ЖИВОЕ ПРОСТРАНСТВО

Есть ли жизнь за пределами Земли?

Обнаруженная экзопланета может быть обитаема
Кислород ранней Земли
Звуки космоса
Загадка гигантских планет
Черные дыры. Факты и теория
Убежище на Луне
Каналы Марса
Пожиратель планет
Столкновение нейтронных звезд
Опасное Солнце
Arrow
Arrow
ArrowArrow
Shadow
Slider

“Мы — невозможность в невозможной Вселенной”. Рэй Брэдбери

Черные дыры. Факты и теория

черные дыры

Черные дыры – одни из самых странных и увлекательных объектов во Вселенной. Они являются объектами с чрезвычайно высокой плотностью,  и таким сильным гравитационным притяжением, что даже свет не может убежать от их чудовищных “объятий”.

Альберт Эйнштейн впервые предсказал существование черных дыр в 1916 году в своей общей теорией относительности. Термин «черная дыра» был придуман в 1967 году американским астрономом Джоном Уилером , и первый был использован в 1971 году.

Существует три типа черных дыр: обычные черные дыры, сверхмассивные черные дыры и промежуточные черные дыры.

Обычные черные дыры – небольшие, но смертельные

Когда звезда сжигает свое последнее топливо, оно сильно уменьшается в размерах. Небольшие звезды имеющие массы примерно в три раза больше массы Солнца, превращаются в нейтронные звезды или белых карликов. Но когда коллапсирует звезда побольше, она продолжает сжиматься и создает обычную черную дыру.

Черные дыры, образованные коллапсом отдельных звезд относительно невелики, но имеют невероятную плотность. Такой объект содержит в три массы Солнца в области размером с небольшой город. Это приводит к возникновению колоссального гравитационного поля. Черные дыры поглощают пыль и газ из пространства вокруг них, и от этого растут в размерах.

Согласно данным исследования Гарвардско-Смитсоновского Центра астрофизики, наша галактика Млечный Путь содержит несколько сотен миллионов черных дыр.

Супермассивные черные дыры – рождение гигантов

Маленьких черных дыр достаточно много во Вселенной, однако доминируют в пространстве дыры побольше. Супермассивные черные дыры в миллионы или даже миллиарды раз массивны, чем Солнце, но имеют радиус, близкий к радиусу ближайшей звезды Земли. Считается, что такие черные дыры лежат в центре почти каждой галактики, включая Млечный Путь.

Ученые пока до конца не определились, как именно возникают такие крупные черные дыры. Как только они формируются, они собирают массу из пыли и газа вокруг них, то есть материал, который изобилует в центре галактик. И это позволяет им расти до огромных размеров.

Супермассивные черные дыры могут быть результатом слияния сотен или тысяч небольших черных дыр. Большие газовые облака также могут быть вовлечены в процесс и позволять черным дырам быстро наращивать массу. Третий вариант – крах звездного кластера, когда группа звезд коллапсирует одновременно.

Промежуточные черные дыры – застрявшие посередине

Ученые когда-то считали, что черные дыры имеют только малые и большие размеры, но недавние исследования показали возможность существования средних или промежуточных черных дыр (IMBH). Такие тела могут образовываться, когда звезды в кластере сталкиваются по цепной реакции. Некоторые из этих звезд, образующиеся в одной и той же области пространства, в конечном итоге могут коллапсировать вместе в центре галактики и создать сверхмассивную черную дыру.

В 2014 году астрономы обнаружили объект, который оказался черной дырой промежуточной массы в руке спиральной галактики.

Теория черных дыр – как они работают

Черные дыры невероятно массивны, но занимают только небольшую область пространства. Из-за взаимосвязи между массой и гравитацией это означает, что они обладают чрезвычайно сильным гравитационным полем. Практически ничто не может уйти от них – в классической физике даже свет попадая в черную дыру, не может покинуть ее.

Такое сильное притяжение создает проблему наблюдения, когда дело доходит до черных дыр – ученые просто не могут «видеть» их так, как они могут видеть звезды и другие объекты в космосе. Для обнаружения этих объектов ученые полагаются на излучение, которое испускается когда пыль и газ поглощается черной дырой. Супермассивные черные дыры, лежащие в центре галактики, могут оказаться окутаны пылью и газом, находящимися вокруг них, что может блокировать контрольные выбросы.

Иногда, когда материя двигается к черной дыре, она рикошетом покидает горизонт событий и вылетает наружу, а не втягивается внутрь. Создаются яркие струи материала, движущегося с практически релятивистскими скоростями. Хотя сама черная дыра остается невидимой, эти мощные струи можно увидеть с больших расстояний.

Черные дыры имеют три «слоя» – внешний и внутренний горизонт событий и сингулярность.

Горизонт событий черной дыры – это граница вокруг нее, то место, где свет теряет способность к “бегству”. Когда частица пересекает горизонт событий, она уже не может покинуть объект. На горизонте событий гравитация постоянна.

Внутренняя область черной дыры, где содержится ее масса, известная как сингулярность – единственная точка в пространстве-времени, где сосредоточена масса черной дыры.

По представлениям классической механики и физики ничто не может выйти из черной дыры. Однако, когда к уравнению добавляется квантовая механика, все немного меняется. В квантовой механике для каждой частицы имеется античастица, частица с одинаковой массой и противоположным электрическим зарядом. Когда они встречаются, пара частица-античастица могут аннигилировать.

Если пара частица-античастица создается вне досягаемости горизонта событий черной дыры, одна может упасть в черную дыру, а другая быть вытолкнута. В результате масса черной дыры уменьшается, что уменьшает массу объекта. И черная дыра может начать распадаться, что который отвергается классической механикой.

Ученые все еще работают над тем, чтобы создать уравнения, с помощью которых можно было понять, как функционируют черные дыры.

Сияющий свет двойных черных дыр

В 2015 году астрономы, использующие гравитационно-волновую обсерваторию лазерного интерферометра (LIGO), впервые обнаружили гравитационные волны. С тех пор с помощью этого инструмента наблюдалось несколько других подобных инцидентов. Гравитационные волны, замеченные LIGO, возникли от слияния небольших черных дыр.

Наблюдения LIGO также дают представление о направлении вращения черной дыры. Когда пара черных дыр вращаются по спирали вокруг друг друга, они могут вращаться в одном направлении или направления могут быть совершенно разными.

Существует две теории о том, как образуются бинарные черные дыры. Первый предполагает, что они образовались примерно в одно и то же время, от двух звезд, которые родились вместе и погибли примерно в одно и то же время. Звезды-компаньоны имели бы такую же ориентацию спина, поэтому черные дыры, которые они оставили, тоже вращались бы подобным образом.

По второй модели черные дыры в звездном кластере опускаются в центр кластера и соединяются. У этих компаньонов были бы случайные ориентации спина по сравнению друг с другом. Наблюдения с помощью LIGO черных дыр с различной ориентацией спина дают более убедительные доказательства этой теории образования.

Интересные факты о черных дырах

Ваша смерть наступит прежде, чем вы достигнете сингулярности. Но исследование 2012 года предполагает, что квантовые эффекты приведут к тому, что горизонт событий будет действовать как стена огня, мгновенно сжигая вас до смерти.
Черные дыры не «засасывают». Всасывание вызвано выталкиванием чего-то в вакуум, которым массивная черная дыра определенно не является. Вместо этого объекты просто попадают в них.
Первым объектом, считающимся обнаруженной черной дырой, является Cygnus X-1. С В 1971 году ученые обнаружили радиоизлучение, исходящие от Cygnus X-1, и был обнаружен массивный скрытый объект, который был идентифицирован как черная дыра.
Cygnus X-1 был предметом товарищеского спора 1974 года между Стивеном Хокингом и физиком-физиком Кипом Торном, который утверждал, что этот источник был черной дырой. В 1990 году Хокинг признал поражение.
Миниатюрные черные дыры могли образоваться сразу после Большого взрыва. Быстро расширяющееся пространство, возможно, сжало некоторые свои области в крошечные плотные черные дыры, менее массивные, чем Солнце.
Если звезда проходит слишком близко к черной дыре, она сможет быть ей поглощена.
По оценкам астрономов, в Млечном Пути от 10 миллионов до миллиарда черных дыр с массами, примерно в три раза превышающими массу Солнца.
Теория струн предполагает больше типов массивных гигантских черных дыр, чем обычная классическая механика.
Черные дыры остаются потрясающим материалом для научно-фантастических книг и фильмов. Фильм « Интерстеллар » в значительной степени полагался на теоретического физика Кипа Торна, чтобы привнести настоящую науку в продукт Голливуда. Фактически, работа со спецэффектами для блокбастера привела к улучшению научного понимания того, как могут выглядеть далекие миры, когда они расположены вблизи быстро вращающейся черной дыры

Материалы по теме:

Обнаруженная экзопланета может быть обитаема
Новая экзопланета размером с Землю была обнаружена всего лишь в 11 световых годах от Солнечной системы. Открытие было сделано командой, использующей уникальный инструмент ESA для ...
Звуки космоса
Проникающие далеко в глубины нашей Вселенной космические корабли бродят по космосу, передавая нам изображения необыкновенных  чудес. У всех космических аппаратов есть приборы, способные принимать радиоизлучения. Когда ...
Загадка гигантских планет
Гигантская планета, обнаруженная возле далекой звезды, в соответствии с современной теорией формирования планет, не может существовать. Обнаружение «чудовищной» планеты NGTS-1b бросает вызов теориям образования планет, которые ...
Убежище на Луне
Исследование, опубликованное в « Geophysical Research Letters», подтверждает существование большой открытой лавовой трубки в районе Холмов Мариуса на Луне, которая может быть использована для защиты поселенцев ...
Каналы Марса
Благодаря многолетним исследованиям с использованием роботизированных орбитальных миссий, посадочных аппаратов и роверов ученые получили уверенность, что миллиарды лет назад на поверхности Марса текла жидкая ...

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Внеземная жизнь

Существует ли внеземная жизнь? Когда люди осознали, что Земля – это не центр мироздания, они обратили свои взоры к небу в поисках «братьев по разуму». У передовых представителей рода человеческого озарение наступило довольно рано. Так, греческий философ Эпикур, живший еще на рубеже IV-III веков до н.э. был убежден, что Вселенная бесконечна и в ней имеется множество обитаемых миров.

Сегодня ученых, занятых поисками мест, где может существовать внеземная жизнь за пределами Земли, можно условно разделить на два лагеря. В одном из них собрались представители и сторонники молодой, бурно развивающейся науки – уфологии. Уфологи и их единомышленники убеждены в существовании высокоразвитых внеземных цивилизаций и в том, что представители этих цивилизаций посещают Землю с незапамятных дней, еще с эпохи динозавров. По мнению уфологов, за последние 50 лет собрано огромное количество неопровержимых доказательств того, что летающие тарелки, т.е. НЛО, пилотируются разумными существами и что множество людей вступало с этими существами в контакт.

К сожалению, все эти доказательства косвенные. Живых, или, на худой конец, мертвых энлонавтов «широкая публика» до сих пор не видела, их космических кораблей – действующих или разбившихся при авариях – тоже. Правда, циркулируют слухи, что немало погибших (и даже живых!) энлонавтов, так же, как их кораблей, находится на строго засекреченных базах-лабораториях США и в ряде других стран, в том числе и в России. И что появлению таких технических новинок, как самолеты-невидимки, построенные по технологии «Стеллс», или микропроцессоры, во многом способствовало общению их разработчиков с весьма «продвинутыми» инопланетянами.

Последние комментарии

Использование материалов сайта

Текстовые материалы, размещенные на сайте могут быть использованы любыми пользователями без получения письменного разрешения Редакции и на безвозмездной основе при условии установления активной гиперссылки.

(С) Живое пространство 2017