Чорні діри у Всесвіті: ЦІКАВІ ФАКТИ

Чорні діри – мабуть, найтаємничіші і найзагадковіші астрономічні об’єкти в нашому Всесвіті. І з моменту їх відкриття привертають увагу як учених, так і розбурхують фантазію письменників-фантастів. Що ж таке “чорна діра” і що вони собою являють? Чорні діри – це згаслі зірки, які внаслідок своїх фізичних особливостей мають настільки високу щільність та настільки потужну гравітацію, що навіть світлу не вдається вирватися за їхні межі.

Історія відкриття явища чорних дір
Уперше теоретичне існування чорних дір, ще задовго до їхнього фактичного відкриття припустив Д. Мічел (англійський священик з графства Йоркшир, який на дозвіллі захоплювався астрономією) у далекому 1783 р. За його розрахунками, якщо наше Сонце взяти і стиснути (кажучи сучасною комп’ютерною мовою – заархівувати) до радіуса в 3 км, то утвориться настільки велика (просто величезна) сила гравітації, що навіть світло не зможе її покинути. Так і з’явилося поняття «чорна діра», хоча насправді вона не зовсім чорна (більш відповідним був би термін «темна діра»), адже має місце саме відсутність світла.
Згодом, у 1918 р. про чорні діри в контексті теорії відносності писав Альберт Ейнштейн. Але лише в 1967 р. завдчки старанням американського астрофізика Джона Уіллера поняття чорних дір остаточно завоювало місце в академічних колах.
Як би там не було, і Д. Мічел, і Альберт Ейнштейн, і Джон Уіллер у своїх роботах припускали лише теоретичне існування цих загадкових небесних об’єктів у космічному просторі, проте справжнє відкриття чорних дір відбулося в 1971 р., саме тоді їх уперше побачили в телескоп.
Так виглядає чорна діра.

Як утворюються чорні діри в космосі
Як відомо з астрофізики, всі зірки (зокрема і Сонце) мають деякий обмежений запас палива. І хоча життя зірки може тривати мільярди світлових років, рано чи пізно цей умовний запас палива вичерпується, і зірка «гасне». Процес «згасання» зірки супроводжується інтенсивними термодинамічними реакціями, в ході яких зірка проходить значну трансформацію і залежно від свого розміру може перетворитися на білого карлика, нейтронну зірку або ж чорну діру. Причому в чорну діру, зазвичай, перетворюються найбільші зірки, що мають неймовірні розміри – за рахунок стискання цих самих неймовірних розмірів відбувається багаторазове збільшення маси і сили гравітації новоствореної чорної діри, яка перетворюється на своєрідний галактичний пилосос – поглинає все навколо себе.
Чорна діра поглинає зірку.
Наше Сонце за галактичним мірками зовсім не є великою зіркою і після згасання, яке відбудеться приблизно через кілька мільярдів років, у чорну діру, найімовірніше, не перетвориться.
Учені поки не знають усіх тонкощів утворення чорних дір, безсумнівно, це надзвичайно складний астрофізичний процес, який сам по собі може тривати мільйони світлових років. Хоча можливо просунутися в цьому напрямку могло б виявлення і подальше вивчення так званих проміжних чорних дір, тобто зірок, які перебувають у стадії згасання, у яких якраз відбувається активний процес формування чорної діри. До речі, подібну зірку було виявлено астрономами в 2014 р. у рукаві спіральної галактики.

Скільки чорних дір існує у Всесвіті
Згідно з теоріями сучасних учених у нашій галактиці Чумацького шляху може бути до сотні мільйонів чорних дір. Не менша їх кількість може бути і в сусідній з нами галактиці Андромеда, до якої від нашої галактики Чумацького шляху всього 2,5 млн світлових років.

Теорія чорних дір
Не зважаючи на величезну масу (яка в сотні тисяч разів перевищує масу Сонця) і неймовірної сили гравітацію побачити чорні діри в телескоп було не просто, адже вони зовсім не випромінюють світла. Ученим вдалося помітити чорну діру лише в момент її «обіду» – поглинання іншої зірки, в цей момент з’являється характерне випромінювання, яке вже можна спостерігати. Таким чином, теорія чорної діри знайшла фактичне підтвердження.

Властивості чорних дір
Основна властивість чорної діри – це її неймовірні гравітаційні поля, що не дозволяють навколишньому простору і часу залишатися у своєму звичному стані. Так, час усередині чорної діри протікає в рази повільніше ніж зазвичай, і якби ви там опинились, то повернувшись назад (якщо б вам пощастило, звісно) з подивом б помітили, що на Землі пройшли століття, а ви навіть постаріти не встигли. Хоча, опинившись усередині чорної діри, ми навряд чи б вижили, оскільки сила гравітації там така, що будь-який матеріальний об’єкт просто розірвало б не те що на частини, а на атоми.
А ось якби ви навіть опинилися поблизу чорної діри, в межах дії її гравітаційного поля, то вам теж довелося б не солодко, так як, чим сильніший ви б чинили опір її гравітації, намагаючись відлетіти подалі, тим швидше б упали в неї. Причиною цього здавалося б парадоксу є гравітаційне вихрове поле, яке властиве всім чорним дірам.

Що буде якщо людина потрапить в чорну діру

Випромінювання чорних дір
Англійський астроном С. Хокінг відкрив цікавий факт: чорні діри також, виявляється, виділяють випромінювання. Правда це стосується лише дір порівняно невеликої маси. Потужна гравітація поблизу них народжує пари частинок і античастинок, один з пари втягується дірою всередину, а другий викидається назовні. Таким чином, чорна діра випромінює жорсткі античастинки та гамма-кванти. Це випромінювання чорної діри було названо ім’ям ученого, який відкрив його – «випромінювання Хокінга».

Найбільша чорна діра
Відповідно до теорії чорних дір у центрі майже всіх галактик є величезні чорні діри з масою від кількох мільйонів до декількох мільярдів сонячних мас. І порівняно недавно вченими було відкрито дві найбільші чорні діри, відомі нині, які знаходяться в двох сусідніх галактиках: NGC 3842 і NGC 4849.
• NGC 3842 – найяскравіша галактика в сузір’ї Лева, від нас віддалена на 320 млн світлових років. У її центрі є величезна чорна діра масою в 9,7 млрд сонячних мас.
• NGC 4849 – галактика в скупченні Кома, на відстані 335 млн світлових років від нас має не меншу чорну діру.
Зони дії гравітаційного поля цих гігантських чорних дір (академічною мовою – їх горизонт подій), приблизно вп’ятеро більше за відстань від Сонця до Плутона! Така чорна діра з’їла б нашу сонячну систему і навіть дуже запросто.

Найменша чорна діра
Але є у великому сімействі чорних дір і зовсім маленькі представники. Так найменшу (карликову) чорну діру, яку відкрили вчені, на даний момент за своєю масою лише втричі перевершує масу нашого Сонця. По суті це теоретичний мінімум, необхідний для утворення чорної діри (якби та зірка була трохи меншою, діра не утворилася б).

Чорні діри поїдають інші чорні діри
Так, є таке явище, як ми писали вище, чорні діри є свого роду «галактичними пилососами», що поглинають усе навколо себе, і в тому числі й… інші чорні діри. Нещодавно астрономами було виявлено поїдання чорної діри з однієї галактики ще більшою “ненажерою” з іншої галактики.

Цікаві факти про чорні діри
• За гіпотезами деяких учених чорні діри є не лише галактичними пилососами, що всмоктують все у себе, але за певних обставин можуть і самі породжувати нові Всесвіти.
• Чорні діри можуть випаровуватися з часом. Чорні діри мають властивість випромінювання і через якийсь дуже великий відрізок часу, коли поглинати навколо буде вже нічого, чорна діра почне більше випаровувати, поки з часом не віддасть всю свою масу в навколишній космос. Хоча це лише припущення, гіпотеза.
• Чорні діри уповільнюють час і викривляють простір. Про сповільнення часу йшлося вище, але й простір в умовах чорної діри буде абсолютно викривлений.
• Чорні діри обмежують кількість зірок у Всесвіті. А саме їх гравітаційні поля перешкоджають охолодженню газових хмар у космосі, з яких, як відомо, народжуються нові зірки.

Джерело

You may also like...

Залишити відповідь

Ваша e-mail адреса не оприлюднюватиметься. Обов’язкові поля позначені *