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?
Эйнштейн утверждал, что черная дыра определяется тремя свойствами: массой, спином и электрическим зарядом. Заряд черной дыры должен быть близок к нулю, поскольку вещество, захваченное черной дырой, электрически нейтрально. Масса черной дыры определяет размер ее горизонта событий и может быть измерена несколькими способами: от яркости материала вокруг нее до орбитального движения ближайших звезд. Но вот вращение черной дыры изучать гораздо сложнее. На самом деле мы не знаем с какой скоростью вращается сверхмассивная черная дыра в центре Млечного Пути. Мы знаем, что звезды и планеты вращаются вокруг своей оси, и ровно то же самое происходит с черными дырами. Разница лишь в том, что у черных дыр нет физической поверхности, как у звезд и планет. Спин черной дыры, как и ее масса, является пространственно-временным свойством и определяет, как искривляется пространство вокруг черной дыры, таким образом, чтобы измерить спин черной дыры, нужно изучить, как материя ведет себя вблизи нее.
О чем вы думаете, когда смотрите в ночное небо? За пределами всех видимых с нашей планеты звезд скрывается бесконечная, полная тайн Вселенная. Всего несколько лет назад ученым удалось доказать существование черных дыр – объектов в пространстве-времени, гравитационное притяжение которых настолько велико, что покинуть их не может даже свет. Последующее открытие гравитационных волн и вовсе положило начало новой области астрофизики – астрономии гравитационных волн. Но что на счет червоточин – особенностей пространства-времени, представляющих собой в каждый момент времени «туннель» в пространстве? Несмотря на то, что кротовые норы согласуются с Общей теорией относительности Эйнштейна, существуют они или нет сегодня неизвестно. Между тем, если эти объекты реальны, они могли бы значительно облегчить космические путешествия. Более того, благодаря червоточинам человечество могло бы проложить путь к самым отдаленным уголкам Вселенной. Это верно в буквальном смысле, поскольку теоретические объекты могут соединять отдаленные уголки космоса (или даже разные вселенные), позволяя путешественнику отправиться куда-то сразу, не посещая пространство между ними.
Когда кто-то говорит что-то про гравитационные волны, многим остается только недоумевать и не понимать, что это вообще такое. Если вы этого не знали, расслабьтесь — даже ученые не могут дать на это развернутый ответ. Конечно, в целом они понимают, что это такое и откуда берется, но белые пятна в этой истории все равно еще остаются. Даже то, что несколько лет назад их смогли зафиксировать, не дает развернутого ответа на вопрос, что же это такое. Все из-за того, что они появляются в далеком космосе и уже потом доходят до нас. Примечательно, что предсказал их существование еще Альберт Эйнштейн, а современные ученые только сейчас начинают подбираться к их разгадке. Понимание того, откуда они берутся и что из себя представляют, пусть и примерное, очень интересно. Попробуем рассказать об этом попроще и без лишних сложных формул.
Сразу огорчу фанатов научной фантастики. На самом деле вы не можете пережить путешествие через черную дыру. И если вы попытаетесь попасть хотя бы в одну из них, как, например, это сделал Мэттью Макконахи в фильме «Интерстеллар», вас разорвет на части задолго до того, как вы узнаете, что находится внутри черной дыры. Однако ученые не просто так наблюдают за этими загадочными космическими объектами последние десятки лет. Это позволило ответить на два вопроса: что такое черная дыра, и что (в теории) находится внутри нее.
Астрономы впервые увидели всплеск света от столкновения двух черных дыр. Объекты встретились находясь на расстоянии 7,5 миллиардов световых лет от Земли. В момент их встречи в вихре горячей материи, вращающейся вокруг более крупной, сверхмассивной черной дыры, началось слияние. Этот водоворот называется аккреционным диском и вращается вокруг горизонта событий черной дыры – места в космосе, в котором сила гравитация настолько сильна, что даже фотоны света не могут ее покинуть. Вот почему ученые никогда не видели столкновения двух черных дыр. В отсутствие света идентифицировать такие слияния можно только обнаружив гравитационные волны – рябь в пространстве-времени, создаваемой столкновениями массивных объектов.
Помимо множества планет и других космических объектов, галактика Млечный Путь скрывает в своем центре гигантскую черную дыру, которая почти в 5 миллионов раз массивнее нашего Солнца! Несмотря на то, что по сравнению с другими подобными объектами эта черная дыра под названием Стрелец A* довольно спокойная, она постоянно притягивает звезды, пыль и другую материю в свои ближайшие окрестности, формируя сверхплотный звездный мегаполис. Благо находится она очень далеко от Земли, и для нас эта черная дыра безобидна. По этой же причине о природе таинственной аномалии на сегодняшний день мало что известно. Поэтому астрономы решили бросить все силы и даже привлекли суперкомпьютер, чтобы создать модель окрестностей этой сверхмассивной черной дыры. Хотели когда-нибудь оказаться рядом с таким объектом? Теперь у вас есть эта возможность.
Каждое живое существо на нашей планете рождается, взрослеет, становится старше и в конечном итоге умирает. Все эти законы действуют и за пределами Земли – звезды, солнечные системы и галактики тоже со временем погибают. Разница существует лишь во времени – то, что для нас с вами кажется вечностью, по меркам Вселенной полная ерунда. Но что на счет самой Вселенной? Как известно, она родилась после Большого взрыва 13,8 миллиардов лет назад, но что происходит с ней сейчас? Каков жизненный цикл самой Вселенной и почему исследователи выделяют пять этапов ее развития?
Как выяснили ученые из Калифорнийского университета, у черной дыры в центре нашей галактики, возможно, есть подружка. Напомню, что согласно общепринятой точке зрения все звезды в Млечном Пути вращаются вокруг сверхмассивной черной дыры под названием Стрелец А*. Однако результаты нового исследования показали, что рядом с ней может существовать вторая черная дыра. И если это заявление кажется вам удивительным, то напрасно. Все потому, что в центре большинства галактик находятся сверхмассивные черные дыры. А галактики, как вы, вероятно, знаете, часто сталкиваются и сливаются друг с другом. Результатом этих процессов вполне может оказаться существование сразу нескольких черных дыр. Но когда Млечный Путь столкнулся с другой галактикой? Давайте разбираться!
Астрономам удалось обнаружить новую черную дыру, которая находится ближе всего к Земле. Расстояние между этой черной дырой и Солнечной системой составляет одну тысячу световых лет. Ранее самая близкая к нашей планете черная дыра была найдена на расстоянии в три тысячи световых дет, то есть новый объект оказался в три раза ближе. Минимальная масса этой черной дыры превышает массу Солнца в 4,2 раза. Может ли новый найденный объект представлять опасность для Земли, даже находясь на таком большом расстоянии?
Если вы смотрите увлекательный научно-популярный сериал “Космос: пространство и время”, то знаете, что такое “корабль воображения” – космический корабль, путешествующий по Вселенной с помощью воображения. Ведущий сериала, астрофизик Нил Деграсс Тайсон, находится за штурвалом этого корабля и показывает неискушенному зрителю далекий космос. Мне очень понравилась идея с кораблем воображения, так что надеюсь доктор Тайсон не будет против, если я позаимствую ее для этой статьи. Итак, давайте представим, что мы находимся на борту корабля воображения и смотрим на нашу планету издалека. Но вдруг в какой-то момент из ниоткуда возникает черная дыра. Что произойдет потом?