Человек уже на протяжении нескольких десятков лет изучает космическое пространство, но до сих пор многое является абсолютной тайной. Черные дыры — это одно из самых странных явлений во Вселенной. Во всяком случае, на данном этапе развития человечества. Это объект с бесконечной массой и плотностью, а значит и притяжением, за пределы которого не может вырваться даже свет — поэтому дыра черная.
Сверхмассивная черная дыра может втянуть в себя целую галактику и не подавиться, а за пределами горизонта событий привычная нам физика начинает визжать и скручиваться в узел. С другой стороны, черные дыры могут стать потенциальными переходными «норами» из одного узла пространства в другой. Вопрос в том, как близко мы сможем приблизиться к черной дыре, и не будет ли это чревато последствиями?
Ученые зафиксировали самое мощное слияние черных дыр за всё время наблюдений — результатом этого колоссального столкновения стало образование черной дыры массой примерно в 225 солнечных. Это в два раза больше предыдущего рекорда. До недавнего времени самой крупной считалась черная дыра, получившаяся после слияния с конечной массой около 142 Солнц. Что это значит для нас с вами и что делать с этой информацией.
Черные дыры долгое время считались космическими “точками невозврата”, в которых исчезает все — свет, материя, информация и т.д. Однако современные физики все чаще задаются вопросом — а может ли это быть не концом, а началом чего-то нового? Некоторые теории предполагают, что черные дыры могут быть не просто ловушками, а настоящими порталами в иные Вселенные. Эта гипотеза пока не подтверждена наблюдениями, но за ней стоят серьезные научные расчеты, уравнения Эйнштейна и квантовая механика. Разберемся, почему такие идеи вообще возникли и насколько они обоснованы.
Когда речь заходит о черных дырах, мы обычно представляем что-то разрушительное. Ведь это буквально космические монстры, которые поглощают все на своем пути! Но что, если на самом деле черные дыры могут стать источником колоссальной энергии для человечества? Сегодня человечество нуждается в огромном количестве энергии, поэтому ученые начали задумываться: можно ли использовать силу этих загадочных объектов себе во благо? И оказывается — да.
Черные дыры всегда казались чем-то далеким и пугающим, связанным с космосом и далекими галактиками. И это представление в целом соответствует истине, когда речь идет о космических черных дырах. Однако наука рассматривает не только гигантские объекты, но и гипотетические крошечные черные дыры, размером меньше одного атома, которые могли бы существовать вблизи нас, и возможно и существуют. Но что случится с человеком, если такая черная дыра столкнется с человеком? Ученые изучили этот вопрос и пришли к неожиданным выводам.
В расположенной на расстоянии около 2,5 миллиона световых лет от Земли галактике Андромеды содержится не менее триллиона звезд. Недавно астрономы обнаружили, что одна из них – массивное светило М31, исчезло без следа. Это странно, так как обычно массивные звезды погибают в результате вспышки сверхновой – яркого события, во время которого наблюдается увеличение яркости небесного тела на 10–20 величин. Таким образом, результаты нового исследования могут изменить наше понимание того, как крупные светила заканчивают свою жизнь и как образуются одни из самых таинственных объектов на просторах Вселенной – черные дыры.
Одни из самых таинственных обитателей космоса, сверхмассивные черные дыры, как правило располагаются в центрах большинства галактик, а их масса составляет десятки и сотни миллиардов масс нашего Солнца. Однако, когда речь заходит о черных дырах, сформированных в ранней Вселенной – то есть в первые сотни и миллиарды лет после Большого взрыва, – астрономы разводят руками: вопрос о том, почему эти объекты достигли огромных размеров за столь короткий промежуток времени до сих пор не имеет ответа. Масла в огонь подлили результаты нового исследования, авторы которого, с помощью космического телескопа «Джеймс Уэбб», обнаружили в сердце древней галактики черную дыру малой массы, которая поглощает материю со скоростью, в 40 раз превышающей так называемый предел Эддингтона.
В последнее время ученые сделали массу невероятных открытий и разгадали множество тайн, заставлявших человечество ломать голову в течение тысячелетий. Тем не менее наука все еще имеет много вопросов, на которые пока нет ответов. Например, в последнее время ученые активно спорят о том, что такое темная материя, из которой, предположительно, состоит большая часть Вселенной. Мы подготовили пять наиболее монументальных и интересных научных вопроса, на которые нет ответа, и в ближайшее время они вряд ли появятся.
Столкновения черных дыр — одни из самых экстермальных событий во Вселенной, происходящие в том числе в ближайших к Земле галактиках. В результате слияния, как правило, образуется одна сверхмассивная черная дыра, наподобие «Стрельца А*, что расположена в центре Млечного Пути. Эти события астрофизики изучают с помощью космических телескопов и наземных обсерваторий. Например, первый в истории снимок черной дыры, расположенной в галактике М87, был получен в 2019 году командой крупнейших в мире детекторов гравитационных волн – LIGO и Virgo. С тех пор исследования в этой области продолжаются. Недавно ученые обнаружили галактику под названием MCG-03-34-64, в которой вот-вот произойдет столкновение сразу нескольких сверхмассивных черных дыр.
Черные дыры – самые таинственные обитатели космоса. Ведь, как бы мы ни старались, мы никогда не узнаем что происходит за горизонтом событий. Эта пугающая темнота, из которой не может выбраться ничто, даже фотоны света. На протяжении многих десятилетий эти космические монстры считались гипотетическими объектами, а доказательство их существования казалось не мыслимым. То же самое можно сказать и о темной материи – гипотетической форме материи, не поддающейся наблюдению и составляющей, по оценкам, около 85% Вселенной. О ее существовании, как некогда о черных дырах, можно судить из-за мощнейшего гравитационного воздействия, которое эта субстанция оказывает на космические объекты, удерживая их вместе. Стоит ли удивляться, что загадочная природа и темной материи и черных дыр наводит ученых на мысль о том, что эти обитатели Вселенной связаны и что темную материю можно обнаружить, наблюдая за космическими монстрами?
Одними из самых загадочных обитателей Вселенной являются черные дыры – объекты с гравитацией такой силы, что ничто, даже свет, не может вырваться из их «объятий». Долгие годы ученые лишь предполагали о существовании черных дыр а Альберт Эйнштейн и вовсе был убежден, что эти космические обитатели навсегда останутся невидимыми для нас. К счастью, открытие гравитационных волн в 2017 году изменило все: как бы парадоксально это не звучало, но черные дыры оказались одними из самых ярких объектов на просторах Вселенной. Все потому, что материя, притягиваемая черной дырой, создает видимое излучение – именно эту «тень» поглощаемой материи мы видим на облетевших весь мир снимках черных дыр. Но как именно материя погружается в черную дыру и что в этот момент происходит с самой тканью пространства-времени? Недавно физики нашли ответ на этот вопрос, подтвердив одно из ключевых предсказаний Эйнштейна о так называемых «водопадах» черных дыр. Рассказываем что это такое и какое значение имеет для дальнейших исследований.
9 октября 2022 года в космической темноте вспыхнул самый яркий взрыв за всю историю наблюдений. Гамма-всплеск, получивший название GRB 221009A, произошел примерно в 2,4 миллиардах световых лет от Земли и был настолько мощным, что стал причиной больших колебаний электрического поля ионосферы Земли, о чем говорится в недавно опубликованном исследовании. Ученые из Университета Аквилы и Национального института астрофизики в Италии предоставили доказательства изменения электрического поля ионосферы на расстоянии около 500 километров. Новая работа, опубликованная в журнале Nature Communications, проливает свет на сложные взаимодействия между космическими явлениями и слоями атмосферы Земли, предлагая ценную информацию о последствиях экстремальных астрофизических событий на нашей планете.
По расчетам ученых, в галактике Млечный путь может существовать до 100 миллионов черных дыр. Это места с настолько мощной гравитацией, что попадающие в них объекты никогда не возвращаются обратно. Черные дыры притягивают к себе даже фотоны света, которые считаются самыми быстрыми объектами во Вселенной — будучи мощными поглотителями света, черные дыры всегда темные, из-за чего и получили название. Из-за отсутствия какого-либо свечения и формы, ученые не могут увидеть черные дыры при помощи телескопов напрямую, поэтому изучать их очень сложно. Самая близкая к Земле черная дыра была найдена астрономами в 2023 году, и это очень важное открытие. Может ли найденный объект затянуть нас в себя и стать причиной конца человечества?
Мы – это то, что мы едим – новое исследование показывает, что данное правило распространяется и на черные дыры. Эти загадочные объекты скрывают множество тайн и собирают вокруг себя множество теорий. Даже то, как они “кушают” до конца неизвестно. Когда сверхмассивные черные дыры в центрах галактик откачивают газ из своего окружения, перегретый газ излучает на длинах волн в диапазоне от рентгеновского излучения до радио. Такой процесс поглощения принято называть аккрецией, пожирая ближайшую материю для наращивания массы – в этом черные дыры мастера. Таким образом недавнее исследование показывает влияние поглощаемых газов на аккреционный диск.
Одна из самых загадочных тайн космоса – это, несомненно, черные дыры. Это области, где гравитация настолько сильна, что ни одно излучение не может покинуть их. Ученые до сих пор не могут понять, что происходит внутри черных дыр и как они воздействуют на окружающее пространство. Тем не менее даже с ними происходят события, которые делают их еще более загадочными. Недавно было обнаружено явление, которое доказывает это. Взаимодействие трех очень массивных черных дыр привело к ранее неизвестному явлению — сверхмассивная черная дыра движется с огромной скоростью и оставляет за собой след из новообразованных звезд. Это происходит, когда черная дыра движется через межгалактическое пространство и сталкивается с газом, вызывая образование новых звезд впереди. Но самое удивительное в том, что данный объект был обнаружен случайно.
Когда Купер – главный герой знаменитого «Интерстеллар», пересекает горизонт событий черной дыры и попадает в четырехмерное пространство, то ̶з̶а̶с̶т̶р̶е̶в̶а̶е̶т̶ ̶в̶ ̶к̶о̶м̶н̶а̶т̶е̶ ̶с̶в̶о̶е̶й̶ ̶д̶о̶ч̶е̶р̶и̶ может видеть любые объекты и исходящие от них «нити» времени. Но что на самом деле происходит внутри этих космических монстров? Общая теории относительности (ОТО) гласит, что за горизонтом событий скрывается сингулярность, а значит пространство и время сжимаются. Формально, сингулярность – это точка, в которую сколлапсировал материал, образующий черную дыру, а известные нам законы физики там попросту не работают. Ученые, однако, не исключают и другие варианты. Стивен Хокинг, например, предполагал, что черные дыры могут быть порталами в другие вселенные. Но как узнать что находится внутри, если ни один человек никогда не сможет там оказаться? Ответ на этот вопрос могут подсказать гравитационные волны и компьютерное моделирование.
Среди бесчисленного множества космических объектов, самыми загадочными являются черные дыры – области пространства-времени, сила притяжения которых настолько велика, что даже фотоны света не могут вырваться за пределы их горизонта событий. Считается, что сверхмассивные черные дыры находятся в центрах галактик и Млечный Путь – не исключение. И хотя наши знания о Вселенной и ее обитателях ограничены, ученые продолжают собирать их по крупицам. По мере развития технологий важнейшим научным инструментом стали компьютерные модели – с их помощью исследователи разработали реалистичные модели Вселенной. Более того, ранее в этом году команда физиков из Амстердамского университета смоделировала горизонт событий черной дыры в лаборатории. Может показаться удивительным, однако искусственная черная дыра начала испускать излучение, как и предполагал знаменитый физик-теоретик Стивен Хокинг. Это открытие, вероятно, позволит ученым разработать совершенно новую физическую теорию, сочетающую общую теорию относительности (ОТО) и принципы квантовой механики. Но как?
Черные дыры – одни из самых загадочных объектов на просторах Вселенной. И хотя физики давно догадывались об их существовании, статус реальных космических обитателей черные дыры получили несколько лет назад. Открытие гравитационных волн в 2017 году и первый снимок черной дыры (2019 год) ознаменовали собой новую эру космических исследований – в самом ближайшем будущем мы узнаем много нового о Вселенной и существующих на ее просторах объектах. Так, недавно в журнале Physical Review Letters вышла статья, авторы которой утверждают что эти космические монстры обладают уникальными и причудливыми квантовыми свойствами. Новое исследование имеет отношение к теории квантовой гравитации – одной из нерешенных загадок современной науки. В основе работы лежит компьютерное моделирование – с его помощью физики обнаружили что черные дыры обладают свойствами, характерными для квантовых частиц. Удивительно, но исследователи полагают, что эти космические монстры могут быть одновременно маленькими и большими, тяжелыми и легкими, мертвыми и живыми.
В самом сердце нашей галактики прячется космический монстр. Сверхмассивная черная дыра под названием Стрелец А* (Sagittarius A*) находится в центре Млечного Пути, отчего наблюдать ее крайне сложно. Ученым, тем не менее, это удалось – еще в 2019 году они смогли сфотографировать Стрельца А*. Отметим, что речь не идет об обычных фотографиях – на снимке мы видим «тень» черной дыры, так называемый горизонт событий. Чаще всего его описывают как точку невозврата, своего рода космическую тюрьму, вырваться из которой не способны даже кванты самого света. Гравитационная сила Стрельца А* притягивает к себе все объекты поблизости, а их остатки мы видим на снимке. Недавно команда исследователей проекта Event Horizon Telescope (EHT) опубликовала результаты наблюдений за черной дырой в нашей Галактике. Но вот что особенно интересно – объект на новом изображении сильно отличается от того, что был на предыдущих снимках.
Среди множества космических загадок «червоточины» пользуются особой популярностью. С их помощью герои блокбастеров путешествуют по разным вселенным, однако в реальности так называемый мост Эйнштейна-Розена является математическим дополнением общей теории относительности (ОТО). В 1916 году математик Натан Розен и физик Альберт Эйнштейн обратили внимание на решение простейших уравнений ОТО, описывающих изолированные источники гравитационного поля. Ученые предположили, что эта пространственная структура похожа на «мост», соединяющий две одинаковые вселенные (или две разные точки пространства-времени). Впоследствии эти структуры получили название червоточины (от английского «wormhole» — «червоточина»), однако их существование не доказано. Но несмотря на гипотетический статус, червоточины или «кротовые норы» постоянно присутствуют в уравнениях и помогают астрофизикам описывать устройство Вселенной, движение звезд, планет и других небесных объектов. Но если они действительно существуют, то можно ли их найти? Давайте разбираться!
Что такое мультивселенная? Является ли она научной фантастикой или научным фактом? И если так, то сколько альтернативных вселенных может существовать? Ответы на эти вопросы мы вряд ли когда-нибудь узнаем: наша способность к познанию, увы, ограничена. Но если верить результатам опыта Юнга, то такие элементарные частицы как фотоны могут находиться в двух местах одновременно. Но лишь при условии, что за ними кто-то наблюдает. К тому же, физикам удалось доказать, что свет может быть и волной и частицей одновременной, что по-научному называется корпускулярно-волновым дуализмом. Подобные противоречия и аномалии квантовой механики лежат в основе как развития науки, так и научной фантастики, будь та в прозе или на экране. Так, герои кинокомиксов Марвел, как и герои мультсериала «Рик и Морти, то и дело путешествуют между мирами. Согласитесь, сама идея о существовании других версий себя захватывает дух, а такие именитые ученые как Андрей Линде, Митио Каку и Стивен Хокинг всерьез рассматривают существование Мультиверса.