реакции. Затем происходит значительное уменьшение внутреннего давления. Звезда начинает сужаться под действием сил гравитации, значительно уменьшая свои размеры и массу. История изучения черных дыр до сих пор развивается и обрастает новыми подробностями.
В чём состоит опасность чёрных дыр?
Учёные утверждают, что чёрные дыры опасны для существования планеты. Существует предположение, что гравитация чёрной дыры способна оказывать разрушающее воздействие на орбиту Земли. Наша планета может сместиться ближе к Солнцу или, наоборот, дальше от него. Также гравитация может привести к тому, что Земля может столкнуться с другой планетой.
Помимо этого, учёные заявляют, что опасность может возникнуть, когда на черную дыру попадёт плотный поток вещества. В таком случае облако падающей материи раскаляется и становится мощным источником излучений, которые могут разрушить гидросферу и атмосферу планеты.
Исследователи установили, что черную дыру разрушить невозможно. Эта область лишена физической поверхности. Следовательно, к ней нельзя приложить никаких усилий. Однако, по мнению английского физика-теоретика Стивена Хокинга, чёрные дыры могут сами испариться, ведь они испускают излучение, а значит и теряют массу. Однако это происходит очень в редких случаях.
Краткая история черных дыр должна включать в себя еще и уникальные свойства этих объектов.
Свойства чёрных дыр
Главное свойство чёрной дыры заключается в том, что она имеет сильнейшее гравитационное поле, вследствие чего окружающее пространство и время не могут всегда находиться в привычном состоянии. Наблюдения учёных показали, что течение времени внутри чёрной дыры значительно медленнее, чем обычно. Если бы, например, человек оказался внутри черной дыры и смог вернуться обратно, то он бы сильно удивился — на планете уже прошли века, а он даже и постареть не успел.
звезды вокруг черной дыры
Однако исследователи считают, что если бы человек оказался внутри черной дыры, то он вряд ли бы смог там выжить и вернуться на Землю. Дело в том, что в данной области действует сильнейшая сила гравитации, в результате чего любой материальный объект просто бы разорвался на мелкие части.
Интересен также тот факт, что чёрные дыры способны выделять испарение. Об этом явлении впервые высказался английский астроном Стивен Хокинг. Однако в данном случае можно говорить лишь о дырах, имеющих довольно небольшую массу. Под воздействием сильной гравитации около дыр появляются пары частиц и античастиц. Одна частица из пары выходит наружу, а другая вытягивается внутрь дыры. Наблюдения показали, что чёрные дыры способны излучать гамма-кванты и жёсткие античастицы. В науке излучение чёрных дыр носит название «излучение Хокинга».
Последние наблюдения
В марте 2023 года учёными была открыта одна из самых больших дыр за всю историю человеческой цивилизации. Открыть данное явление исследователям помог эффект гравитационного линзирования. Известно, что данный эффект наблюдается, когда галактика преломляет свет от более удалённого объекта и затем увеличивает его.
Весной нынешнего года учёными была обнаружена огромная чёрная дыра. Было установлено, что её масса в тридцать миллиардов раз больше массы Солнца. Астрономы очень редко встречались с такими масштабами. Данное открытие точно войдёт в историю, ведь это первая чёрная дыра, которую заметили при помощи гравитационной линзы. Именно гравитационное линзирование, по мнению астрономов, в значительной степени позволяет выявить чёрные дыры. Интересные факты о них мы узнаем именно благодаря инновационным научным инструментам.
Благодаря снимкам, сделанным с помощью телескопа «Хаббл», стало понятно, что обнаруженный объект представляет собой черную дыру гигантских размеров. Интересные данные также были получены американскими и европейскими астрономами. Учёные обнаружили, что внутри Млечного пути находится огромное количество крупных чёрных дыр, которые близко расположены друг к другу.
строение черной дыры
Исследователи сделали расчёты, которые показали, что массивные звезды, имеющие массу, превышающую солнечную в сорок — пятьдесят раз, на последнем этапе жизни теряют большое количество своей материи. Такие звезды очень часто становятся впоследствии крупными чёрными дырами, имеющими массу в тридцать раз больше, чем масса Солнца.
Астрономы считают, что в Млечном пути можно заметить тысячи двойных чёрных дыр. Это означает, что каждая чёрная дыра имеет себе подобную по химическому составу. Однако, по мнению специалистов, эта версия требует ещё тщательных исследований.
Теперь вы узнали много новых и интересных фактов о таких уникальных объектах космоса, как «чёрные дыры». Это, действительно, удивительное явление, которое во многом остаётся загадкой для человечества. Чтобы разгадать все тайны этих космических объектов, учёным придётся потрудиться ещё не одно десятилетие.
Автор: Виктория Комарова