Мы продолжаем рассказывать об интересных феноменах Вселенной, о которых все что-то слышали, но не так много знают. Разбираемся с черными дырами вместе с Игорем Тирским.
Популяризатор астрономии и космических исследований, автор телеграм-канала astronomy
Черная дыра — это словосочетание сразу наводит на мысль о загадочном объекте в глубинах космоса, который поглощает всё на своем пути. Это мы знаем из научно-фантастических фильмов и сериалов. Неужели ученые представляют себе черную дыру такой же, как в фильме «Интерстеллар»? Спойлер: почти!
Сейчас мы знаем, что черная дыра — это область пространства, которую не способен покинуть даже свет. Он не может убежать от объекта, если скорость убегания равна скорости света, а скорость убегания, в свою очередь, напрямую зависит от массы. Получается, что чем больше звезда, тем вероятнее, что она станет черной дырой.
В отличие от звезд черная дыра не состоит из химических элементов и даже не имеет поверхности: вместо этого у нее горизонт событий. Так же, как мы не видим, что за горизонтом, никто не видит, что находится за горизонтом событий. Пролетая над ним, путешественник устремляется только в одно место в центре черной дыры — сингулярность. В сингулярности не существует ничего: ни времени, ни пространства.
Черные дыры образуются из звезд, которые находятся в конце эволюции. На этом этапе внешние слои «засасывает» в центр, где главенствует гравитация. Центр может превратиться в нейтронную звезду, и тогда внешние слои будут выброшены — в этом случае произойдет вспышка сверхновой звезды. Как мы уже упоминали, всё зависит от массы звезды — чем она больше, тем больше вероятность, что звезда станет черной дырой.
На данный момент науке известно несколько типов черных дыр: первичные черные дыры, черные дыры звездной массы, сверхмассивные, промежуточной массы. Последние, возможно, находятся в центре шаровых звездных скоплений. Первичные, предположительно, возникли при зарождении Вселенной, после Большого взрыва.
Черную дыру можно обнаружить, если она становится на пути у света от далекой звезды и искривит его. Таким образом, мы знаем, что между нами и звездой появился невидимый и очень массивный объект — черная дыра. Взаимодействующие черные дыры испускают гравитационные волны, по которым их и регистрируют. Прямых доказательств о существовании сверхмассивных черных дыр нет. Есть только косвенные наблюдения центров различных галактик.
В 2017 году состоялись наблюдения сверхмассивной черной дыры в центре Млечного Пути. Ученые этого проекта хотели увидеть тень или силуэт черной дыры, чтобы доказать ее существование. Была проверена и общая теория относительности, благодаря которой ученые поняли, что могут существовать такие объекты, которые своей массой искривляют пространство-время настолько, что для света эта «воронка» становится непреодолимой.
Фото и видео: NASA
