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.
В 1480 световых годах от Земли есть звезда, которая выделывает такое, какое астрономы никогда не видели прежде. Через случайные промежутки времени ее свет меркнет на целых 22%. Это слишком много, чтобы объяснить происходящее планетой. И эта звезда стала значительно темнее за последнее столетие (официально ее называют KIC 8462852, но неформально — звезда Табби, или звезда Бояджян, в честь первооткрывателя). Странное поведение бросает вызов всем известным объяснениям, и астроном Джейсон Райт отмечает, что эти световые узоры похожи на то, что мы могли бы ожидать, если бы инопланетяне построили комплекс машин вокруг звезды для сбора ее энергии. Например, сферу Дайсона. Но даже Райт признает, что, вероятнее всего, происходящему будет естественное объяснение.
Силами космической рентгеновской обсерватории «Чандра» астрономы обнаружили доказательства существования так называемых «блуждающих» черных дыр. Одну из представительниц этого класса ученые нашли в весьма удаленной от нас галактике. Что, следует отметить, весьма радует, так как столь нестабильный и непредсказуемый класс (до нынешнего момента известный лишь в теории) явно способен создать хаос по всей галактике.
Черные дыры — безжалостные, непроницаемые для света и бездонные вихри смерти, обещающие разорвать и поглотить каждый атом вашего тела. Правильно же? Возможно нет. Новая теоретическая работа исследователей из Института корпускулярной физики (Испания) намекает на то, что избежать черную дыру и при этом сохранить все свои атомы все же возможно. Плохая же новость заключается в том, что вы скорее всего все равно умрете и…вероятно окажетесь в другой вселенной.
К большому счастью, рядом с Землей нет ни одной черной дыры. Ближайший кандидат на эту роль название A0620-00 и находится приблизительно в 2800 световых годах от нас. Однако это не означает, что она не может нас убить. Дело в том, перед появлением черных дыр происходят всеразрушающие взрывы сверхновых, знаменующие их рождение. Эти взрывы способны уничтожить всю жизнь на планете, даже если их эпицентр находится в нескольких тысячах световых лет.
Сравнив данные наблюдения за отдельно взятым источником радиоволн, астрономы обнаружили, что когда-то считавшаяся удаленной галактика на самом деле является близлежащей бинарной звездной системой, состоящей из звезды малой массы и черной дыры. Свои наблюдения, проверки и выводы ученые проводили с помощью космической рентгеновской обсерватории «Чандра», космического телескопа «Хаббл» и радиотелескопа VLA (Very Large Array). Открытие такой «спрятанной» черной дыры заставило ученых задуматься о наличии и других скрытых черных дыр.
Черные дыры представляют собой объекты, у которых так много материи сосредоточено в одной точке, что ничто — даже свет — не может выйти из определенной области вокруг них. Это было особенностью ньютоновой гравитации; это особенность общей теории относительности Эйнштейна; и когда у нас будет полная квантовая теория гравитации, мы в полной мере ожидаем от нее того же. Когда достаточно массивная звезда умирает и ее ядро коллапсирует, проходя стадию атомов, ядер, нейтронов и свободных кварков, происходит забавное событие: даже двигаясь со скоростью света, ничто не может покинуть эту область пространства.
Аспирантка Массачусетского технологического института Кэти Бауман и ее команда разработали алгоритм, благодаря которому мы наконец-то сможем увидеть, как на самом деле выглядит черная дыра. Все изображения черных дыр, которые вы когда-либо видели, включая то, которое находится выше, на самом деле являются обычными художественными интерпретациями (видением, или вымыслом, если хотите).
Черные дыры — одни из самых загадочных объектов во Вселенной. К сожалению, наш текущий уровень развития технологий не позволяет нам ответить на многие вопросы, связанные с их природой. Поэтому о многих аспектах связанных с этими объектами нам приходится только догадываться. Например, один и самых интересных вопросов, связанных с черными дырами звучит так: что будет, если в нее упасть?
Среди многообразия вопросов и загадок, будоражащих умы астрономов по всему миру, является тайна о том, как гигантские черные дыры, располагающиеся в центрах галактик, становятся такими огромными и почему это так быстро происходит. Наконец-то ученые пришли к объяснению столь невероятного явления.
Черные дыры — это, пожалуй, самые неописуемые объекты во Вселенной: концентрация такой массы, что она коллапсирует, как следует из общей теории относительности, до сингулярности в центре. Атомы, ядра и даже фундаментальные частицы сжимаются в бесконечно малую точку нашего трехмерного пространства. Все, что попадает в черную дыру, обречено оставаться в ней до скончания времен, захваченное ее гравитацией, которую не может покинуть даже свет. Какая судьба ждет темную материю при встрече с черной дырой?
Наверняка вы полагаете, что если упадете в черную дыру, то вас ждет мгновенная смерть. Но в действительности, как полагают физики, ваша судьба будет куда более странной. В будущем такое может произойти с кем угодно. Может, вы пытаетесь найти новую обитаемую планету для человеческой расы или просто уснули в долгом пути. Что будет, если вы упадете в черную дыру? Можно было бы ожидать, что вас перемелет или разорвет. Но все не так.