Что-то странное происходит на дальних задворках нашей Вселенной. Около дюжины сверхмассивных черных дыр все как одна выбрасывают колоссальное количество энергии в одно и то же направление. Вполне возможно, что это обычное совпадение космического масштаба, однако некоторые астрономы подозревают, что виной этому может быть более мощные, чем эти черные дыры, третьи силы.
Глубокая радиосъемка ученых Университета Кейптауна и Университета Западно-Капской провинции в Южной Африке показала, что сверхмассивные черные дыры в далекой области Вселенной вытянули радиоджеты в одном направлении — вероятнее всего, вследствие первичных флуктуаций массы в ранней Вселенной. Астрономы опубликовали свои результаты в Ежемесячных заметках Королевского астрономического общества.
Нейтронная звезда — это одна из самых мощных, загадочных и, если честно, страшных вещей во Вселенной. Состоящая из нейтронов чуть менее, чем полностью, без чистого электрического заряда, она является заключительным этапом в жизненном цикле гигантской звезды, рожденной в огненных взрывах сверхновых. Они также представляют собой одни из самых плотных объектов во Вселенной, что зачастую приводит к тому, что они становятся черными дырами.
Красноречивый звук, похожий на щебет, возвестил о первом обнаружении гравитационных волн. Но следующие измерения могут выдать лишь сдавленное мычание. Ученые пообещали скоро уловить слабый сигнал гравитационных волн от столкновений черных дыр, которые слишком далеко, чтобы их можно было обнаружить напрямую. Об этом сообщили в докладе LIGO, опубликованном 1 апреля в Physical Review Letters. Обнаружение может произойти уже в ближайшие три года — значительно быстрее, чем считали ученые ранее.
Всякий раз, когда мы раздвигаем границы знаний, этому сопутствует риск и перспектива награды. Рисков много: не найти ничего нового, провести неудачный или неработающий эксперимент, вызвать разрушения, если все пойдет наперекосяк. Но вознаграждение может быть огромным: получение новых знаний, новых технологий и прорыв для всей человеческой науки.
Знаете поговорку «держи друзей близко, но врагов держи еще ближе»? Так вот, эта поговорка не работает, если говорить о черных дырах. Это злейшие враги, которые только могут быть у человека, и вот их нужно держать как можно дальше. Ведь мы говорим о регионах космоса, в которых вещество упаковано так плотно, что единственный способ убраться оттуда — двигаться быстрее скорости света. Но как вы знаете, ничто не может двигаться быстрее скорости света. Так что убрать не получится.
Две недели назад участники эксперимента LIGO объявили об обнаружении гравитационных волн, возникших при столкновении двух чёрных дыр массой в 29 и 36 больше массы нашего Солнца. Согласно новому исследованию, эти две чёрных дыры появились из одной сверхмассивной звезды, смерть которой вызвала всплеск гамма-излучения, зарегистрированный учёными.
Дэвид Рейтце, исполнительный директор лаборатории LIGO, вчера утром вышел на подиум National Press Building в Вашингтоне и сказал слова, которых ученые ждали очень давно: «Мы обнаружили гравитационные волны». И набитый людьми зал в здании Калтеха в Пасадене, где собрались люди, чтобы посмотреть живую трансляцию, разразился бурными аплодисментами.
Как мы и предполагали, сегодня было официально объявлено об открытии гравитационных волн. Прямо сейчас проходит конференция LIGO, на которой учёные рассказывают о своём волнительном обнаружении. Команда физиков смогла услышать и записать звук двух чёрных дыр, сталкивающихся в миллиардах световых лет от нас, подтвердив таким образом последнее пророчество общей теории относительности Эйнштейна.
Спустя месяц после того, как Стивен Хокинг и его коллеги опубликовали работу о черных дырах, физики до сих пор не могут прийти к консенсусу. Некоторые приветствуют его последнюю работу как свежий способ разрешить загадку черных дыр; другие не уверены в ее авторитетности. Первые поддерживают заявление препринта — что он обеспечивает перспективный способ разрешения загадки так называемого информационного парадокса черной дыры, который Хокинг вывел более 40 лет назад.
Черные дыры получили свое название потому, что их гравитация настолько сильна, что удерживает даже свет. А раз свет не может покинуть черную дыру, то и информация, выходит, тоже — познакомьтесь с информационным парадоксом черной дыры. Как ни странно, физики проявили теоретическую ловкость рук и придумали способ извлечь соринку информации, упавшей в черную дыру. Их расчет затрагивает одну из крупнейших загадок в физике: каким образом вся информация, попавшая в черную дыру, утекает по мере «испарения» черной дыры. Считают, что это должно происходить, но как — никто не знает.
Даже обжоры не могут есть вечно. Когда черные дыры в сердцах галактик набухают до 50 миллиардов масс нашего Солнца, они могут потерять диски газа, которые используют в качестве космических откормочных площадок. У большинства галактик в центре расположена сверхмассивная черная дыра. Вокруг нее есть регион пространства, в котором газ оседает в орбитальный диск. Этот газ может терять энергию и падать внутрь, вскармливая черную дыру. Но эти диски считаются неустойчивыми и склонны собираться в звезды.
Когда мы задумываемся о крупных фигурах в истории науки, на ум приходят многие имена. Эйнштейн, Ньютон, Кеплер, Галилей — все великие теоретики и мыслители, оставившие неизгладимый след за свою жизнь. Во многих случаях, их вклады не были в полной мере оценены до смерти. Но сегодня нам повезло иметь рядом крупного ученого, который уже сделал значительный клад и по-прежнему жив и… здоров — Стивен Хокинг.
Вы наверняка слышали, что черные дыры уничтожают информацию, которая в них попадает. Почему это является такой огромной проблемой для физики, что ученые всеми силами пытаются избавиться от этой нелепой и нелогичной формулировки? Что ж, мир стал довольно сложным. В моем детстве все было проще. Трава была зеленее, газировка вкуснее, а черные дыры были черными. То есть черные дыры сжимали материю и энергию в бесконечно плотные сингулярности, не создавая непреодолимых парадоксов. Это были хорошие дни.
Чёрные дыры получили своё название, поскольку раньше считалось, что ничего не может преодолеть их гравитационное поле, даже свет. Тем не менее сегодня есть и другие мнения. Так, Стивен Хокинг ещё несколько десятилетий назад предположил, что тепло всё-таки может покидать чёрную дыру; не так давно он предположил, что информация также на это способна. Возможно, что существует несколько квантовых способов извлекать информацию из чёрной дыры. Тем не менее почти всё, что вступает в контакт чёрной дырой, затягивается в вечное забвение.
Ученые, работающие на радиотелескопе Паркса, объявили, что спустя 11 лет поиска доказательств гравитационных волн их поиски остались ни с чем. Это проблема для физики, согласно которой гравитационные волны должны существовать, если общая теория относительности не подлежит пересмотру и остается надежной. Разрешение несоответствий может потребовать переосмысления физики черных дыр или появления еще более серьезной физической теории. Результаты работы ученых были опубликованы в журнале Science.
Существует ли какой-нибудь возможный способ взять черную дыру и превратить ее в место, в котором можно жить? В случае с терраформированием Солнца, например, мы точно знаем, что если не купить «Сферу Дайсона 2000» ценой во все ресурсы Солнечной системы, ничего не получится.
Независимо от количества доказательств в пользу существования черных дыр, они остаются в пределах теоретической физики. Из-за своих свойств — структуры, отсутствия излучаемого света, места нахождения и принципа работы — черные дыры остаются в тени. Но далеко не все ученые, в том числе и Стивен Хокинг, считают, что традиционные черные дыры обязательно должны остаться в рамках современной физики (впрочем, иметь идеальные математические решения они могут) — некоторые идут дальше и заявляют, что нам стоит заменить их одной из множества альтернатив.
В сердце самых ярких объектов во Вселенной находятся чёрные дыры. Квазары («квазизвёздные радиоисточники») могут быть в сотни раз ярче нашей галактики, и учёные считают, что они получают энергию от объектов, притягиваемых чёрной дырой: хотя свет не может покинуть саму чёрную дыру, он может покинуть область до горизонта событий.
Выступая во вторник на лекции в Королевском технологическом институте (Стокгольм, Швеция), Стивен Хокинг объявил о том, что, возможно, нашел решение информационного парадокса — вопроса несогласованности квантовой механики и моделей теории общей относительности, мучивший физиков более четырех последних десятилетий.