Последние несколько лет были богаты на физические открытия. Ученые нашли бозон Хиггса, частицу, за которой они охотились больше 50 лет, в 2012 году и гравитационные волны, о которых заговорили еще 100 лет назад, в 2016. В этом году они вознамерились увидеть черную дыру. Поэтому, подумали некоторые теоретики, почему бы не совместить все сумасшедшие физические идеи в одну физику-шмизику? Что, если мы попытались бы обнаружить темную материю, излучаемую черными дырами через гравитационные волны?
С момента их самого первого упоминания Джоном Мичеллом в письме, направленном в Лондонское королевское общество в 1783 году, черные дыры не перестают поражать воображение не только ученых, но и писателей, кинематографистов и других представителей творческих профессий. Возможно, такой интерес отчасти вызван тем, что эти загадочные объекты на самом деле никто никогда «не видел». Однако совсем скоро все может измениться, так как международная группа астрономов в настоящий момент завершает процесс объединения в сеть несколько наземных телескопов, в надежде сделать первый в истории снимок черной дыры.
С помощью космического телескопа «Хаббл» астрономы провели наблюдение за сверхмассивной черной дырой с массой в один миллион раз больше массы нашего Солнца и «убегающей» из своей родной галактики. Это первый среди подтвердившихся случаев так называемых «убегающих черных дыр», (отношение к этой категории объектов астрономы подозревают еще у нескольких черных дыр). Смещение черных дыр из своих галактических центров должно требовать колоссального объема энергии. Но какого именно?
Астрономы прямо сейчас следят за далекой звездой, кружащей в смертельном танце вокруг большой черной дыры. Дистанция между объектами всего примерно в 2,5 раза превосходит расстояние между Землей и Луной. Находясь столь близко к одному из самых смертоносных астрономических объектов во Вселенной, звезда совершает полный оборот вокруг черной дыры всего за полчаса. Для сравнения: на полный оборот вокруг нашей сравнительно маленькой планеты у нашего спутника, Луны, уходит в среднем около 28 дней, при этом его скорость составляет порядка 3683 километра в час. Все это говорит о том, что звезда вращается вокруг черной дыры просто-таки на безумной скорости.
Мало кто будет спорить с мнением, что сверхмассивные черные дыры являются одними из самых смертоносных астрономических объектов во Вселенной. Невероятный уровень их гравитации не позволяет ничему, даже свету, избежать поглощения, как только объект пересекает границу их горизонта. Поэтому неудивительно, что эти «космические обжоры» не ослабляют уровень внимания ученых в свою сторону еще с начала 20-го столетия.
Если «погуглить», Стивен Хокинг будет среди самых известных физиков последнего времени. Его самая известная работа касается информационного парадокса черной дыры. Если вы интересуетесь физикой, вам это, конечно же, известно. До Хокинга черные дыры не были парадоксальными. Да, если бы вы бросили книгу в черную дыру, вы бы не смогли ее прочитать. Потому что все, что пересекает горизонт событий черной дыры, уже недоступно извне. Горизонт событий — это замкнутая поверхность, которую не может покинуть изнутри даже свет. Нет никакого способа извлечь информацию из черной дыры; книги больше нет. Это печально, но не особо расстраивает физиков. Информацию из книги уже не извлечь, но в этом нет ничего парадоксального.
Скорость света является одной из важнейших констант в физике. Впервые оценку скорости света дал датский астроном Олаф Рёмер в 1676 году. Однако ученым, который установил, что именно свет задает верхний предел достижимой скорости в нашей Вселенной, равняющийся почти 300 000 километрам в секунду, был именно Альберт Эйнштейн. И все же, согласно той же теории Эйнштейна, все в этой Вселенной относительно, включая движение. Это, в свою очередь, заставляет задать вполне логичный вопрос: какова же скорость полной противоположности света – тьмы?
Просто посмотрите на снимок выше. На нем вы можете видеть самую высокую из когда-либо наблюдавшихся концентрацию черных дыр. Эта концентрация настолько велика, что эквивалентом площади снимка являлась бы площадь 5000 полных ночных лунных дисков. Вы наверняка задаетесь вопросом, почему все эти черные дыры выглядят как новогодняя гирлянда?
В июне прошлого года астрономы стали свидетелями ярчайшей вспышки, когда-либо наблюдавшейся у сверхновой. Яркость этой вспышки была настолько высокой, что на пике она в 20 раз превышала яркость света, производимого всей нашей галактикой.
В феврале этого года астрономы совершили монументальное открытие. Почти через сто лет с момента их предсказания Альбертом Эйнштейном ученые наконец обнаружили гравитационные волны – «рябь пространства времени», подсвеченная излучением двух сливающихся черных дыр. Это наблюдение стало очень ярким подтверждением общей теории относительности Эйнштейна, но в то же время это событие явилось дерзким доказательством того, что законы этой теории перестают работать, как только достигают горизонта событий черных дыр.