Интересные факты о чёрных дырах

Какие интересные факты о чёрных дырах вы знаете? В целом, точной информации про них известно немного, а их изучение продолжается и по сей день. Пока многие вопросы так и остаются без ответов.

Чёрная дыра (арт)
Чёрная дыра (арт)

По большому счёту всё, что мы знаем о чёрных дырах в космосе основано на теориях, математических расчётах и наблюдениях.

Топ 15 интересных фактов и всё о чёрных дырах во Вселенной

  • Что значит чёрная дыра и куда она ведёт в космосе?

Проще говоря, это плотная область пространства-времени с сильнейшей гравитацией. Всё, что попадает за её границу — горизонт событий, уже не может покинуть её.

Она может захватить и поглотить объекты, движущиеся возле неё. Разумеется понятно, чем опасны чёрные дыры. Наверное, никто не захочет оказаться там, чтобы быть «съеденным». Если вам любопытно, что будет если попасть внутрь, почитайте здесь.

Учёные не могут ответить на вопрос, куда ведёт чёрная дыра в космосе. Между прочим, некоторые считают, что это портал в другие вселенные и измерения.

  • Искажение пространства-времени

Возле чёрных дыр происходит сильное искажение из-за быстрого вращения и влияния гравитационных сил. Внутри пространство тоже изменяется, так как сингулярность искривляет поверхность, приливные силы её растягивают и сжимают.

Чем сильнее силы гравитации, тем больше замедляется время. Уже на горизонте событий оно останавливается и действует мощное притяжение в глубину.

Искривление пространства-времени
Искривление пространства-времени
  • Как появляются и из чего состоят

Считается, что они формируются в результате гравитационного коллапса звёзд или галактик. Когда прекращаются термоядерные реакции, под действием собственной гравитации ядро объекта сжимается.

Помимо этого, есть версия о первичных дырах. Они могли появиться из сверхплотной материи практически сразу после Большого Взрыва.

В структуре выделяют несколько основных участков:

  • фотонная сфера, где частицы начинают вращаться;
  • горизонт событий — граница;
  • сингулярность, скорее всего, является центром.

Вы можете узнать подробнее про их структуру.

  • Бывают разных видов

Во-первых, пространственно-временные области классифицируют по размерам. Они бывают: первичные, звёздных масс, промежуточных масс и сверхмассивные.

Во-вторых, в зависимости от количества выделяемой энергии различают три типа:

  • Вращающиеся,
  • электрические,
  • вращающиеся электрические.
Сверхмассивная чёрная дыра в центре галактики M87
Сверхмассивная чёрная дыра в центре галактики M87
  • Излучение и испарение

Стивен Хокинг предположил, что чёрные дыры всё же испускают некоторое количество вещества. При этом они постепенно теряют массу и распадаются.

Более того, он доказал, что тёмные участки выделяют тепло, вырабатываемое положительно заряженными частицами.

Излучение Хокинга — это процесс излучения чёрных дыр элементарных частиц, главным образом, небольшого количества фотонов.

Такой процесс противоречит обычным представлениям, но допускается квантовой теорией.

Согласно квантовым эффектам, области пространства-времени непрерывно излучают частицы и теряют энергию. Вместе с тем в космическом вакууме рождаются аннигилирующие виртуальные пары частица — античастица. Они постоянно появляются снаружи горизонта событий.

Как правило, одна с отрицательным зарядом попадает внутрь, а другая частица заряженная положительно улетает в космос. По сути, последняя участвует в процессе излучения и мы можем её заметить.

По данным астрономов, на расстоянии примерно 2,7 млрд световых лет от нас в скоплении галактик A2261-BCG должна находиться крупная тёмная область с сильной гравитацией. Но её там нет, а пространство заполняют диффузный туман и звёздный свет.

Куда делась и почему исчезла сверхмассивная чёрная дыра? Сейчас учёные занимаются её поиском и наблюдением за скоплением. Не исключено, что она распалась. Правда, сложно представить и объяснить, как испарилась настолько массивный объект. Предположительно масса превышает солнечную в 10-100 млрд раз.

  • Источники энергии

В действительности они являются огромнейшим энергетическим источником. Поскольку вырабатывают больше энергии, чем звёзды.

Кроме того, возле горизонта событий на вещество влияет сильная гравитация и его скорость движения увеличивается. В результате оно нагревается и преображает массу в энергию. По идее, так возникает излучение, о чём мы уже говорили.

Обратите внимание, что в энергию может превратиться 10% массы. А значит, чем массивнее объект, тем больше его энергетический запас и сильнее излучение.

Излучение Хокинга
Излучение Хокинга
  • Почему чёрные дыры невидимы

Как известно, они своей гравитацией притягивают и поглощают материю. Но всё, что попадает в них, уже не может выйти обратно. Даже солнечный свет не способен вырваться наружу и поэтому мы их не видим.

А значит, ответ на вопрос можно ли увидеть чёрную дыру — однозначно нет.

Правда, есть такое понятие как тень чёрной дыры. Она представляет собой кольцевую структуру из попадающего нагретого вещества. А светится оно из-за высокой температуры.

  • В них не работают физические законы

В теории внутри материя сжимается под гравитационным воздействием. Сжатие продолжается до бесконечной плотности и нулевого объёма. При таком состоянии никакие известные нам законы физики не действуют.

Хотя принято считать, что чёрными дырами становятся коллапсирующие звёзды, теоретически любой объект может эволюционировать в неё. Для этого его необходимо сжать в бесконечную точку и сохранить массу. Таким образом, мы получим астрономическую плотность тела и повысим его силу гравитации. Она напрямую зависит от начальной массы.

  • Исчезновение информации

Информационный парадокс — это потеря информации при формировании, излучении и распаде чёрных дыр.

Согласно квантовой физике информацию невозможно полностью не уничтожить. Если она попадает в тёмный объект Вселенной, то захватывается и удерживается там. Можно сказать, исчезает из нашего мира.

По мнению Хокинга, информация содержится не внутри, а на границах области. Иначе говоря, сохраняется на горизонте событий. Причём она может вырваться наружу, но в беспорядочном виде и будет просто бессмысленной.

Попадание в чёрную дыру
Попадание в чёрную дыру
  • Звук и шум

По данным учёных, они реально издают шум. Хотя звуковые волны не могут проходить сквозь космический вакуум.

Несмотря на то, что в космосе ничего не слышно, применяя специальное оборудование это стало возможным. Например, можно различить особый статический звук в то время, когда чёрная дыра «засасывает» вещество.

Вернее, мы можем с помощью устройств воспринимать слухом быстрые колебательные движения частиц. Проще говоря, слышим звучание процесса их затягивания на границе. Это связано с тем, что горизонт событий усиливает скорость движения этих частиц и они издают шум.

  • Взаимосвязь с количеством звёзд

По всей видимости, количество чёрных дыр определяет обилие и численность светил во Вселенной. Поскольку их гравитация влияет на газовые облака, а также формирование элементов, где и рождаются звёзды.

Ведь для образования светил очень важен именно газ. Чем меньше его на участке, тем ниже вероятность формирования звезды. А области пространства-времени активно и с удовольствием поглощают газ из космоса.

Современные исследования подтверждают, что от массивности тёмного участка зависит звездообразование в галактике.

Слияние чёрных дыр (изображение)
Слияние чёрных дыр (изображение)
  • Столкновения объектов — интересные факты о чёрных дырах

В 2012 году учёные разработали компьютерную модель, которая показала что будет, если столкнутся две чёрные дыры.

Когда будет столкновение двух сверхмассивных чёрных дыр, произойдёт слияние окружающих их дисков из газа и пыли. Причём такое объединение создаст высокий и мощный вихрь над центром аккреционного диска.

Что свою очередь, породит сильное круговое движение струй частиц и образует искажение в пространстве и времени.

Как оказалось, в 2015 году удалось зафиксировать подобный сигнал. Это важное для науки событие назвали GW50914. Собственно говоря, наблюдался всплеск гравитационных волн, который спровоцировало столкновение двух чёрных дыр на расстоянии 1,3 млрд световых лет от нас.

То есть происходит не просто столкновение, а слияние объектов, увеличение общего размера и массы. В результате чего формируется одна супер массивная дыра.

  • Наличие в галактиках

В центре практически каждой галактики есть сверхмассивная чёрная дыра. В том числе, во Млечном Пути обнаружили подобную область — Стрелец А*. По данным учёных, она удалена от нас на 26 000 световых лет.

Кроме того, в нашей Галактике содержится минимум десяток звёздных чёрных дыр.

Стрелец А* (изображение)
Стрелец А* (изображение)
  • Самая ближайшая к Земле область

Располагается в тройной системе HR 6819 в созвездии Телескоп. От Солнца она находится на расстоянии примерно 1120 световых лет. Её масса составляет примерно 5 массы Солнца. А вот открыли HR 6819 во время изучения системы в 2020 году.

Очень сложно представить, сколько лететь до этой чёрной дыры. Главное, что она не представляет опасности для нашей планеты и Солнечной системы.

  • Первооткрыватель

Многие считают, что их открыл Альберт Эйнштейн. На самом деле, впервые идею про чёрные дыры выдвинул Джон Митчелл в 1783 году. А Эйнштейн в 1916 году предсказал их существование, разработав общую теорию относительности и написав основные уравнения к ней.

Джон Митчелл 1724-1793
Джон Митчелл 1724-1793

Итак, мы узнали интересные факты и то, что известно о чёрных дырах. Пожалуй, эти участки пространства являются самыми любопытнейшими и неуловимыми во Вселенной.
Действительно, не все тайны и загадки чёрных дыр нераскрыты. Но учёные продолжают их изучение и исследования. Как только они находят ответ на один вопрос, возникает следующий. Скорее всего, нам ещё многое предстоит узнать про них.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector