Содержание

ЧЕРНАЯ ДЫРА — это… Что такое ЧЕРНАЯ ДЫРА?

  • ЧЕРНАЯ ДЫРА — ЧЕРНАЯ ДЫРА, локализованный участок космического пространства, из которого не может вырваться ни вещество, ни излучение, иными словами, первая космическая скорость превосходит скорость света. Граница этого участка называется горизонтом событий.… …   Научно-технический энциклопедический словарь

  • ЧЕРНАЯ ДЫРА — космич. объект, возникающий в результате сжатия тела гравитац. силами до размеров, меньших его гравитационного радиуса rg=2g/c2 (где М масса тела, G гравитац. постоянная, с численное значение скорости света). Предсказание о существовании во… …   Физическая энциклопедия

  • черная дыра — сущ., кол во синонимов: 2 • звезда (503) • неизвестность (11) Словарь синонимов ASIS. В.Н. Тришин. 2013 …   Словарь синонимов

  • Черная дыра — космический объект, образованный при неограниченном гравитационном сжатии массивных космических тел. Излучение черной дыры заперто гравитацией, в результате звезда является невидимой. Считается, что черная дыра есть конечная стадия эволюции… …   Астрономический словарь

  • черная дыра — астрон. Область в пространстве, возникшая в результате полного гравитационного коллапса вещества, в которой гравитационное притяжение так велико, что ни вещество, ни свет, ни другие носители информации не могут ее покинуть. Черная дыра окружена… …   Универсальный дополнительный практический толковый словарь И. Мостицкого

  • Черная дыра — Общая теория относительности Математическая формулировка ОТО Космология Фундаментальные идеи Специальная теория относительности …   Википедия

  • Черная дыра — евразийское пространство Хартленда (Восточной Европы, России) в геополитических воззрениях современных атлантистов …   Геоэкономический словарь-справочник

  • Черная дыра Калькутты — (Black Hole of Calcutta), тюремная камера в Форте Уильям в Калькутте (Индия), названная так в 1756 г., потому что в ней якобы задохнулось неск. узников англичан. Они были брошены туда набобом (правителем) Сираджем уд Да улой в наказание за… …   Всемирная история

  • Черная дыра (фильм) — Чёрная дыра Pitch Black Жанр боевик, ужасы Режиссёр Дэвид Туи Продюсер Том Энгелмен …   Википедия

  • Черная дыра (фильм, 2000) — Чёрная дыра Pitch Black Жанр боевик, ужасы Режиссёр Дэвид Туи Продюсер Том Энгелмен …   Википедия

  • dic.academic.ru

    Чёрная Дыра — Традиция

    Предполагаемый вид чёрной дыры перед Большим Магеллановым Облаком. Отношение радиуса Шварцшильда чёрной дыры к расстоянию до наблюдателя равно 1:9. Виден эффект гравитационного линзирования в виде кольца Эйнштейна, при этом возникают два больших и ярких изображения Облака, отличающиеся от оригинала.

    Чёрная дыра́ — область в пространстве-времени, гравитационное притяжение которой настолько велико, что покинуть её не могут даже объекты, движущиеся со скоростью света (в том числе и кванты самого света).

    Граница этой области называется горизонтом событий, а её характерный размер — гравитационным радиусом. В простейшем случае сферически симметричной чёрной дыры он равен радиусу Шварцшильда.

    Теоретически возможность существования таких областей пространства-времени следует из некоторых точных решений уравнений Эйнштейна, первое[1] из которых было получено Карлом Шварцшильдом в 1915 году.

    Вопрос о реальном существовании чёрных дыр тесно связан с тем, насколько верна теория гравитации, из которой следует их существование. В современной физике стандартной теорией гравитации, лучше всего подтверждённой экспериментально, является общая теория относительности (ОТО), уверенно предсказывающая возможность образования чёрных дыр (но их существование возможно и в рамках других (не всех) моделей, см.: Альтернативные теории гравитации). Поэтому наблюдательные данные анализируются и интерпретируются, прежде всего, в контексте ОТО, хотя, строго говоря, эта теория не является экспериментально подтверждённой для условий, соответствующих области пространства-времени в непосредственной близости от чёрных дыр звёздных масс (однако хорошо подтверждена в условиях, соответствующих сверхмассивным чёрным дырам).

    [2] Поэтому утверждения о непосредственных доказательствах существования чёрных дыр, в том числе и в этой статье ниже, строго говоря, следует понимать в смысле подтверждения существования астрономических объектов, таких плотных и массивных, а также обладающих некоторыми другими наблюдаемыми свойствами, что их можно интерпретировать как чёрные дыры общей теории относительности.[2]

    Кроме того, чёрными дырами часто называют объекты, не строго соответствующие данному выше определению, а лишь приближающиеся по своим свойствам к такой чёрной дыре — например, это могут быть коллапсирующие звёзды на поздних стадиях коллапса. В современной астрофизике этому различию не придаётся большого значения,

    [3] так как наблюдательные проявления «почти сколлапсировавшей» («замороженной») звезды и «настоящей» («извечной») чёрной дыры практически одинаковы. Это происходит потому, что отличия физических полей вокруг коллапсара от таковых для «извечной» чёрной дыры уменьшаются по степенным законам с характерным временем порядка гравитационного радиуса, делённого на скорость света.[4]

    Не все теории гравитации предсказывают чёрные дыры — они не допускаются в релятивистской теории гравитации Логунова и в модернизированной теории гравитации Лесажа.

    История представлений о чёрных дырах[править]

    В истории представлений о чёрных дырах условно можно выделить три периода:

    «Чёрная звезда» Мичелла (1784—1796)[править]

    «Чёрная дыра» Мичелла

    Пусть частица вначале покоится на бесконечно большом расстоянии от массивного тела, затем начинает падать на него под действием ньютоновского поля тяготения. Вся работа гравитационного поля переходит в кинетическую энергию движения частицы и из закона сохранения энергии следует:

    \(-{GMm\over r}+{mv^2\over 2}=0,\)

    то есть:

    \( v^2 = {2GM \over r}.\)

    Гравитационный радиус \(r_g\,\!\) представляет собой расстояние от тяготеющей массы, на котором скорость частицы становится равной скорости света: \(v = c.\,\!\) Тогда \(r_g = {2GM \over c^2}.\,\!\)

    Концепция массивного тела, гравитационное притяжение которого настолько велико, что скорость, необходимая для преодоления этого притяжения (вторая космическая скорость), равна или превышает скорость света, впервые была высказана в 1784 году Джоном Мичеллом в письме, которое он послал в Королевское общество. [7] Письмо содержало расчёт, из которого следовало, что для тела с радиусом в 500 солнечных радиусов и с плотностью Солнца вторая космическая скорость на его поверхности будет равна скорости света.[8] Таким образом, свет не сможет покинуть это тело, и оно будет невидимым.[9] Мичелл предположил, что в космосе может существовать множество таких недоступных наблюдению объектов. В 1796 году Лаплас включил обсуждение этой идеи в свой труд «Exposition du Systeme du Monde», однако в последующих изданиях этот раздел был опущен. Тем не менее, именно благодаря Лапласу эта мысль получила некоторую известность.[9]

    После Мичелла, до Шварцшильда (1796—1915)[править]

    На протяжении XIX века идея тел, невидимых вследствие своей массивности, не вызывала большого интереса у учёных. Это было связано с тем, что в рамках классической физики скорость света не имеет фундаментального значения. Однако в конце XIX — начале XX века было установлено, что сформулированные Дж. Максвеллом законы электродинамики, с одной стороны, выполняются во всех инерциальных системах отсчёта, а с другой стороны, не обладают инвариантностью относительно преобразований Галилея. Это означало, что сложившиеся в физике представления о характере перехода от одной инерциальной системы отсчёта к другой нуждаются в значительной корректировке.

    В ходе дальнейшей разработки электродинамики Г. Лоренцем была предложена новая система преобразований пространственно-временных координат (известных сегодня как преобразования Лоренца), относительно которых уравнения Максвелла оставались инвариантными. Развивая идеи Лоренца, А. Пуанкаре предположил, что все прочие физические законы также инвариантны относительно этих преобразований.

    В 1905 году А. Эйнштейн использовал концепции Лоренца и Пуанкаре в своей специальной теории относительности (СТО), в которой роль закона преобразования инерциальных систем отсчёта окончательно перешла от преобразований Галилея к преобразованиям Лоренца. Классическая (галилеевски-инвариантная) механика была при этом заменена на новую, лоренц-инвариантную релятивистскую механику. В рамках последней скорость света оказалась предельной скоростью, которую может развить физическое тело, что радикально изменило значение чёрных дыр в теоретической физике.

    Однако ньютоновская теория тяготения (на которой базировалась первоначальная теория чёрных дыр) не является лоренц-инвариантной. Поэтому она не может быть применена к телам, движущимся с околосветовыми и световыми скоростями. Лишённая этого недостатка релятивистская теория тяготения была создана, в основном, Эйнштейном (сформулировавшим её окончательно к концу 1915 года) и получила название общей теории относительности (ОТО).[9] Именно на ней и основывается современная теория астрофизических чёрных дыр.[3]

    По своему характеру ОТО является геометрической теорией. Она предполагает, что гравитационное поле представляет собой проявление искривления пространства-времени (которое, таким образом, оказывается псевдоримановым, а не псевдоевклидовым, как в специальной теории относительности). Связь искривления пространства-времени с характером распределения и движения заключающихся в нём масс даётся основными уравнениями теории — уравнениями Эйнштейна.

    Искривление пространства

    (Псевдо)римановыми называются пространства, которые в малых масштабах ведут себя «почти» как обычные (псевдо)евклидовы. Так, на небольших участках сферы теорема Пифагора и другие факты евклидовой геометрии выполняются с очень большой точностью. В своё время это обстоятельство и позволило построить евклидову геометрию на основе наблюдений над поверхностью Земли (которая в действительности не является плоской, а близка к сферической). Это же обстоятельство обусловило и выбор именно псевдоримановых (а не каких-либо ещё) пространств в качестве основного объекта рассмотрения в ОТО: свойства небольших участков пространства-времени не должны сильно отличаться от известных из СТО.

    Однако в больших масштабах римановы пространства могут сильно отличаться от евклидовых. Одной из основных характеристик такого отличия является понятие кривизны. Суть его состоит в следующем: евклидовы пространства обладают свойством абсолютного параллелизма: вектор \(X’,\) получаемый в результате параллельного перенесения вектора \(X\) вдоль любого замкнутого пути, совпадает с исходным вектором \(X.\) Для римановых пространств это уже не всегда так, что может быть легко показано на следующем примере. Предположим, что наблюдатель встал на пересечении экватора с нулевым меридианом лицом на восток и начал двигаться вдоль экватора. Дойдя до точки с долготой 180°, он изменил направление движения и начал двигаться по меридиану к северу, не меняя направления взгляда (то есть теперь он смотрит вправо по ходу). Когда он таким образом перейдёт через северный полюс и вернётся в исходную точку, то окажется, что он стоит лицом к северу (а не к востоку, как изначально). Иначе говоря, вектор, параллельно перенесённый вдоль маршрута следования наблюдателя, «прокрутился» относительно исходного вектора. Характеристикой величины такого «прокручивания» и является кривизна. [10]

    После 1915 года[править]

    Решение для гравитационного поля точечной массы и сферической массы было найдено Карлом Шварцшильдом в 1915 году. [11] Вслед за Шварцшильдом независимую работу с тем же решением для точечной массы написал Иоганн Дросте, студент Г. Лоренца, раскрыв более подробно свойства чёрной дыры.

    В 1930 г. астрофизик Субраманьян Чандрасекар вычислил на основе ОТО, что не вращающееся тело с массой 1,44 солнечных масс (предел Чандрасекара), и состоящее из материи с электронным вырождением, должно коллапсировать. Его аргументы были противоположны воззрениям Эддингтона, который думал, что коллапс в каком-то месте остановится. Последнее действительно верно для случая белого карлика, масса которого превышает предел Чандрасекара, так что карлик коллапсирует в нейтронную звезду. В 1939 г. Роберт Оппенгеймер и другие предсказали, что звёзды с массой более 3 солнечных масс (предел Оппенгеймера — Волкова) должны превращаться в чёрную дыру согласно аргументам Чандрасекара.[12]

    Оппенгеймер с соавторами использовали шварцшильдовскую систему координат, известную в то время, и приводящую к математической сингулярности при радиусе Шварцшильда, когда некоторые члены в уравнениях обращаются в бесконечность. Это интерпретировалось как замедление времени вблизи радиуса Шварцшильда вплоть до нуля для внешнего наблюдателя, тогда как для падающего наблюдателя время шло неизменно.

    Благодаря таким свойствам коллапсирующая звезда иногда называется «застывшая звезда, » так как внешний наблюдатель должен всё время видеть поверхность звезды при радиусе не меньшем, чем радиус Шварцшильда. При этом вследствие эффекта красного смещения излучение от звезды должно быстро уменьшаться, становясь всё более длинноволновым и менее ярким. В течение последующих 20 лет лишь немногие физики поддерживали описанную картину коллапса и вывод о замедлении времени.

    В 1958 г. Давид Финкелштейн ввёл в рассмотрение координаты Эддингтона-Финкелштейна и проанализировал в них горизонт событий, показав, что через поверхность Шварцшильда причинное воздействие должно быть направлено лишь в одном направлении (внутрь чёрной дыры), а сингулярность, если она есть, должна быть в центре чёрной дыры. [13] Это дополнило результат Оппенгеймера точкой зрения на события падающего наблюдателя. Вплоть до этого времени теоретики рассматривали лишь не вращающиеся чёрные дыры.

    Точное решение для метрики вращающейся чёрной дыры нашёл в 1963 г. Рой Керр (Roy Kerr). Вращающаяся сингулярность в этом решении получилась в виде кольца, а не точки. Несколько позже Роджер Пенроуз показал, что сингулярность должна быть в каждой чёрной дыре.

    В 1967 г. были открыты пульсары, отождествлённые затем с быстро вращающимися нейтронными звёздами. [14][15] До этого времени нейтронные звёзды рассматривались лишь как теоретически возможные объекты, так что их открытие привело к всплеску интереса к сверхплотным объектам, возникающим в ходе гравитационного коллапса.

    Решения уравнений Эйнштейна для чёрных дыр[править]

    Так как чёрные дыры являются локальными и относительно компактными образованиями, то при построении их теории обычно пренебрегают наличием космологической постоянной, так как её эффекты для таких характерных размеров задачи неизмеримо малы. Тогда стационарные решения для чёрных дыр в рамках ОТО, дополненной известными материальными полями, характеризуются только тремя параметрами: массой (M), моментом импульса (L

    ) и электрическим зарядом (Q), которые складываются из соответствующих характеристик вошедших в чёрную дыру при коллапсе и упавших в неё позднее тел и излучений (если в природе существуют магнитные монополи, то чёрные дыры могут иметь также магнитный заряд,[16] но пока подобные частицы не обнаружены). Любая чёрная дыра стремится в отсутствие внешних воздействий стать стационарной, что было доказано усилиями многих физиков-теоретиков, из которых особо следует отметить вклад нобелевского лауреата Субраманьяна Чандрасекара, перу которого принадлежит фундаментальная для этого направления монография «Математическая теория чёрных дыр».[17] Более того, представляется, что никаких других характеристик, кроме этих трёх, у не возмущаемой снаружи чёрной дыры быть не может, что формулируется в образной фразе Уилера: «Чёрные дыры не имеют волос».[16]

    Решения уравнений Эйнштейна для чёрных дыр с соответствующими характеристиками:

    • Решение Шварцшильда (1916 год, Карл Шварцшильд) — статичное решение для сферически-симметричной чёрной дыры без вращения и без электрического заряда.
    • Решение Райсснера — Нордстрёма (1916 год, Ханс Райсснер (нем.) и 1918 год, Гуннар Нордстрём) — статичное решение сферически-симметричной чёрной дыры с зарядом, но без вращения.
    • Решение Керра (1963 год, Рой Керр (англ.)) — стационарное, осесимметричное решение для вращающейся чёрной дыры, но без заряда.
    • Решение Керра — Ньюмена (1965 год, Э. Т. Ньюмен (англ.), Э. Кауч, К. Чиннапаред, Э. Экстон, Э. Пракаш и Р. Торренс)[18] — наиболее полное на данный момент решение: стационарное и осесимметричное, зависит от всех трёх параметров.

    Решение для вращающейся чёрной дыры чрезвычайно сложно. Его вывод был описан Керром в 1963 году очень кратко,[19] и лишь спустя год детали были опубликованы Керром и Шильдом в малоизвестных трудах конференции. Подробное изложение вывода решений Керра и Керра — Ньюмена было опубликовано в 1969 году в известной работе Дебнея, Керра и Шильда.

    [20] Последовательный вывод решения Керра был также проделан Чандрасекаром более чем на пятнадцать лет позже.[17]

    Считается, что наибольшее значение для астрофизики имеет решение Керра, так как заряженные чёрные дыры должны быстро терять заряд, притягивая и поглощая противоположно заряженные ионы и пыль из космического пространства. Существует также гипотеза[21], связывающая гамма-всплески с процессом взрывной нейтрализации заряженных чёрных дыр путём рождения из вакуума электрон-позитронных пар (Р. Руффини с сотрудниками), но она оспаривается рядом учёных.[22]

    Теоремы об «отсутствии волос»[править]

    Теоремы об «отсутствии волос» у чёрной дыры (англ. No hair theorem) говорят о том, что у стационарной чёрной дыры дополнительных идентифицирующих внешних характеристик, кроме массы, момента импульса и определённых зарядов (специфических для различных материальных полей), быть не может (в том числе и радиуса), и детальная информация о материи будет потеряна (и частично излучена вовне) при коллапсе. [23] При совпадении этих параметров у нескольких чёрных дыр они считаются неразличимыми. Большой вклад в доказательство подобных теорем для различных систем физических полей внесли Брэндон Картер, Вернер Израэль, Роджер Пенроуз, Пётр Крушель (Chruściel), Маркус Хойслер. Сейчас представляется, что данная теорема верна для известных в настоящее время полей, хотя в некоторых экзотических случаях, аналогов которых в природе не обнаружено, она нарушается.[24]

    В частности, параметры чёрной дыры могут быть измерены внешним наблюдателем с помощью пробных тел — масса чёрной дыры по её гравитационному ускорению, а момент импульса — по гравитоэлектромагнитному полю и эффекту увлечения инерциальной системы отсчёта в ОТО (соответственно по полю кручения в лоренц-инвариантной теории гравитации). Предполагают, что заряженная чёрная дыра отталкивает заряды одинакового с ней знака. Хотя фотоны как переносчики электромагнитного взаимодействия не могут покинуть чёрную дыру и электрической силы как будто бы не должно быть, считается верной теорема Гаусса о сохранении общего электрического потока сферы как меры её электрического заряда. Упрощенно чёрная дыра рассматривается подобно классической проводящей сфере с некоторым удельным сопротивлением. [25] Однако предположение о «неуничтожимости» для внешнего наблюдателя электрического заряда вещества, упавшего в чёрную дыру, сталкивается с одной трудностью: произвольное перераспределение зарядов или их траекторий внутри дыры приведёт к изменению внешнего электромагнитного поля, то есть к передаче сигнала или информации наружу в нарушение идеи Финкелштейна.

    Когда чёрная дыра поглощает какую-либо материю, её горизонт должен колебаться подобно натянутой мембране с трением, как в диссипативной системе. При этом происходит потеря значительной части начальной информации, связанной с падающей материей, в основном той, которая описывает псевдозаряды элементарных частиц в виде барионного числа, лептонного числа и т. д. Данный эффект получил в литературе название исчезновение информации в чёрной дыре. [26][27][28]

    Потеря информации в чёрной дыре является загадочной даже классически, поскольку в ОТО функции Лагранжа и Гамильтона в простейшем случае симметричны относительно обращения времени. Наличие горизонта делает чёрную дыру несимметричной при обращении времени: материя может упасть в дыру, но не может её покинуть. Дыра, в которой осуществляются процессы, противоположные процессам в чёрной дыре, называется белой дырой. Энтропийный подход и квантовая механика не предсказывают различий между белой и чёрной дырами для внешнего наблюдателя кроме направления движения материи либо внутрь, либо наружу внутри горизонта.

    Теорема об «отсутствии волос» у чёрной дыры делает ряд предположений о природе вселенной и свойствах материи, если же учитываются другие предположения, то получаются и другие заключения. Например, если существуют магнитные монополи, то магнитный заряд должен быть четвёртым параметром для классической чёрной дыры. [29]

    Известны следующие условия, когда теорема об «отсутствии волос» у чёрной дыры может быть недействительна:

    1. Размерность пространства более чем четыре.
    2. При наличии неабелевых полей Янга — Миллса.
    3. Для дискретных калибровочных симметрий.
    4. Имеются некоторые действующие скалярные поля [30]
    5. При топологическом скручивании скаляров, как в случае скирмионов.
    6. Справедливы модифицированные теории гравитации, отличающиеся от ОТО.

    Указанные исключения ещё не исследованы до конца и быть может, не приведут к новым последствиям. [31] Предполагается, что в нашей почти плоской четырёхмерной Вселенной и для больших чёрных дыр теорема должна выполняться.[32]

    Решение Шварцшильда[править]

    Основные свойства[править]

    Согласно теореме Биркгофа, гравитационное поле любого сферически симметричного распределения материи вне её даётся решением Шварцшильда. [33] Поэтому слабо вращающиеся чёрные дыры, как и пространство-время вблизи Солнца и Земли, в первом приближении тоже описываются этим решением.

    Две важнейшие черты, присущие чёрным дырам в модели Шварцшильда — это наличие горизонта событий (он по определению есть у любой чёрной дыры) и сингулярности, которая отделена этим горизонтом от остальной Вселенной.[9]

    Решением Шварцшильда точно описывается изолированная невращающаяся, незаряженная и не испаряющаяся чёрная дыра (это сферически симметричное решение уравнений гравитационного поля (уравнений Эйнштейна) в вакууме). Её горизонт событий — это сфера, радиус которой, определённый из её площади по формуле \(S=4\pi r^2,\) называется гравитационным радиусом или радиусом Шварцшильда.

    Все характеристики решения Шварцшильда однозначно определяются одним параметром — массой. Так, гравитационный радиус чёрной дыры массы \(M\) равен

    traditio.wiki

    Смотреть фильм Черная дыра (1999) бесплатно онлайн в хорошем качестве 1080p HD

    Трейлер Мне это нравится

    2017, ужасы, триллер, мелодрама, США

    Посланники 2

    2009, ужасы, США

    Пи Мак из Фра Ханонга

    2013, ужасы, мелодрама, комедия, Таиланд

    Трейлер Отмель

    2016, ужасы, триллер, драма, США

    Женщина с разрезанным ртом

    2007, ужасы, Япония

    Пещера

    2013, ужасы, Испания

    100 кровавых акров

    2012, ужасы, комедия, Австралия

    Пепел

    2010, ужасы, фантастика, триллер, США

    Инопланетное вторжение

    2009, ужасы, фантастика, триллер, комедия, США, Канада

    Трейлер Тишина

    2016, ужасы, триллер, США

    Тебе конец!

    2013, триллер, ужасы, США, Великобритания

    Трейлер Дороти Миллс

    2008, ужасы, триллер, драма, детектив, Ирландия, Франция

    Бивень

    2014, ужасы, комедия, драма, США

    Трейлер Все тайное становится явным

    2016, ужасы, триллер, драма, детектив, США

    Вскрытие

    2008, ужасы, триллер, детектив, США

    Пастырь

    2011, ужасы, фантастика, фэнтези, боевик, триллер, США

    Милый дом

    2014, триллер, ужасы, Испания, Польша

    Вскармливание

    2005, ужасы, триллер, криминал, Австралия

    Трейлер Техасская резня бензопилой: Кожаное лицо

    2017, ужасы, триллер, США

    В страхе

    2012, ужасы, триллер, детектив, Великобритания

    2.1hdlava.com

    Что такое черная дыра?

    Черные дыры всегда были одним из интереснейших объектов наблюдений ученых. Являясь самыми большими объектами, находящимися во Вселенной, они в то же время недосягаемы и недоступными человечеству в полной мере. Пройдет еще немало времени, пока мы узнаем о тех процессах, которые происходят близ «точки невозврата». Что такое черная дыра с точки зрения науки?

    Давайте поговорим   о тех фактах, которые все же стали известны исследователям в результате продолжительных работ..

    1. Черные дыры на самом деле не черные

    Так как черные дыры излучают электромагнитные волны, то они могут быть  выглядеть не черными, а даже наоборот вполне разноцветными. И выглядит это весьма впечатляюще.

     

    2. Черные дыры не втягивают  материю

    Среди простых смертных сложился стереотип, что черная дыра — огромный пылесос, который тянет в себя окружающее пространство. Не будем чайниками и попробуем разобраться, что же это на самом деле.

    В целом, (не вдаваясь в сложности квантовой физики и астрономических исследований) черную дыру можно представить как космический объект, у которого сильно завышено гравитационное поле.   К примеру, если бы на месте Солнца была черная дыра такого же размера, то … ничего бы не произошло, и наша планета продолжила бы вращаться по той же орбите. «Поглощают» черные дыры только части материи звезд в виде звездного ветра, присущего любой звезде.

     

     3. Черные дыры могут порождать новые вселенные

    Конечно же, этот факт звучит как нечто из ряда фантастики, тем более, что нет доказательств существования других вселенных. Тем не менее, учеными довольно плотно изучаются подобные теории.

    Если говорить простым языком, то если бы хоть одна физическая константа в нашем мире изменилась на небольшую величину, мы бы потеряли возможность существования. Сингулярность черных дыр отменяет привычные законы физики и может (по крайней мере, в теории) породить новую вселенную, отличающуюся по тем или иным параметрам от нашей.

     

    4. Черные дыры испаряются со временем

    Как было сказано ранее черные дыры  поглощают звездный ветер. Помимо этого они медленно, но верно испаряются, то есть отдают свою массу в окружающее пространство, а затем и исчезают совсем. Это явление было открыто в 1974 году и названо излучением Хокинга, в честь Стивена Хокинга, который и сделал это открытие миру.

    5. Ответ на вопрос «что такое черная дыра» был предсказан Карлом Шварцшильдом

    Как известно, автор теории относительности, связанной с теорией струн – Альберт Эйнштейн. Но ученый не уделял должного внимания изучению небесных тел, хотя его теория могла и более того предсказала существование черных дыр. Таким образом,  Карл Шварцшильд стал первым ученым,  применившим общую теорию относительности для обоснования существования «точки невозврата». 

    Интересен тот факт, что это случилось  1915 году, сразу же после того, как  Эйнштейн опубликовал общую теорию относительности. Именно тогда  возник термин «радиус Шварцшильда» —  грубо говоря, это величина силы, с которой необходимо сжать объект, чтобы он превратился в черную дыру.  Однако, это задачка не из легких. Давайте разберемся почему.

    Дело в том, что в теории черной дырой может стать любое тело, но при воздействии на него определенной степени сжатия. К примеру, плод арахиса мог бы стать черной дырой, если бы обладал массой планеты Земля…


    Интересный факт: Черные дыры — единственные в своем роде космические тела, имеющие способность притягивать силой гравитации свет.


    6. Черные дыры искривляют пространство рядом с собой

    Представим все пространство вселенной  в виде виниловой пластинки. Если на нее положить раскаленный предмет, она изменит свою форму. То же самое происходит и с черными дырами. Их  предельная масса притягивает к себе все, в том числе и лучи света, за счет чего пространство вокруг них искривляется.

     

    7. Черные дыры ограничивают количество звезд во Вселенной

    ….Ведь, если звезды зажигают —

    значит — это кому-нибудь нужно?

    В.В. Маяковский

    Обычно полностью сформировавшиеся звезды представляют собой облако остывших газов. Излучение черных дыр не дает газовым облакам остывать, а следовательно, предотвращает появление звезд.

     

    8. Черные дыры являются самыми совершенными энергетическими установками

    Черные дыры производят больше энергии, чем Солнце и другие звезды. Причиной тому материя, находящаяся вокруг нее. Когда материя преодолевает горизонт событий на большой скорости, она разогревается на орбите черной дыры до предельно высокой температуры. Это явление называют  излучением абсолютно черного тела.


    Интересный факт: В процессе ядерного синтеза энергией становятся 0,7% материи. Вблизи черной дыры в энергию превращается 10% материи!


    9. Что будет если попасть в черную дыру?

    Черные дыры «растягивают» тела, находящиеся рядом с ними. Вследствие этого процесса предметы начинают напоминать спагетти (существует даже специальный термин — «спагеттификация» =).

    Хоть этот факт и может показаться шуточным, ему есть свое объяснение. Это происходит благодаря физическим принцип силы притяжения. Возьмем как пример тело человека. Находясь на земле, наши ноги находятся к центру Земли ближе, чем голова, поэтому они притягиваются сильнее. На поверхности черной дыры ноги притягиваются к центру черной дыры намного быстрее, и поэтому верхняя часть туловища попросту не успевает за ними. Итог: спагеттификация!

     

    10. Теоретически, любой объект может стать черной дырой

    ..и даже Солнце. Единственное, что не позволяет солнцу превратиться в абсолютно черное тело — сила гравитации. В центре черной дыры она в разы сильнее, чем в центре Солнца. В данном случае, если бы наше светило было сжато до  четырех километров в диаметре, то вполне могла бы стать  черной дырой (за счет большой массы).

    Но это в теории. На практике известно, что черные дыры  появляются только в результате коллапса сверхбольших звезд, превышающих Солнце по массе в 25-30 раз.

    11.Черные дыры замедляют время вблизи себя

    Основной тезис этого факта — по мере приближения к горизонту событий время замедляется. Это явление можно проиллюстрировать при помощи «парадокса близнецов», часто использующегося при объяснении положений теории относительности.

    Основная идея состоит в том, что один из братьев — близнецов улетает в космос, а второй остается на Земле. Вернувшись домой, близнец обнаруживает, что брат постарел больше, чем он, так как при движении на скорости,  приближенной к скорости света время начинает идти медленнее..


    it-lenta.ru

    ЧЕРНАЯ ДЫРА | Энциклопедия Кругосвет

    Содержание статьи

    ЧЕРНАЯ ДЫРА – область пространства, в которой гравитационное притяжение настолько сильно, что ни вещество, ни излучение не могут эту область покинуть. Для находящихся там тел вторая космическая скорость (скорость убегания) должна была бы превышать скорость света, что невозможно, поскольку ни вещество, ни излучение не могут двигаться быстрее света. Поэтому из черной дыры ничто не может вылететь. Границу области, за которую не выходит свет, называют «горизонтом событий», или просто «горизонтом» черной дыры.

    Чтобы поле тяготения смогло «запереть» излучение, создающая это поле, масса (M) должна сжаться до объема с радиусом, меньшим «гравитационного радиуса» rg = 2GM/c2 (гравитационная постоянная G = 6,672 ґ 10–11 м3кг–1с–2 и скорость света c = 299 792 458 м/с). Значение гравитационного радиуса чрезвычайно мало по сравнению с привычным размером физических тел. Например, для Солнца с массой около 2 ґ 1030 кг и радиусом около 700 тыс. км значение rg» 3 км. А для Земли (M = 6 ґ 1024 кг) значение rg» 1 см. По этой причине создать и исследовать черную дыру в лаборатории практически невозможно: чтобы тело любой разумной массы (даже в миллионы тонн) стало черной дырой, его нужно сжать до размера, меньшего, чем размер протона или нейтрона, поэтому свойства черных дыр пока изучаются только теоретически.

    Однако расчеты показывают, что тела астрономического масштаба (например, массивные звезды) после истощения в них термоядерного топлива могут под действием собственного тяготения сжиматься до размера своего гравитационного радиуса. Поиск таких объектов ведется уже более 40 лет, и сейчас можно с большой уверенностью указать несколько весьма вероятных кандидатов в черные дыры с массами от единиц до миллиардов масс Солнца. Однако их изучение затруднено огромными расстояниями от Земли. И хотя сам факт существования черных дыр уже трудно подвергать сомнению, практическое изучение их свойств еще впереди.

    История идеи о черных дырах.

    Английский геофизик и астроном Джон Мичелл (J.Michell, 1724–1793) предположил, что в природе могут существовать столь массивные звезды, что даже луч света не способен покинуть их поверхность. Используя законы Ньютона, Мичелл рассчитал, что если бы звезда с массой Солнца имела радиус не более 3 км, то даже частицы света (которые он, вслед за Ньютоном, считал корпускулами) не могли бы улететь далеко от такой звезды. Поэтому такая звезда казалась бы издалека абсолютно темной. Эту идею Мичелл представил на заседании Лондонского Королевского общества 27 ноября 1783. Так родилась концепция «ньютоновской» черной дыры.

    Такую же идею высказал в своей книге Система мира (1796) французский математик и астроном Пьер Симон Лаплас. Простой расчет позволил ему написать: «Светящаяся звезда с плотностью, равной плотности Земли, и диаметром, в 250 раз большим диаметра Солнца, не дает ни одному световому лучу достичь нас из-за своего тяготения; поэтому возможно, что самые яркие небесные тела во Вселенной оказываются по этой причине невидимыми». Однако масса такой звезды должна была бы в десятки миллионов раз превосходить солнечную. А поскольку дальнейшие астрономические измерения показали, что массы реальных звезд не очень сильно отличаются от солнечной, идея Митчела и Лапласа о черных дырах была забыта.

    Во второй раз ученые «столкнулись» с черными дырами в 1916, когда немецкий астроном Карл Шварцшильд получил первое точное решение уравнений только что созданной тогда Альбертом Эйнштейном релятивистской теории гравитации – общей теории относительности (ОТО). Оказалось, что пустое пространство вокруг массивной точки обладает особенностью на расстоянии rg от нее; именно поэтому величину rg часто называют «шварцшильдовским радиусом», а соответствующую поверхность (горизонт событий) – шварцшильдовской поверхностью. В следующие полвека усилиями теоретиков были выяснены многие удивительные особенности решения Шварцшильда, но как реальный объект исследования черные дыры еще не рассматривались.

    Правда, в 1930-е, после создания квантовой механики и открытия нейтрона, физики исследовали возможность формирования компактных объектов (белых карликов и нейтронных звезд)как продуктов эволюции нормальных звезд. Оценки показали, что после истощения в недрах звезды ядерного топлива, ее ядро может сжаться превратиться в маленький и очень плотный белый карлик или же в еще более плотную и совсем крохотную нейтронную звезду.

    В 1934 работавшие в США европейские астрономы Фриц Цвикки и Вальтер Бааде выдвинули гипотезу – вспышки сверхновых представляют собой совершенно особый тип звездных взрывов, вызванных катастрофическим сжатием ядра звезды. Так впервые родилась идея о возможности наблюдать коллапс звезды. Бааде и Цвикки высказали предположение, что в результате взрыва сверхновой образуется сверхплотная вырожденная звезда, состоящая из нейтронов. Расчеты показали, что такие объекты действительно могут рождаться и быть устойчивыми, но лишь при умеренной начальной массе звезды. Но если масса звезды превышает три массы Солнца, то уже ничто не сможет остановить ее катастрофического коллапса.

    В 1939 американские физики Роберт Оппенгеймер и Хартланд Снайдер обосновали вывод, что ядро массивной звезды должно безостановочно коллапсировать в предельно малый объект, свойства пространства вокруг которого (если он не вращается) описываются решением Шварцшильда. Иными словами, ядро массивной звезды в конце ее эволюции должно стремительно сжиматься и уходить под горизонт событий, становясь черной дырой. Но поскольку такой объект (как говорили тогда, «коллапсар», или «застывшая звезда») не излучает электромагнитные волны, то астрономы понимали, что обнаружить его в космосе будет невероятно трудно и поэтому долго не приступали к поиску.

    Поскольку никакой носитель информации не способен выйти из-под горизонта событий, внутренняя часть черной дыры причинно не связана с остальной Вселенной, происходящие внутри черной дыры физические процессы не могут влиять на процессы вне ее. В то же время, вещество и излучение, падающие снаружи на черную дыру, свободно проникают внутрь через горизонт. Можно сказать, что черная дыра все поглощает и ничего не выпускает. По этой причине и родился термин «черная дыра», предложенный в 1967 американским физиком Джоном Арчибальдом Уилером.

    Формирование черных дыр.

    Самый очевидный путь образования черной дыры – коллапс ядра массивной звезды. Пока в недрах звезды не истощился запас ядерного топлива, ее равновесие поддерживается за счет термоядерных реакций (превращение водорода в гелий, затем в углерод, и т.д., вплоть до железа у наиболее массивных звезд). Выделяющееся при этом тепло компенсирует потерю энергии, уходящей от звезды с ее излучением и звездным ветром. Термоядерные реакции поддерживают высокое давление в недрах звезды, препятствуя ее сжатию под действием собственной гравитации. Однако со временем ядерное топливо истощается и звезда начинает сжиматься.

    Наиболее быстро сжимается ядро звезды, при этом оно сильно разогревается (его гравитационная энергия переходит в тепло) и нагревает окружающую его оболочку. В итоге звезда теряет свои наружные слои в виде медленно расширяющейся планетарной туманности или катастрофически сброшенной оболочки сверхновой. А судьба сжимающегося ядра зависит от его массы. Расчеты показывают, что если масса ядра звезды не превосходит трех масс Солнца, то она «выигрывает битву с гравитацией»: его сжатие будет остановлено давлением вырожденного вещества, и звезда превратится в белый карлик или нейтронную звезду. Но если масса ядра звезды более трех солнечных, то уже ничто не сможет остановить его катастрофический коллапс, и оно быстро уйдет под горизонт событий, став черной дырой. Как следует из формулы для rg, черная дыра с массой 3 солнечных имеет гравитационный радиус 8,8 км.

    Астрономические наблюдения хорошо согласуются с этими расчетами: все компоненты двойных звездных систем, проявляющие свойства черных дыр (в 2005 их известно около 20), имеют массы от 4 до 16 масс Солнца. Теория звездной эволюции указывает, что за 12 млрд. лет существования нашей Галактики, содержащей порядка 100 млрд. звезд, в результате коллапса наиболее массивных из них должно было образоваться несколько десятков миллионов черных дыр. К тому же, черные дыры очень большой массы (от миллионов до миллиардов масс Солнца)могут находиться в ядрах крупных галактик, в том числе, и нашей. Об этом свидетельствуют астрономические наблюдения, хотя пути формирования этих гигантских черных дыр не вполне ясны.

    Если в нашу эпоху высокая плотность вещества, необходимая для рождения черной дыры, может возникнуть лишь в сжимающихся ядрах массивных звезд, то в далеком прошлом, сразу после Большого взрыва, с которого около 14 млрд. лет назад началось расширение Вселенной, высокая плотность материи была повсюду. Поэтому небольшие флуктуации плотности в ту эпоху могли приводить к рождению черных дыр любой массы, в том числе и малой. Но самые маленькие из них в силу квантовых эффектов должны были испариться, потеряв свою массу в виде излучения и потоков частиц. «Первичные черные дыры» с массой более 1012 кг могли сохраниться до наших дней. Самые мелкие из них, массой 1012 кг (как у небольшого астероида), должны иметь размер порядка 10–15 м (как у протона или нейтрона).

    Наконец, существует гипотетическая возможность рождения микроскопических черных дыр при взаимных соударениях быстрых элементарных частиц. Таков один из прогнозов теории струн – одной из конкурирующих сейчас физических теорий строения материи. Теория струн предсказывает, что пространство имеет более трех измерений. Гравитация, в отличие от прочих сил, должна распространяться по всем этим измерениям и поэтому существенно усиливаться на коротких расстояниях. При мощном столкновении двух частиц (например, протонов) они могут сжаться достаточно сильно, чтобы родилась микроскопическая черная дыра. После этого она почти мгновенно разрушится («испарится»), но наблюдение за этим процессом представляет для физики большой интерес, поскольку, испаряясь, дыра будет испускать все существующие в природе виды частиц. Если гипотеза теории струн верна, то рождение таких черных дыр может происходить при столкновениях энергичных частиц космических лучей с атомами земной атмосферы, а также в наиболее мощных ускорителях элементарных частиц.

    Свойства черных дыр.

    Вблизи черной дыры напряженность гравитационного поля так велика, что физические процессы там можно описывать только с помощью релятивистской теории тяготения. Согласно ОТО, пространство и время искривляются гравитационным полем массивных тел, причем наибольшее искривление происходит вблизи черных дыр. Когда физики говорят об интервалах времени и пространства, они имеют в виду числа, считанные с каких-либо физических часов и линеек. Например, роль часов может играть молекула с определенной частотой колебаний, количество которых между двумя событиями можно называть «интервалом времени».

    Важно, что гравитация действует на все физические системы одинаково: все часы показывают, что время замедляется, а все линейки, что пространство растягивается вблизи черной дыры. Это означает, что черная дыра искривляет вокруг себя геометрию пространства и времени. Вдали от черной дыры это искривление мало, а вблизи так велико, что лучи света могут двигаться вокруг нее по окружности. Вдали от черной дыры ее поле тяготения в точности описывается теорией Ньютона для тела такой же массы, но вблизи гравитация становится значительно сильнее, чем предсказывает ньютонова теория.

    Если бы можно было наблюдать в телескоп за звездой в момент ее превращения в черную дыру, то сначала было бы видно, как звезда все быстрее и быстрее сжимается, но по мере приближения ее поверхности к гравитационному радиусу сжатие начнет замедляться, пока не остановится совсем. При этом приходящий от звезды свет будет слабеть и краснеть пока окончательно не потухнет. Это происходит потому, что, преодолевая силу тяжести, фотоны теряют энергию и им требуется все больше времени, чтобы дойти до нас. Когда поверхность звезды достигнет гравитационного радиуса, покинувшему ее свету потребуется бесконечное время, чтобы достичь любого наблюдателя, даже расположенного сравнительно близко к звезде (и при этом фотоны полностью потеряют свою энергию). Следовательно, мы никогда не дождемся этого момента и, тем более, не увидим того, что происходит со звездой под горизонтом событий, но теоретически этот процесс исследовать можно.

    Расчет идеализированного сферического коллапса показывает, что за короткое время вещество под горизонтом событий сжимается в точку, где достигаются бесконечно большие значения плотности и тяготения. Такую точку называют «сингулярностью». Более того, математический анализ показывает, что если возник горизонт событий, то даже несферический коллапс приводит к сингулярности. Однако, все это верно лишь в том случае, если общая теория относительности применима вплоть до очень малых пространственных масштабов, в чем пока нет уверенности. В микромире действуют квантовые законы, а квантовая теория гравитации еще не создана. Ясно, что квантовые эффекты не могут остановить сжатие звезды в черную дыру, а вот предотвратить появление сингулярности они могли бы.

    Изучая фундаментальные свойства материи и пространства-времени, физики считают исследование черных дыр одним из важнейших направлений, поскольку вблизи черных дыр проявляются скрытые свойства гравитации. Для поведения вещества и излучения в слабых гравитационных полях различные теории тяготения дают почти неразличимые прогнозы, однако в сильных полях, характерных для черных дыр, предсказания различных теорий существенно расходятся, что дает ключ к выявлению лучшей среди них. В рамках наиболее популярной сейчас теории гравитации – ОТО Эйнштейна – свойства черных дыр изучены весьма подробно. Вот некоторые важнейшие из них:

    1) Вблизи черной дыры время течет медленнее, чем вдали от нее. Если удаленный наблюдатель бросит в сторону черной дыры зажженный фонарь, то увидит, как фонарь будет падать все быстрее и быстрее, но затем, приближаясь к поверхности Шварцшильда, начнет замедляться, а его свет будет тускнеть и краснеть (поскольку замедлится темп колебания всех его атомов и молекул). С точки зрения далекого наблюдателя фонарь практически остановится и станет невидим, так и не сумев пересечь поверхность черной дыры. Но если бы наблюдатель сам прыгнул туда вместе с фонарем, то он за короткое время пересек бы поверхность Шварцшильда и упал к центру черной дыры, будучи при этом разорван ее мощными приливными гравитационными силами, возникающими из-за разницы притяжения на разных расстояниях от центра.

    2) Каким бы сложным ни было исходное тело, после его сжатия в черную дыру внешний наблюдатель может определить только три его параметра: полную массу, момент импульса (связанный с вращением) и электрический заряд. Все остальные особенности тела (форма, распределение плотности, химический состав и т.д.)в ходе коллапса «стираются». То, что для стороннего наблюдателя структура черной дыры выглядит чрезвычайно простой, Джон Уилер выразил шутливым утверждением: «Черная дыра не имеет волос».

    В процессе коллапса звезды в черную дыру за малую долю секунды (по часам удаленного наблюдателя) все ее внешние особенности, связанные с исходной неоднородностью, излучаются в виде гравитационных и электромагнитных волн. Образовавшаяся стационарная черная дыра «забывает» всю информацию об исходной звезде, кроме трех величин: полной массы, момента импульса (связанного с вращением) и электрического заряда. Изучая черную дыру, уже невозможно узнать, состояла ли исходная звезда из вещества или антивещества, была ли она вытянутой или сплюснутой и т.п. В реальных астрофизических условиях заряженная черная дыра будет притягивать к себе из межзвездной среды частицы противоположного знака, и ее заряд быстро станет нулевым. Оставшийся стационарный объект либо будет невращающейся «шварцшильдовой черной дырой», которая характеризуется только массой, либо вращающейся «керровской черной дырой», которая характеризуется массой и моментом импульса.

    3) Если исходное тело вращалось, то вокруг черной дыры сохраняется «вихревое» гравитационное поле, увлекающее все соседние тела во вращательное движение вокруг нее. Поле тяготения вращающейся черной дыры называют полем Керра (математик Рой Керр в 1963 нашел решение соответствующих уравнений). Этот эффект характерен не только для черной дыры, но для любого вращающегося тела, даже для Земли. По этой причине размещенный на искусственном спутнике Земли свободно вращающийся гироскоп испытывает медленную прецессию относительно далеких звезд. Вблизи Земли этот эффект едва заметен, но вблизи черной дыры он выражен гораздо сильнее: по скорости прецессии гироскопа можно измерить момент импульса черной дыры, хотя сама она не видна.

    Чем ближе мы подходим к горизонту черной дыры, тем сильнее становится эффект увлечения «вихревым полем». Прежде чем достичь горизонта, мы окажемся на поверхности, где увлечение становится настолько сильным, что ни один наблюдатель не может оставаться неподвижным (т. е. быть «статическим») относительно далеких звезд. На этой поверхности (называемой пределом статичности) и внутри нее все объекты должны двигаться по орбите вокруг черной дыры в том же направлении, в котором вращается сама дыра. Независимо от того, какую мощность развивают его реактивные двигатели, наблюдатель внутри предела статичности никогда не сможет остановить свое вращательное движение относительно далеких звезд.

    Предел статичности всюду лежит вне горизонта и соприкасается с ним лишь в двух точках, там, где они оба пересекаются с осью вращения черной дыры. Область пространства-времени, расположенная между горизонтом и пределом статичности, называется эргосферой. Объект, попавший в эргосферу, еще может вырваться наружу. Поэтому, хотя черная дыра «все съедает и ничего не отпускает», тем не менее, возможен обмен энергией между ней и внешним пространством. Например, пролетающие через эргосферу частицы или кванты могут уносить энергию ее вращения.

    4) Все вещество внутри горизонта событий черной дыры непременно падает к ее центру и образует сингулярность с бесконечно большой плотностью. Английский физик Стивен Хоукинг определяет сингулярность как «место, где разрушается классическая концепция пространства и времени так же, как и все известные законы физики, поскольку все они формулируются на основе классического пространства-времени».

    5) Кроме этого С.Хоукинг открыл возможность очень медленного самопроизвольного квантового «испарения» черных дыр. В 1974 он доказал, что черные дыры (не только вращающиеся, но любые) могут испускать вещество и излучение, однако заметно это будет лишь в том случае, если масса самой дыры относительно невелика. Мощное гравитационное поле вблизи черной дыры должно рождать пары частица-античастица. Одна из частиц каждой пары поглощается дырой, а вторая испускается наружу. Например, черная дыра с массой 1012 кг должна вести себя как тело с температурой 1011 К, излучающее очень жесткие гамма-кванты и частицы. Идея об «испарении» черных дыр полностью противоречит классическому представлению о них как о телах, не способных излучать.

    Поиски черных дыр.

    Расчеты в рамках ОТО указывают лишь на возможность существования черных дыр, но отнюдь не доказывают их наличия в реальном мире, открытие черной дыры стало бы важным шагом в развитии физики. Поиск изолированных черных дыр в космосе невероятно труден: требуется заметить маленький темный объект на фоне космической черноты. Но есть надежда обнаружить черную дыру по ее взаимодействию с окружающими астрономическими телами, по ее характерному влиянию на них.

    Учитывая важнейшие свойства черных дыр (массивность, компактность и невидимость) астрономы постепенно выработали стратегию их поиска. Проще всего обнаружить черную дыру по ее гравитационному взаимодействию с окружающим веществом, например, с близкими звездами. Попытки обнаружить невидимые массивные спутники в двойных звездах не увенчались успехом. Но после запуска на орбиту рентгеновских телескопов выяснилось, что черные дыры активно проявляют себя в тесных двойных системах, где они отбирают вещество у соседней звезды и поглощают его, нагревая при этом до температуры в миллионы градусов и делая его на короткое время источником рентгеновского излучения.

    Поскольку в двойной системе черная дыра в паре с нормальной звездой обращается вокруг общего центра массы, используя эффект Доплера, удается измерить скорость звезды и определить массу ее невидимого компаньона. Астрономы выявили уже несколько десятков двойных систем, где масса невидимого компаньона превосходит 3 массы Солнца и заметны характерные проявления активности вещества, движущегося вокруг компактного объекта, например, очень быстрые колебания яркости потоков горячего газа, стремительно вращающегося вокруг невидимого тела.

    Особенно перспективной считают рентгеновскую двойную звезду V404 Лебедя, масса невидимого компонента которой оценивается не менее, чем в 6 масс Солнца. Другие кандидаты в черные дыры находятся в двойных системах Лебедь X-1, LMC X-3, V616 Единорога, QZ Лисички, а также в рентгеновских новых Змееносец 1977, Муха 1981 и Скорпион 1994. Почти все они расположены в пределах нашей Галактики, а система LMC X-3 – в близкой к нам галактике Большое Магелланово Облако.

    Другим направлением поиска черных дыр служит изучение ядер галактик. В них скапливаются и уплотняются огромные массы вещества, сталкиваются и сливаются звезды, поэтому там могут формироваться сверхмассивные черные дыры, превосходящие по массе Солнце в миллионы раз. Они притягивают к себе окружающие звезды, создавая в центре галактики пик яркости. Они разрушают близко подлетающие к ним звезды, вещество которых образует вокруг черной дыры аккреционный диск и частично выбрасывается вдоль оси диска в виде быстрых струй и потоков частиц. Это не умозрительная теория, а процессы, реально наблюдаемые в ядрах некоторых галактик и указывающие на присутствие в них черных дыр с массами до нескольких миллиардов масс Солнца. В последнее время получены весьма убедительные доказательства того, что и в центре нашей Галактики есть черная дыра с массой около 2,5 млн масс Солнца.

    Вполне вероятно, что самые мощные процессы энерговыделения во Вселенной происходят с участием черных дыр. Именно их считают источником активности в ядрах квазаров – молодых массивных галактик. Именно их рождение, как полагают астрофизики, знаменуется самыми мощными взрывами во Вселенной, проявляющимися как гамма-всплески.

    См. также ЗВЕЗДЫ; СОЛНЕЧНАЯ СИСТЕМА; ГРАВИТАЦИОННЫЙ КОЛЛАПС; ВНЕАТМОСФЕРНАЯ АСТРОНОМИЯ.

    Владимир Сурдин

    www.krugosvet.ru

    Чёрная дыра 2001 смотреть онлайн бесплатно в хорошем качестве

    Рейтинг
    7.4 7.6 7.1
    Название
    Pitch Black
    Год
    1999
    Жанры
    фантастика, ужасы
    Страна
    Австралия , США
    Режиссёр
    Дэвид Туи
    Сценарий
    Джим Уит, Кен Уит, Дэвид Туи
    Актёры
    Вин Дизель, Рада Митчелл, Коул Хаузер, Кит Дэвид, Льюис Фиц-Джералд, Клаудия Блэк, Риана Гриффит, Джон Мур, Саймон Бурк, Лес Чэнтери
    Время
    Премьера
    18 февраля 2000 в мире
    22 марта 2001 в России
    DVD
    17 апреля 2007

    В недалеком будущем космический корабль терпит бедствие, в результате чего совершает вынужденную посадку на отдаленной планете. Но в результате такой посадки погибает командир корабля, часть команды и большинство пассажиров. Оставшиеся в живых оказываются одни на жуткой и безжизненной планете. Первое, что бросается в глаза – это то, что планета имеет три солнца, из-за чего все живое погибает в этой пустыне. Но как только планета погружается в темноту, появляются какие-то странные существа…

    w35.zona.plus

    Чёрная дыра — Циклопедия

    Гордон — Диалоги [233] Поиски черных дыр

    Чёрная дыра — астрофизический объект, создающий настолько большую силу тяготения, что никакие частицы, в том числе самые быстрые из известных – фотоны (свет), оказываются «запертыми» и не могут покинуть т.н. горизонт событий (точку невозврата материи). Согласно Общей теории относительности, концентрация умопомрачительных масс в малых объемах, деформируя пространство-время, хоронит даже призрачные надежды «пленников» на возможное «освобождение» (правда, согласно последней гипотезе Стивена Хокинга, чёрные дыры со временем могут «испаряться», излучая различные элементарные частицы).

    Иными словами, коллапс (сжатие) звезды, массой больше трех солнечных, не завершается образованием нейтронного «солнца», а, минуя т. н. зону Шварцшильда, продолжается. И появляется образование, не имеющее поверхности. А то, что ограничивает его пределы, и принято называть горизонтом событий.

    Астрофизикам проще «вычислить» такой объект, если он пребывает в двойной системе. В таких случаях черную дыру «выдает» рентгеновское излучение, возникающее в результате перетока на нее газа из обычной звезды-соседки.

    Считается, что две Ч.д., вращающиеся друг вокруг друга, — мощнейший источник возмущений пространства-времени.

    [править] Краткая история вопроса

    Разговор об объектах, чье гравитационное поле настолько сильно, что мешает распространению света, начался в XVIII веке Джоном Мичеллом и Пьер-Симоном Лапласом. Впервые их математическое описание в рамках общей относительности в 1916 году дал Карл Шварцшильд, но его интерпретация черной дыры как области в пространстве, которую ничто не может оставить, еще сорок лет после подвергалась сомнению. Только в 1960-х годах было обнаружено, что черная дыра — не предмет напрасного любопытства.

    Термин же горизонт событий придумал Джон Арчибальд Уилер в конце 1967 года и впервые озвучил в публичной лекции «Наш Мир: известный и неизвестный» (Our Universe: the Known and Unknown) 29 декабря 1967 года.

    Финские астрономы «взвесили» черную дыру, находящуюся в созвездии Рака (2008). Она оказалась в 18 млрд. раз (!) тяжелее, чем Солнце.

    [править] Типы черных дыр

    Тип Масса (солнечных)

    Микроскопические Меньше атома, но предела не существует

    Звездных масс Несколько десятков

    Промежуточные 500-1000

    Сверхмассивные* Миллионы и миллиарды

    • Согласно принятой теории, у Ч.д. существует критическая масса, больше которой они «расти» не могут.

    [править] Новый тип черных дыр

    В 2004 г. с помощью американской космической обсерватории «Chandra» удалось найти новый тип черных дыр. Дело в том, что до этого астрономам были известны лишь два их вида – с массой, превышающей Солнечную в 10 раз, и сверхмассивные – в миллиарды раз тяжелее Солнца. Теперь мы имеем и «черные дыры» с промежуточной массой и температурой от 1 млн. до 4 млн. градусов по Цельсию.

    [править] Первая из открытых черных дыр

    Источник рентгеновского излучения Лебедь X-1, открытый землянами в 1964 г., и классифицированный как первая черная дыра, без малого полвека будоражил умы ученых неопределенностью. Причиной сомнений части из них было не установленное расстояние (объект находится слишком далеко для осуществления точных наблюдений в оптическом диапазоне). А поскольку именно расстояние играет едва ли не решающую роль при определении массы черной дыры, скептики не унимались.

    Астрономам удалось, наконец, вычислить, насколько далек Лебедь X-1. Полученные данные: 6050 световых лет плюс-минус 400 световых лет. Уточненные данные по объектам следующие: масса голубого сверхгиганта больше массы Солнца в 19 раз, а масса черной дыры — в 14,8.

    На сегодня есть все основания считать, что Ипсилон Возничего – обычная звезда и Ч. д.; Лебедь Х-1 – голубой сверхгигант и Ч. д.; SS 433 Орла – горячий сверхгигант и Ч. д.

    Существует также предположение, что в центре ядер многих галактик находятся именно черные дыры.

    [править] Самые массивные черные дыры

    Сразу двух рекордсменов обнаружили ученые в созвездиях Льва и Волосы Вероники (2011). Объект NGC 3842 находится на расстоянии 320 млн. св. лет от Земли, а NGC 4889 — 335 млн. св. лет. Оба составляют сердцевину довольно старых эллиптических галактик.

    Масса каждой из Ч.д. составляет примерно 9,7 млрд. солнечных.

    [править] Самая миниатюрная черная дыра

    Сотрудники NASA в Гринбельте (США) обнаружили самую маленькую из известных черных дыр – XTEJ1650-500: она всего в 3,8 раз тяжелее Солнца, а ее диаметр составляет 24 км (2008).

    [править] Действующая модель монстра Вселенной

    В 2005 г. ученые Брукхенвенской национальной лаборатории США на ускорителе RHIC «организовали» столкновенья двух ионных пучков золота. При этом образовалась кварк-глюонная плазма – материя, из которой состояла Вселенная в первые 20-30 миллисекунд своего существования. Температура полученной плазмы в 300 миллионов (!) раз превысила солнечную. И это, убеждены экспериментаторы, был… искусственный «аналог» черной дыры, просуществовавший 10-23 с. Идентифицировали его благодаря свойствам «космических вампиров» поглощать все из окружающей среды.

    Так вот, объект, который создали физики, имея микроскопический радиус в 1,14 х 10-14 м, поглотил в 10 раз больше частичек, чем позволяет теория. Невероятно, но факт: после распада рукотворной черной дыры, «исчезнувшая» материя… появилась вновь – в виде пи-мезонов.

    Некоторые исследователи считают, что отождествлять «каплю» кварк-глюонной плазмы с черной дырой не совсем корректно: размеры объектов очень различаются. Впрочем, в капле, как известно, отображается мир.

    [править] Экзотические версии

    Версия первая. Гравитационный коллапс приводит к полной остановке времени и, следовательно, Ч. д. – это наше прошлое.

    Версия вторая. Путешествие в Ч. д. – путешествие в будущее.

    Версия третья. Мы, земляне, живем внутри черной дыры.

    Версия четвертая. Черные дыры возникли раньше галактик и, аккумулировав вокруг себя материю, стимулировали формирование последних.

    Версия пятая. В случае столкновения галактик черные дыры в их центрах выполняют роль гравитационных метателей звезд.

    Версия шестая. За горизонтом события может существовать жизнь, в том числе и разумная.

    Версия седьмая. Черные дыры — «фабрики» антиматерии.

    Версия восьмая. Сверхмассивные черные дыры, выбрасывающие некое подобие плазмы в окружающее пространство на миллионы световых лет, – вечные двигатели Вселенной.

    Версия девятая. Микроскопические черные дыры буквально изрешетили Землю (следы в виде длинных тонких следов вещества, подвергнувшегося сильному радиационному воздействию, еще не обнаружены).

    Версия десятая. Во вселенной существуют не только «стационарные». но и блуждающие черные дыры (первый кандидат на космического «летучего голландца» – объект SDSSJ092712.65+294344.0).

    [править] Не разгоревшийся скандал вокруг громкого открытия

    Началась история с того, что сотрудник французского Национального института передовых научных исследований Тибо Дамур и представитель немецкого Международного Бременского университета Сергей Солодухин на международно признанном сайте arXiv.org (крупнейший бесплатный архив электронных научных статей по физике, математике, астрономии, информатике и биологии, созданном американской Лос-Аламосской национальной лабораторией) заявили о сделанном ими сенсационном открытии. А именно: черные дыры представляют собой участки искажения пространства и времени РАЗЛИЧНЫХ ВСЕЛЕННЫХ и обеспечивают их взаимное проникновение. Произошло это событие в 2010 г.

    12 апреля того же года газета «Комсомольская правда» в Украине» опубликовала статью под заголовком «Черная дыра – дверь между мирами!». Которой фактически оспорила авторство открытия всемирно известных ученых. Сообщив читателям, что еще в 1988 г. ашхабадский журнал «Яшлык/Юность» (№10, стр. 34-40) опубликовал фантастический рассказ Николая Сухомозского Лента Мебиуса. Издание процитировало следующие слова инопланетянина: «Наш мир существует …параллельно с вашим, их разделяет невидимый барьер. …Ценой колоссальных энергетических затрат нам наконец удалось «открыть» своеобразный «люк» во Времени. Но в силу ряда технических проблем дорога эта, к сожалению, пока с односторонним движением от вас — к нам. …Сейчас в поле тяготения «люка», именуемого вами черной дырой, попал еще один звездолет».

    Доказав, что еще за четверть века (если принять в расчет путешествие произведения на пути «Стол – Книжный прилавок»), до Т. Дамура и С. Солодухина «их» сенсационное открытие совершил Николай Сухомозский.

    К сожалению, «Комсомольская правда» не дублируется на английский язык, так что на Западе никто так и не узнал о возникшей коллизии.

    • Сухомозский, Николай, Аврамчук Надежда Энциклопедия сенсационных фактов. — Гелеос, 2006. — ISBN 5-8189-0601-9.

    cyclowiki.org

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован.