Черные дыры — темные лошадки космоса

Черная дыраЧерные дыры относятся к разряду самых загадочных объектов нашей Вселенной. При этом слово «черная» вовсе не является эпитетом, а соответствует реальному свойству этого космического объекта. Обладая гигантской гравитационной силой, дыра поглощает любую материю и даже свет не может вырваться из ее объятий, по причине чего она в прямом смысле становится невидимой для наблюдателя, т.е является просто черным пятном. Отметим, что еще относительно недавно ученые и вовсе сомневались в существовании черных дыр во вселенной, а само понятие было введено только в конце 60-х годов прошлого века. Меня этот вопрос интересовал давно, поэтому предлагаю сегодня поговорить об этих возмутителях космического спокойствия.

Первые сведения о загадочных объектах

Даже свет не может покинуть окрестностей гравитационного радиусаВпервые существование невидимых космических объектов предсказал знаменитый математик 18 века Пьер-Симон Лаплас. Взяв за основу закон всемирного тяготения Ньютона, он посчитал, что тело, по плотности сопоставимое с нашей Землей и диаметром в 250 раз превышающее диаметр Солнца, будет обладать такой гравитационной силой, что даже свет не сможет покинуть его пределов. Для наблюдателя этот объект станет пустым местом, то есть черной дырой. Но эта теория была неидеальна.

Из использованной Лапласом ньютоновской теории тяготения следовало, что для увеличения силы гравитации вдвое, масса тела должна уменьшиться также вдвое, а максимальная сила притяжения будет у тела, с радиусом, стремящимся 0. Однако Энштейну удалось доказать, что это не так. Из созданной им теории относительности следовало, что гравитационная сила объекта увеличивается быстрее, чем уменьшается его радиус, и напрямую зависит от его массы. Поэтому при достижении любым телом определенного размера, получившего название гравитационного радиуса, этот объект перестает излучать свет и становиться невидимым.

Образование черных дыр

Черная дыра в центре галактики Млечный путь

На фото изображена сверхмассивная черная дыра в центре галактики Млечный путь

По современным представлениям есть несколько видов этих загадочных космических тел, образовавшихся разными путями.

  • Сверхмассивные черныедыры, имеющие массу в миллионы и миллиарды масс Солнца. Астрофизики считают, что такие объекты находятся в центре каждого звездного скопления, в том числе и в центре нашей галактики Млечный путь. Эти гиганты появились и эволюционируют вместе с галактиками, и уже поглотили огромное количество звезд, газа, пыли, и даже менее массивных черных дыр и нейтронных звезд.
  • Черные дыры звездной величины. Такие объекты образуются, когда заканчивается жизнь звезды, с массой, превышающей солнечную приблизительно в 10 раз. Под воздействием сил гравитации, звезда за доли секунд «схлопывается», и если сверхмассивные тела в центре галактик достаточно легко обнаружить, то черные дыры звездной величины не выдают себя ничем, кроме как гравитационным воздействием.
  • Первичные черные дыры. Строго говоря, это теоретическое предположение, и само их существование под большим вопросом. Считается, что они появились на заре образования вселенной, и имеют размер не больше, чем размера протона, а по массе сравнимы с небольшим астероидом.

Из перечисленного выше очевидно, что обнаружение этих больших, но в то же время, отлично замаскированных тел в космосе – задача не из легких, но все же ученые нашли способ исследовать некоторые их них.

Исследование черных дыр

Единственный доступный сегодня способ изучения – исследование рентгеновского излучения, возникающего при поглощении материи. Такой плацдарм для изучения представляют двойные системы. Двойная система – это две звезды, вращающиеся вокруг общего центра масс. При поглощении вещества, появляются вспышки в рентгеновском диапазонеКогда одна из звезд погибает, превращаясь в черную дыру, оба объекта по-прежнему продолжают движение по прежним орбитам, и дыра неспешно «слизывает» материю со звезды-компаньона. Чем сильнее становится гравитационное воздействие на поглощаемое вещество, тем сильнее оно разогревается. При достижении температуры в тысячи градусов, материя начинает излучать мощный поток рентгеновских лучей. Именно регистрация этих потоков лучей позволяет установить наличие и примерное местоположение тела в космосе. Если бы люди могли видеть в рентгеновском диапазоне, для них это излучение было бы в десятки раз ярче, чем солнечный свет.

Дальнейшее изучение свойств черных дыр является одной из важнейших задач науки нового тысячелетия. Ведь уже существуют экстравагантные теории, что они могут быть своеобразными порталами, которые способны перенести нас в самые удаленные уголки вселенной. Разумеется, эта идея фантастична, но учитывая те скудные данные в отношении этих загадочных объектов, которыми располагает человечество сегодня, даже такая теория имеет право на жизнь.

Опубликовал 12th Февраль 2011.
.



Оставить комментарий или два