Добро пожаловать, Гость. Пожалуйста, выберите Вход или Регистрация
Я люблю тебя, Земля!
 
  ГлавнаяСправкаПоискВходРегистрация  
 
Переключение на Главную Страницу Страниц: 1
Послать Тему Печать
Черные дыры (Прочитано 4287 раз)
Administrator
YaBB Administrator
*****
Вне Форума


I love The Earth!

Сообщений: 12482
The Land of HealPlanet
Черные дыры
06.05.2013 :: 12:28:14
 
Теория возникновения черных дыр будет пересмотрена


«Черные дыры» — одна из самых загадочных разновидностей астрофизических объектов. Существование угасших звезд, гравитация которых настолько велика, что покинуть её поверхность не может даже свет, было предсказано в 20 веке для обоснования уравнений теории относительности. Непосредственное наблюдение подобных областей пространства было невозможно, и до последнего времени изучение их осуществлялось по косвенным данным.

...

Сейчас в распоряжении астрофизиков находятся сверхчувствительные радиотелескопы и даже целая «фабрика» роботизированных устройств для сканирования неба — Palomar Transient Factory (PTF). По словам Тони Пиро, астронома из Калифорнийского технологического института, все это дает возможность пересмотреть теорию возникновения черных дыр.

Ученый считает, что черных дыр гораздо больше, чем предполагается. Идея Пиро состоит в том, что черные дыры образуются не только после взрыва сверхновых звезд, но и после гибели тех звезд, которые не дают «вспышки». Их коллапс выглядит не как взрыв, а как исчезновение.

Астрономам Калифорнийского технологического института удалось выделить сигналы, издаваемые подобным коллапсаром непосредственно перед тем, как его ядро обрушится под действием собственной массы и на несколько секунд превратит в нейтронную звезду.

Тони Пиро предлагает исследовать нейтринные потоки из соседних галактик с помощью PTF. В промежутке от 3 до 10 дней телескопы смогут фиксировать «взрыв сверхновой наоборот» — не появление, а исчезновение звезды. По мнению исследователей, в течение следующего десятилетия нам будет доступен массовый обзор рождения черных дыр, что позволит уточнить и расширить знания о строении и происхождении Вселенной.

Аномальные новости со всего мира: http://anomalia.kulichki.ru/news30/529.htm
Наверх
« Последняя редакция: 28.06.2023 :: 10:00:12 от Administrator »  

The Administrator.
WWW  
IP записан
 
Administrator
YaBB Administrator
*****
Вне Форума


I love The Earth!

Сообщений: 12482
The Land of HealPlanet
Re: Черные дыры
Ответ #1 - 24.04.2014 :: 09:17:38
 
Астрономы открыли пару связанных черных дыр


...

Ученые Китая, Германии и США обнаружили связанную пару сверхмассивных черных дыр. Свое исследование авторы опубликовали в The Astrophysical Journal, кратко с ним можно ознакомиться на сайте Европейского космического агентства.

Черные дыры обнаружены в галактике SDSS J120136.02+300305.5, удаленной от Земли на два миллиарда световых лет. Объекты вращаются вокруг общего центра масс; среднее расстояние между ними сравнимо с размерами Солнечной системы. Масса основной черной дыры составляет порядка миллиона солнечных масс.

Объекты были открыты орбитальным рентгеновским телескопом XMM-Newton во время штатного сканирования космического пространства. Гравитация одной из черных дыр нарушила аккрецию газа на другую, и наблюдаемые нерегулярности в рентгеновском излучении позволили интерпретировать объекты в качестве пары связанных черных дыр.

Считается, что сверхмассивные черные дыры являются центрами галактик. Как заявляют астрономы, эволюция открытой пары черных дыр завершится ее слиянием в одну дыру. Изучение таких объектов позволяет наблюдать ученым, как сталкиваются и взаимодействуют галактики. Кроме того, слияние черных дыр является источником мощного гравитационного излучения во Вселенной, сообщает Лента.ру.

http://mignews.com.ua/ru/articles/160617.html
Наверх
« Последняя редакция: 28.06.2023 :: 10:30:56 от Administrator »  

The Administrator.
WWW  
IP записан
 
Administrator
YaBB Administrator
*****
Вне Форума


I love The Earth!

Сообщений: 12482
The Land of HealPlanet
Re: Черные дыры
Ответ #2 - 14.01.2015 :: 11:39:48
 
Астрономы обнаружили пару "танцующих" черных дыр, столкновение которых разрушит окружающую их галактику


...

Наличие даже одной черной дыры в центре галактики является причиной происходящих там время от времени масштабных космических катаклизмов. Об этом наглядно свидетельствуют события, происходящие в настоящее время в центре нашей галактики, галактики Млечного Пути. А то, что будет твориться в космосе при условии наличия там сразу двух сверхмассивных черных дыр, представить тяжело не только непосвященным людям, но и ученым, знающим о черных дырах достаточно много. К счастью для ученых, недавно они получили возможность наблюдать за подобным событием, как говорится, из первого ряда. В центре одной из галактик были обнаружены сразу две сверхмассивные черные дыры, вращающиеся вокруг друг друга на удалении менее одного светового года. Эти черные дыры уже попали в гравитационную ловушку и в будущем они непременно столкнутся. Энергия от такого столкновения будет равна энергии одновременного взрыва 100 миллионов сверхновых звезд, и это гарантированно уничтожит галактику, окружающую эти черные дыры.

К счастью для нас эти черные дыры находятся в далекой галактике PG 1302-102, находящейся на удалении 3.5 миллиардов световых лет от Земли в созвездии Девы, которая, как предполагают ученые, образовалась в результате столкновения двух меньших галактик. Внимание астрономов к этой галактике было привлечено не очень обычным сигналом, исходящим из ее центра, который изменяется по гармоническому закону с периодом 1884 дня (около 5 лет). Взглянув на центр этой галактики при помощи нескольких наземных телескопов, астрономы увидели, что свечение из центра этой галактики также колеблется с указанным выше периодом.

Собрав все доступные данные и загрузив их в математическую модель, ученые рассчитали, что подобное явление с сигналом и светом может являться результатом "танца" двух сверхмассивных черных дыр. А параметры колебаний уровня сигнала позволили ученым выяснить, что суммарная масса черных дыр равна приблизительно 100 миллионам масс Солнца. Черные дыры вращаются на удалении 180 миллиардов километров друг от друга, и их столкновение произойдет в течение следующего миллиона лет.

Миллион лет, через которые произойдет столкновение черных дыр, является огромным сроком в масштабах человечества. Тем не менее, данное открытие имеет научную ценность уже сейчас, ведь вращающиеся на малой по космическим меркам дистанции сверхмассивные черные дыры должны служить источником гравитационных волн, возмущений пространственно-временного континуума, описанных в теории Альберта Эйнштейна. И галактика PG 1302-102 может стать объектом, который одним из первых подвергнется тщательному изучению тогда, когда люди научаться регистрировать гравитационные волны и измерять их характеристики.

В настоящее время существование пары черных дыр в центре галактики PG 1302-102 еще не подтверждено до 100-процентной вероятности. Когда черные дыры находятся на такой дистанции, астрономы с Земли могут видеть только слабые вспышки света и регистрировать всплески излучения, которые, к тому же, могут быть результатами погрешностей измерений или аномалиями статистической обработки данных. Однако, в течение очень долгой истории Вселенной такие события наверняка происходили прежде, ведь черные дыры являются не столь редким явлением. И разрушение целых галактик "одним ударом" также не является только лишь предметом научной фантастики.

http://www.dailytechinfo.org/space/6630-astronomy-obnaruzhili-paru-tancuyuschih-...
Наверх
« Последняя редакция: 28.06.2023 :: 10:42:55 от Administrator »  

The Administrator.
WWW  
IP записан
 
Administrator
YaBB Administrator
*****
Вне Форума


I love The Earth!

Сообщений: 12482
The Land of HealPlanet
Re: Черные дыры
Ответ #3 - 14.01.2015 :: 11:42:43
 
Астрономы зарегистрировали одну из самых мощных в истории вспышек рентгена в районе черной дыры нашей галактики


...

Ученые-астрономы, работающие с космической рентгеновской обсерваторией Chandra X-ray Observatory, зарегистрировали самую мощную в истории вспышку рентгеновского излучения, источник которого находился в районе центральной сверхмассивной черной дыры нашей галактики. Эта черная дыра, имеющая название Sagittarius A* или Sgr A*, находится на удалении около 26 тысяч световых лет, а ее масса превышает массу солнца в 4.5 миллиона раз. Ученым пока еще не ясно, что явилось источником такой мощной вспышки, тем не менее, этот случай послужил причиной возникновения массы вопросов о принципах "работы" нашей галактики.

Наблюдения за центром нашей галактики, производимые при помощи обсерватории Chandra и других астрономических инструментов, были активизированы в последнее время в ожидания мощного события, которое должно было произойти в результате приближения к черной дыре Sgr A* облака плотного космического газа G2. "К сожалению, наши мечты не сбылись. Мы не увидели фейерверка, когда облако G2 прошло рядом с черной дырой" - рассказывает Дэрил Хаггард (Daryl Haggard), ученый из Амхерст-Колледжа в Массачусетсе, - "Однако природа нас очень часто удивляет и делает это весьма неожиданно".

История наблюдений за вспышками в районе черной дыры Sgr A* достаточно богата на события. Первая яркая вспышка рентгеновского излучения была зарегистрирована учеными в начале 2012 года. Затем, 14 сентября 2013 году группой Дэрила Хаггарда была замечена вспышка, которая была в три раза ярче вспышки 2012 года и яркость которой в 400 раз превышает яркость постоянного фона. После этого черная дыра Sgr A* "успокоилась" на какое-то время, но 20 октября 2014 года в центре нашей галактики снова была замечена вспышка рентгена, яркость которой в 200 раз превысила яркость в постоянного фона.

Астрономы оценивают, что облако G2 находилось на самом маленьком расстоянии от черной дыры весной 2014 года, а расстояние, которое разделяло эти два объекта, составляло порядка 15 миллиардов километров. Отсюда следует, что за вспышками 2013 и 2014 года стояло что-то другое, никак не связанное с облаком G2. И сейчас у ученых имеются две теории, объясняющие происхождение последней вспышки.

Первой вероятной причиной ученые считают падение на черную дыру достаточно большого астероида или другого космического тела. При приближении к черной дыре материя астероида нагревается до высокой температуры, превращаясь в облако плотного газа, который, в свою очередь, разогревается до еще более высокой температуры и начинает излучать в рентгеновском диапазоне. В таком случае поток рентгеновского излучения от такого процесса нарастает быстрыми темпами и практически моментально обрывается, когда материя пересекает точку невозврата, так называемый горизонт событий черной дыры.

"В случае падения астероида в недра черной дыры, он, этот астероид, перед падением вращался бы вокруг черной дыры, как щепка на краю водоворота, в течение нескольких часов" - рассказывает Фред Бэганофф (Fred Baganoff), ученый из Массачусетского технологического института, - "В принципе, длительность наблюдаемых нами вспышек совпадает по времени с вышеописанным процессом. И это дает нам в руки неплохую подсказку о происходивших в центре событиях".

Второй теорией является более сложная теория, которая заключается во взаимодействии магнитных полей облаков газа с магнитным полем огромной силы черной от дыры Sgr A*. В результате "хитрых" переплетений линий магнитных может происходить резонанс на частоте рентгеновского излучения, сопровождающийся выбросом энергии в виде этого излучения. Такие типы "магнитных" вспышек рентгеновского излучения были уже не раз замечены и на Солнце, и на черной дыре Sgr A* и на других черных дырах. А подобный характер излучения всех этих вспышек заставляет некоторых ученых склоняться в сторону этой теории.

"Такие чрезвычайно редкие явления и события дают на возможность буквально по крупицам собрать картину происходящего в центре галактики и изучить один из самых причудливых физических объектов во Вселенной, коими являются черные дыры".

http://www.dailytechinfo.org/space/6624-astronomy-zaregistrirovali-odnu-iz-samyh...
Наверх
« Последняя редакция: 28.06.2023 :: 10:45:47 от Administrator »  

The Administrator.
WWW  
IP записан
 
Administrator
YaBB Administrator
*****
Вне Форума


I love The Earth!

Сообщений: 12482
The Land of HealPlanet
Re: Черные дыры
Ответ #4 - 04.03.2015 :: 11:55:08
 
Обнаружена сверхмассивная черная дыра, излучающая энергию, эквивалентную энергии триллиона солнц


...

В центре практически каждой массивной галактики скрывается загадочная и пугающая область пространственно-временного континуума, известная всем под названием сверхмассивной черной дыры. Эти гигантские "гравитационные колодцы" просто огромны, их масса превышает массу Солнца в миллионы и миллиарды раз. Из-за наличия сильнейших гравитационных сил, не выпускающих из своих "объятий" даже самые легкие фотоны света, черные дыры являются весьма трудными для изучения объектами, природу которых ученые познают только по косвенным факторам и побочным продуктам их деятельности. Одним из таких побочных продуктов являются космические ветры в окружающем пространстве, которые перемещаются со скоростью 100 тысяч километров в секунду или еще быстрее.

Согласно имеющимся теориям о функционировании черных дыр, когда черная дыра при помощи своей гравитации поглощает материю из окружающего пространства, то приближаясь к горизонту событий, эта материя разогревается до огромных температур и излучает рентгеновское излучение высокой интенсивности. Мощные потоки рентгеновских лучей разогревают окружающую дыру материю, заставляя ее ярко светиться в самых различных диапазонах. Кроме этого, черпая энергию потоков рентгеновского излучения, материя ускоряется до огромных скоростей и в виде космического ветра разлетается по окружающей галактике.

Ученые-астрономы из Калифорнийского технологического института, использующие космические рентгеновские телескопы NASA Nuclear Spectroscopic Telescope Array (NuSTAR) и ESA XMM-Newton, произвели измерения скорости, формы, размеров и других параметров потоков космических ветров, извергающихся из окрестностей черной дыры PDS 456, одной из самых ярких во Вселенной черных дыр, находящейся на удалении двух миллиардов световых лет от нас.

PDS 456 относится к классу черных дыр, называемых квазарами, которые, как известно, являются самыми яркими объектами во Вселенной. Космические ветра, дующие в разные стороны от дыры PDS 456 как раз и являются результатом повышенной яркости свечения этого объекта. "Когда энергия материи, падающей в черную дыру, испускается наружу в виде рентгеновского излучения, она превращается в тепловую энергию, разогревающую окружающую материю до сверхвысоких температур" - рассказывает Эмануэле Нардини (Emanuele Nardini), одна из ведущих исследователей, - "Когда яркость свечения достаточно высока, эта энергия может противодействовать силам гравитационного притяжения черной дыры PDS 456, которая в 10 миллиардов раз больше нашего Солнца. И в результате этого получаются космические ветра, дующие наружу из области черной дыры".

Для того, чтобы собрать максимально возможное количество научных данных, телескопы NuSTAR и XMM-Newton наблюдали за черной дырой PDS 456 пять раз в течение 2013 и 2014 года. Телескоп XMM-Newton исследовал низкоэнергетическую часть рентгеновского спектра, в то время, как телескоп NuSTAR смотрел в высокоэнергетической части спектра. Но оба телескопа занимались одним делом, поисками спектральных линий определенных химических элементов, железа, в частности, на долю которого приходится основная часть материи космических ветров.

"Порывы космических ветров состоят почти из полностью ионизированной материи" - рассказывает Эмануэле Нардини, - "Ядра атомов всех элементов полностью лишены своих электронов, единственным исключением из этого правила является железо. Это железо создает перед черной дырой своего рода завесу, блокирующую практически любое излучение, а движение облаков железа обуславливают изменения яркости свечения квазара, которые мы и наблюдаем при помощи телескопов".

Наблюдая за изменениями интенсивности спектральных линий железа, ученые смогли вычислить, что космические ветра "дуют" абсолютно во всех направлениях от черной дыры. Эти ветра достаточно быстры, их скорость составляет треть от скорости света. И эти ветра за секунду переносят столько энергии, сколько за секунду излучает триллион Солнц. Эти высокоэнергетические ветра затрагивают практически все процессы, протекающие в окружающей галактике. А особо сильное влияние они оказывают на процессы формирования новых звезд. "Если космический ветер достаточно силен, он создает лавину, уносящую огромные массы газа в недра окружающей галактики. Получая постоянную подпитку материей и энергией, процессы формирования молодых звезд в этой галактике значительно активизируются".

"Большинство наблюдаемых сегодня галактик являются практически бездействующими, в их пределах формирование новых звезд идет весьма вялыми темпами, а их черные дыры неактивны из-за того, что они уже успели поглотить всю доступную материю из окружающего пространства" - рассказывает Эмануэле Нардини, - "Но в их прошлом должен был существовать некий механизм, который придал им те формы, которые мы видим сейчас. И мы считаем, что одним из таких механизмов является именно космический ветер, дувший со стороны активной в то время черной дыры".

http://www.dailytechinfo.org/space/6760-obnaruzhena-sverhmassivnaya-chernaya-dyr...
Наверх
« Последняя редакция: 28.06.2023 :: 10:47:04 от Administrator »  

The Administrator.
WWW  
IP записан
 
Administrator
YaBB Administrator
*****
Вне Форума


I love The Earth!

Сообщений: 12482
The Land of HealPlanet
Re: Черные дыры
Ответ #5 - 04.03.2015 :: 11:58:31
 
Обнаружена черная дыра, массой в 12 миллиардов Солнц, "родившаяся" вскоре после Большого Взрыва


...

Ученые-астрономы обнаружили сверхмассивную черную дыру SDSS J010013.02+280225.8, масса которой превышает массу Солнца в 12 миллиардов раз, что приблизительно в три тысячи раз больше массы черной дыры нашей галактики. Но не это самое интересное в сделанном открытии, такие черные дыры далеко не редки в глубинах космоса. Интересен тот факт, что обнаруженная черная дыра является совершенно неуместной для времени ее возникновения, согласно проведенным учеными измерениям, она сформировалась, когда возраст Вселенной не превышал 900 миллионов лет.

Такие черные дыры-монстры как правило находятся в более современной "части" наблюдаемой Вселенной, в которой на момент их возникновения существовало достаточное для этого количество материи. Черные дыры - это область пространства, наполненная столь плотной материей, что даже фотоны не могут вырваться из ловушки гравитационных сил этой материи. Черные дыры обнаруживаются по ряду косвенных признаков, когда они притягивают и поглощают материю соседних звезд и газо-пылевых облаков, создавая вокруг себя ореол ярко пылающей материи, известный как квазар.

"До последнего момента самая большая известная черная дыра, возникшая в течение первого миллиарда лет после момента Большого Взрыва, имела массу, равную 5 миллиардам солнечных масс, более чем в два раза меньше, чем масса обнаруженной черной дыры" - рассказывает Брэм Венемэнс (Bram Venemans), ученый из Института астрономии Макса Планка, Германия, - "Новое открытие представляет собой серьезную проблему, затрагивающую теорию о формировании черных дыр в молодости Вселенной".

Ранее ученые оценивали, что масса первых черных дыр находилась в диапазоне от 100 до 100 тысяч масс Солнца, а процесс их роста, как правило, представлял собой процесс слияния двух или большего количества черных дыр. "Для того, чтобы за столь короткий промежуток времени в космосе сформировался такой монстр требуются совершенно иные процессы, нежели те, которые известны нам. Это может быть только черная дыра-зародыш, которая появилась одновременно с формированием самых первых звезд и галактик" - рассказывает Ху-Бинг Ву (Xue-Bing Wu), ученый из Пекинского университета, - "И ни в каких существующих теориях нет объяснения этому феномену".

"Очень интересным аспектом открытия являются выводы о том, что в ранней Вселенной процессы эволюции сверхмассивных черных дыр и их сопутствующих галактик, протекали неравномерно и не взаимосвязано" - рассказывает Акос Богдан (Akos Bogdan), ученый-астроном из Центра астрофизики Гарварда-Смитсона (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, CfA), - "Весьма маловероятно, что сопутствующая галактика в то время могла быть столь велика, чтобы соответствовать, согласно имеющимся теориям и моделям, массе и размерам центральной черной дыры. Это предполагает, что черная дыра росла быстрей галактики, и это ставит под сомнение существующую теорию совместного развития галактик и черных дыр".

Черная дыра была обнаружена китайскими учеными в данных, собранных во время обзоров Sloan Digital Sky Survey, Two Micron All-Sky Survey и Wide-field Infrared Survey Explorer, благодаря чрезвычайно высокой яркости квазара, которая в 40 тысяч раз превышает яркость свечения нашей галактики, галактики Млечного Пути. Согласно результатам расчетов, квазар сформировался, когда Вселенной было 857 миллионов лет, что составляет около 6 процентов от 13.8 миллиардов лет, нынешнего возраста Вселенной. "Мы относительно легко обнаружили этот объект из-за его высокой яркости относительно других объектов, располагающихся на таком же удалении" - рассказывает Ху-Бинг Ву.

В настоящее время ученые-астрономы продолжают вести наблюдения с целью поисков космических объектов, родственных обнаруженной черной дыре при помощи нескольких наземных и космических телескопов. "Эти объекты находятся столь далеко от нас, что большинство из них выглядит очень тусклыми, несмотря на то, что они излучают очень мощные потоки чрезвычайно яркого света" - рассказывает Ху-Бинг Ву, - "Но мы будем продолжать упорно их искать, ведь изучение подобных феноменов позволит нам раскрыть некоторые из тайн развития Вселенной на самом раннем этапе ее существования".

http://www.dailytechinfo.org/space/6772-obnaruzhena-chernaya-dyra-vesom-v-12-mil...
Наверх
« Последняя редакция: 28.06.2023 :: 10:47:46 от Administrator »  

The Administrator.
WWW  
IP записан
 
Administrator
YaBB Administrator
*****
Вне Форума


I love The Earth!

Сообщений: 12482
The Land of HealPlanet
Re: Черные дыры
Ответ #6 - 28.06.2023 :: 09:15:08
 
Oднa из caмыx мaccивныx чёpныx дыp вo Bceлeннoй пo cpaвнeнию c нaшeй Coлнeчнoй cиcтeмoй.


...

https://www.facebook.com/photo/?fbid=645828440907216&set=a.461916732631722
Наверх
 

The Administrator.
WWW  
IP записан
 
Administrator
YaBB Administrator
*****
Вне Форума


I love The Earth!

Сообщений: 12482
The Land of HealPlanet
Re: Черные дыры
Ответ #7 - 28.06.2023 :: 11:27:13
 
Загадочные черные дыры


...
Черная дыра в представлении художника

По причине относительно недавнего роста интереса к созданию научно-популярных фильмов на тему освоения космоса современный зритель наслышан о таких явлениях как сингулярность, антигравитация, темная материя или черная дыра. Однако, кинофильмы, очевидно, не раскрывают всей природы этих явлений, а иногда даже искажают построенные научные теории для большей эффектности. По этой причине представление многих современных людей о указанных явлениях либо совсем поверхностно, либо вовсе ошибочно. Одним из решений возникшей проблемы является данная статья, в которой мы попытаемся разобраться в существующих результатах исследований и ответить на вопрос – что такое черная дыра?

Возникновение теории черных дыр

В 1784-м году английский священник и естествоиспытатель Джон Мичелл впервые упомянул в письме Королевскому обществу некое гипотетическое массивное тело, которое имеет настолько сильное гравитационное притяжение, что вторая космическая скорость для него будет превышать скорость света. Вторая космическая скорость – это скорость, которая потребуется относительно малому объекту, чтобы преодолеть гравитационное притяжение небесного тела и выйти за пределы замкнутой орбиты вокруг этого тела. Согласно его расчетам, тело с плотностью Солнца и с радиусом в 500 солнечных радиусов будет иметь на своей поверхности вторую космическую скорость равную скорости света. В таком случае даже свет не будет покидать поверхность такого тела, а потому данное тело будет лишь поглощать поступающий свет и останется незаметным для наблюдателя – неким черным пятном на фоне темного космоса.

Однако, концепция сверхмассивного тела, предложенная Мичеллом, не привлекала к себе большого интереса, вплоть до работ Эйнштейна. Напомним, что последний определил скорость света как предельную скорость передачи информации. Кроме того, Эйнштейн расширил теорию тяготения для скоростей близких к скорости света (ОТО). В результате этого к черным дырам уже было не актуально применять ньютоновскую теорию.

...
Интерактивная модель черной дыры (https://spacegid.com/media/black_hole/index.html)

Уравнение Эйнштейна

В результате применения ОТО к черным дырам и решения уравнений Эйнштейна были выявлены основные параметры черной дыры, которых всего три: масса, электрический заряд и момент импульса. Следует отметить значительный вклад индийского астрофизика Субраманьяна Чандрасекара, который создал фундаментальную монографию: «Математическая теория чёрных дыр».

Таким образом решение уравнений Эйнштейна представлено четырьмя вариантами для четырех возможных видов черных дыр:

    ЧД без вращения и без заряда – решение Шварцшильда. Одно из первых описаний черной дыры (1916 год) при помощи уравнений Эйнштейна, однако без учета двух из трех параметров тела. Решение немецкого физика Карла Шварцшильда позволяет высчитать внешнее гравитационное поле сферического массивного тела. Особенность концепции ЧД немецкого ученого состоит в наличии горизонта событий и скрывающейся за ним сингулярности. Также Шварцшильд впервые вычислил гравитационный радиус, получивший его имя, определяющий радиус сферы, на которой располагался бы горизонт событий для тела с данной массой.
    ЧД без вращения с зарядом – решение Рейснера-Нордстрёма. Решение, выдвинутое в 1916-1918 годах, учитывающее возможный электрический заряд черной дыры. Данный заряд не может быть сколь угодно большим и ограничен по причине возникающего электрического отталкивания. Последнее должно компенсироваться гравитационным притяжением.
    ЧД с вращением и без заряда – решение Керра (1963 год). Вращающаяся черная дыра Керра отличается от статичной, наличием так называемой эргосферы (об этой и др. составных черной дыры – читайте далее).
    ЧД с вращением и с зарядом — Решение Керра — Ньюмена. Данное решение было вычислено в 1965-м году и на данный момент является наиболее полным, так как учитывает все три параметра ЧД. Однако, все же предполагается, что в природе черные дыры имеют несущественный заряд.

Образование черной дыры

...
Первое прямое визуальное изображение сверхмассивной черной дыры и ее тени в центре галактики M87

Существует несколько теорий о том, как образуется и появляется черная дыра, наиболее известная из которых – возникновение в результате гравитационного коллапса звезды с достаточной массой. Таким сжатием может заканчиваться эволюция звезд с массой более трех масс Солнца. По завершению термоядерных реакций внутри таких звезд они начинают ускоренно сжиматься в сверхплотную нейтронную звезду. Если давление газа нейтронной звезды не может компенсировать гравитационные силы, то есть масса звезды преодолевает т.н. предел Оппенгеймера — Волкова, то коллапс продолжается, в результате чего материя сжимается в черную дыру.

Второй сценарий, описывающий рождение черной дыры – сжатие протогалактического газа, то есть межзвездного газа, находящегося на стадии превращения в галактику или какое-то скопление. В случае недостаточного внутреннего давления для компенсации тех же гравитационных сил может возникнуть черная дыра.

Два других сценария остаются гипотетическими:

    Возникновение ЧД в результате Большого взрыва – т.н. первичные черные дыры.
    Возникновение в результате протекания ядерных реакций при высоких энергиях. Пример таких реакций – эксперименты на коллайдерах.

Структура и физика черных дыр

Структура черной дыры по Шварцшильду включает всего два элемента, о которых упоминалось ранее: сингулярность и горизонт событий черной дыры. Кратко говоря о сингулярности, можно отметить, что через нее невозможно провести прямую линию, а также, что внутри нее большинство существующих физических теорий не работают. Таким образом, физика сингулярности на сегодня остается загадкой для ученых. Горизонт событий черной дыры – это некая граница, пересекая которую, физический объект теряет возможность вернуться обратно за ее пределы и однозначно «упадет» в сингулярность черной дыры.

...
Реалистичный концепт аккреционного диска вокруг сверхмассивной черной дыры

Строение черной дыры несколько усложняется в случае решения Керра, а именно при наличии вращения ЧД. Решение Керра подразумевает наличие у дыры эргосферы. Эргосфера – некая область, находящаяся снаружи горизонта событий, внутри которой все тела движутся по направлению вращения черной дыры. Данную область еще не является захватывающей и ее возможно покинуть, в отличие от горизонта событий. Эргосфера, вероятно, является неким аналогом аккреционного диска, представляющего вращающееся вещество вокруг массивных тел. Если статичная черная дыра Шварцшильда представляется в виде черной сферы, то ЧД Керри, в силу наличия эргосферы, имеет форму сплюснутого эллипсоида, в виде которого мы часто видели ЧД на рисунках, в старых кинофильмах или видеоиграх.

Рассмотрим далее некоторые свойства черных дыр, которую зачастую интересуют читателя:

    Сколько весит черная дыра? – Наибольший теоретический материал по возникновению черной дыры имеется для сценария ее появления в результате коллапса звезды. В таком случае максимальная масса нейтронной звезды и минимальная масса черной дыры определяется пределом Оппенгеймера — Волкова, согласно которому нижний предел массы ЧД составляет 2.5 – 3 массы Солнца. Самая тяжелая черная дыра, которую удалось обнаружить (в галактике NGC 4889) имеет массу 21 млрд масс Солнца. Однако, не стоит забывать и о ЧД, гипотетически возникающих в результате ядерных реакций при высоких энергиях, вроде тех, что на коллайдерах. Масса таких квантовых черных дыр, иначе говоря «планковских черных дыр» имеет порядок планковской массы, а именно 2·10−5г.
    Размер черной дыры. Минимальный радиус ЧД можно вычислить из минимальной масса (2.5 – 3 массы Солнца). Если гравитационный радиус Солнца, то есть область, где находился бы горизонт событий, составляет около 2,95 км, то минимальный радиус ЧД 3-х солнечных масс будет около девяти километров. Такие относительно малые размеры не укладываются в голове, когда речь идет о массивных объектах, притягивающих все вокруг. Однако, для квантовых черных дыр радиус равен планковской длине — 10−35 м.
    Средняя плотность черной дыры зависит от двух параметров: массы и радиуса. Плотность черной дыры с массой порядка трех масс Солнца составляет около 6 ·1026 кг/м³, тогда как плотность воды 1000 кг/м³. Однако, столь малые черные дыры не были найдены учеными. Большинство обнаруженных ЧД имеют массу более 105 масс Солнца. Существует интересная закономерность, согласно которой чем массивнее черная дыра, тем меньше ее плотность. При этом изменение массы на 11 порядков влечет изменение плотность на 22 порядка. Таким образом черная дыра массой 1 ·109 солнечных масс имеет плотность 18.5 кг/м³, что на единицу меньше плотности золота. А ЧД массой более 1010 масс Солнца могут иметь среднюю плотность меньше плотности воздуха. Исходя из этих расчетов логично предположить, что образование черной дыры происходит не по причине сжатия вещества, а в результате накопление большого количества материи в некотором объеме. В случае с квантовыми ЧД, их плотность может составлять около 1094 кг/м³.
    Температура черной дыры также обратно пропорционально зависит от ее массы. Данная температура непосредственно связана с излучением Хокинга. Спектр этого излучения совпадает со спектром абсолютно черного тела, то есть тела, что поглощает все падающее излучение. Спектр излучения абсолютно черного тела зависит только от его температуры, тогда температуру ЧД можно определить по спектру излучения Хокинга. Как было сказано выше, данное излучение тем мощнее, чем меньше черная дыра. При этом излучение Хокинга остается гипотетическим, так как еще не наблюдалось астрономами. Из этого следует, что если излучение Хокинга существует, то температура наблюдаемых ЧД столь мала, что не позволяет зарегистрировать указанное излучение. Согласно расчетам даже температура дыры с массой порядка массы Солнца – пренебрежительно мала (1 ·10-7К или -272°C). Температура же квантовых черных дыр может достигать порядка 1012 К и при их скором испарении (около 1.5 мин.) такие ЧД могут испускать энергию порядка десяти миллионов атомных бомб. Но, к счастью, для создания таких гипотетических объектов потребуется энергия в 1014 раз больше той, которая достигнута сегодня на Большом адронном коллайдере. Кроме того, подобные явления ни разу не наблюдались астрономами.

Из чего состоит ЧД?


https://youtu.be/14aQxPRhpn8

Еще один вопрос волнует, как ученых, так и тех, кто просто увлекается астрофизикой — из чего состоит черная дыра? На этот вопрос нет однозначного ответа, так как за горизонт событий, окружающий любую черную дыру, заглянуть не представляется возможным. Кроме того, как уже говорилось ранее, теоретические модели черной дыры предусматривают всего 3 ее составных: эргосфера, горизонт событий и сингулярность. Логично предположить, что в эргосфере имеются лишь те объекты, которые были притянуты черной дырой, и которые теперь вращаются вокруг нее – разного рода космические тела и космический газ. Горизонт событий – лишь тонкая неявная граница, попав за которую, те же космические тела безвозвратно притягиваются в сторону последней основной составляющей ЧД – сингулярности. Природа сингулярности сегодня не изучена и о ее составе говорить еще рано.

Согласно некоторым предположениям черная дыра может состоять из нейтронов. Если следовать сценарию возникновения ЧД в следствие сжатия звезды до нейтронной звезды с последующим ее сжатием, то, вероятно, основная часть черной дыры состоит из нейтронов, из которых состоит и сама нейтронная звезда. Простыми словами: при коллапсе звезды ее атомы сжимаются таким образом, что электроны соединяются с протонами, тем самым образуя нейтроны. Подобная реакция действительно имеет место в природе, при этом с образованием нейтрона происходит излучение нейтрино. Однако, это лишь предположения.

Что будет если попасть в черную дыру?

...
Спагеттификация

Падение в астрофизическую черную дыру приводит к растяжению тела. Рассмотрим гипотетического космонавта-смертника, который направился в черную дыру в одном лишь скафандре ногами вперед. Пересекая горизонт событий, космонавт не заметит никаких изменений, несмотря на то, что выбраться обратно у него уже нет возможности. В некоторый момент космонавт достигнет точки (немного позади горизонта событий), в которой начнет происходить деформация его тела. Так как гравитационное поле черной дыры неоднородно и представлено возрастающим по направлению к центру градиентом силы, то ноги космонавта подвергнутся заметно большему гравитационному воздействию, чем, например, голова. Тогда за счет гравитации, вернее – приливных сил, ноги будут «падать» быстрее. Таким образом тело начинает постепенно вытягиваться в длину. Для описания подобного явления астрофизики придумали довольно креативный термин – спагеттификация. Дальнейшее растяжение тела, вероятно, разложит его на атомы, которые, рано или поздно достигнут сингулярности. О том, что будет чувствовать человек в данной ситуации – остается только гадать. Стоит отметить, что эффект растяжения тела обратно пропорционален массе черной дыры. То есть если ЧД с массой трех Солнц мгновенно растянет/разорвет тело, то сверхмассивная черная дыра будет иметь меньшие приливные силы и, есть предположения, что некоторые физические материалы могли бы «стерпеть» подобную деформацию, не потеряв свою структуру.

Как известно, вблизи массивных объектов время течет медленней, а значит время для космонавта-смертника будет течь значительно медленней, чем для землян. В таком случае, возможно, он переживет не только своих друзей, но и саму Землю. Для определения того, насколько замедлится время для космонавта потребуются расчеты, однако из вышесказанного можно предположить, что космонавт будет падать в ЧД очень медленно и, возможно, просто не доживет до того момента, когда его тело начнет деформироваться.

Примечательно, что для наблюдателя снаружи все тела, подлетевшие к горизонту событий, так и останутся у края этого горизонта до тех пор, пока не пропадет их изображение. Причиной подобного явления является гравитационное красное смещение. Несколько упрощая, можно сказать, что свет, падающий на тело космонавта-смертника «застывшего» у горизонта событий будет менять свою частоту в связи с его замедленным временем. Так как время идет медленней, то частота света будет уменьшаться, а длина волны – увеличиваться. В результате этого явления, на выходе, то есть для внешнего наблюдателя, свет постепенно будет смещаться в сторону низкочастотного – красного. Смещение света по спектру будет иметь место, так как космонавт-смертник все более удаляется от наблюдателя, хоть и практически незаметно, и его время течет все медленней. Таким образом свет, отражаемый его телом, вскоре выйдет за пределы видимого спектра (пропадет изображение), и в дальнейшем тело космонавта можно будет уловить лишь в области инфракрасного излучения, позже – в радиочастотном, и в итоге излучение и вовсе будет неуловимо.

Несмотря на написанное выше, предполагается, что в очень больших сверхмассивных черных дырах приливные силы не так сильно изменяются с расстоянием и почти равномерно действуют на падающее тело. В таком случае падающий космический корабль сохранил бы свою структуру. Возникает резонный вопрос – а куда ведет черная дыра? На этот вопрос могут ответить работы некоторых ученых, связывающий два таких явления как кротовые норы и черные дыры.

Еще в 1935-м году Альберт Эйнштейн и Натан Розен с учетом общей теории относительности выдвинули гипотезу о существовании так называемых кротовых нор, соединяющий две точки пространства-времени путем в местах значительного искривления последнего – мост Эйнштейна-Розена или червоточина. Для столь мощного искривления пространства потребуются тела с гигантской массой, с ролью которых отлично справились бы черные дыры.

Мост Эйнштейна-Розена – считается непроходимой кротовой норой, так как имеет небольшие размеры и является нестабильной.

Проходимая кротовая дыра возможно в рамках теории черных и белых дыр. Где белая дыра является выходом информации, попавшей в черную дыру. Белая дыра описывается в рамках ОТО, однако на сегодня остается гипотетической и не была обнаружена. Еще одна модель кротовой норы предложена американскими учеными Кипом Торном и его аспирантом — Майком Моррисом, которая может быть проходимой. Однако, как в случае с червоточиной Морриса — Торна, так и в случае с черными и белыми дырами для возможности путешествия требуется существование так называемой экзотической материи, которая имеет отрицательную энергию и также остается гипотетической.
Черные дыры во Вселенной

Существование черных дыр подтверждено относительно недавно (сентябрь 2015 г.), однако до того времени существовал уже немалый теоретический материал по природе ЧД, а также множество объектов-кандидатов на роль черной дыры. Прежде всего следует учесть размеры ЧД, так как от них зависит и сама природа явления:

    Черная дыра звездной массы. Такие объекты образуются в результате коллапса звезды. Как уже упоминалось ранее, минимальная масса тела, способного образовать такую черную дыру составляет 2.5 – 3 солнечных масс.
    Черные дыры средней массы. Условный промежуточный тип черных дыр, которые увеличились за счет поглощения близлежащих объектов, вроде скопления газа, соседней звезды (в системах двух звезд) и других космических тел.
    Сверхмассивная черная дыра. Компактные объекты с 105—1010 масс Солнца. Отличительными свойствами таких ЧД является парадоксально невысокая плотность, а также слабые приливные силы, о которых говорилось ранее. Именно такая сверхмассивная черная дыра в центре нашей галактики Млечного пути (Стрелец А*, Sgr A*), а также большинстве других галактик.

Кандидаты в ЧД

...
Кандидат в ЧД A0620-00 (V616 Единорога) — двойная звезда в созвездии Единорога на расстоянии 3000 св. лет от Солнца.

Ближайшая черная дыра, а вернее кандидат на роль ЧД – объект A0620-00 (V616 Единорога), который расположен на расстоянии 3000 световых лет от Солнца (в нашей галактике). Он состоит из двух компонент: звезды главной последовательности с массой в половину солнечной массы, а также невидимого тела малых размеров, масса которого составляет 3 – 5 масс Солнца. Если данный объект окажется небольшой черной дырой звездной массы, то по праву стане ближайшей ЧД.

...
Рентгеновский снимок Лебедь X-1

Следом за этим объектом второй ближайшей черной дырой является объект Лебедь X-1 (Cyg X-1), который был первым кандидатом на роль ЧД. Расстояние до него примерно 6070 световых лет. Достаточно хорошо изучен: имеет массу в 14.8 масс Солнца и радиус горизонта событий около 26 км.

По некоторым источником еще одним ближайшим кандидатом на роль ЧД может быть тело в звездной системе V4641 Sagittarii (V4641 Sgr), которая по оценкам 1999-го года располагалась на расстоянии 1600 световых лет. Однако, последующие исследования увеличили это расстояние как минимум в 15 раз.

Сколько черных дыр в нашей галактике?

На этот вопрос нет точного ответа, так как наблюдать их довольно непросто, и за все время исследования небосвода ученым удалось обнаружить около десятка черных дыр в пределах Млечного Пути. Не предаваясь расчетам, отметим, что в нашей галактике около 100 – 400 млрд звезд, и примерно каждая тысячная звезда имеет достаточно массы, чтобы образовать черную дыру. Вероятно, что за время существования Млечного Пути могли образоваться миллионы черных дыр. Так как зарегистрировать проще черные дыры огромных размеров, то логично предположить, что скорее всего большинство ЧД нашей галактики не являются сверхмассивными. Примечательно, что исследования НАСА 2005-го года предполагают наличие целого роя черных дыр (10-20 тысяч), вращающихся вокруг центра галактики. Кроме того, в 2016-м году японские астрофизики обнаружили массивный спутник вблизи объекта Стрелец А* — черная дыра, ядро Млечного Пути. В силу небольшого радиуса (0,15 св. лет) этого тела, а также его огромной массы (100 000 масс Солнца) ученые предполагают, что данный объект тоже является сверхмассивной черной дырой.

Ядро нашей галактики, черная дыра Млечного Пути (Sagittarius A*, Sgr A* или Стрелец А*) является сверхмассивной и имеет массу 4,31·106 масс Солнца, а радиус — 0,00071 световых лет (6,25 св. ч. или 6,75 млрд. км). Температура Стрельца А* вместе со скоплением около него составляет около 1·107 K.

Самая большая черная дыра

...
Квазар S5_0014+81 удален от Солнечной системы на 12 млрд световых лет.

Самая большая черная дыра во Вселенной, которую ученым удалось обнаружить – сверхмассивная черная дыра, FSRQ блазар, в центре галактики S5 0014+81, на расстоянии 1.2·1010 световых лет от Земли. По предварительным результатам наблюдения, при помощи космической обсерватории Swift, масса ЧД составила 40 миллиардов (40·109) солнечных масс, а радиус Шварцшильда такой дыры – 118,35 миллиард километров (0,013 св.лет). Кроме того, согласно подсчетам, она возникла 12,1 млрд лет назад (спустя 1,6 млрд. лет после Большого взрыва). Если данная гигантская черная дыра не будет поглощать окружающую ее материю, то доживет до эры черных дыр – одна из эпох развития Вселенной, во время которой в ней будут доминировать черные дыры. Если же ядро галактики S5 0014+81 продолжит разрастаться, то оно станет одной из последних черных дыр, которые будут существовать во Вселенной.

...
Первый зафиксированный гравитационно-волновой сигнал GW150914

Другие две известные черные дыры, хоть и не имеющие собственных названий, имеют наибольшее значение для исследования черных дыр, так как подтвердили их существование экспериментально, а также дали важные результаты для изучения гравитации. Речь о событии GW150914, которым названо столкновение двух черных дыр в одну. Данное событие позволило зарегистрировать гравитационные волны.

Обнаружение черных дыр

Прежде, чем рассматривать методы обнаружения ЧД, следует ответить на вопрос — почему черная дыра черная? – ответ на него не требует глубоких познаний в астрофизике и космологии. Дело в том, что черная дыра поглощает все падающее на нее излучение и совсем не излучает, если не брать во внимание гипотетическое излучение Хокинга. Если рассмотреть данный феномен подробнее, можно предположить, что внутри черных дыр не протекают процессы, приводящие к высвобождению энергии в виде электромагнитного излучения. Тогда если ЧД и излучает, то в спектре Хокинга (который совпадает со спектром нагретого, абсолютно черного тела). Однако, как было сказано ранее, данное излучение не было зарегистрировано, что позволяет предположить о совершенно низкой температуре черных дыр.

...
Искривление света вблизи черной дыры

Другая же общепринятая теория говорит о том, что электромагнитное излучение и вовсе не способно покинуть горизонт событий. Наиболее вероятно, что фотоны (частицы света) не притягиваются массивными объектами, так как согласно теории – сами не имеют массы. Однако, черная дыра все же «притягивает» фотоны света посредством искажения пространства-времени. Если представить ЧД в космосе в виде некой впадины на гладкой поверхности пространства-времени, то существует некоторое расстояние от центра черный дыры, приблизившись на которое к ней свет уже не сможет отдалиться. То есть грубо говоря, свет начинает «падать» в «яму», которая даже не имеет «дна».

В дополнение к этому, если учесть эффект гравитационного красного смещения, то возможно в черной дыре свет теряет свою частоту, смещаясь по спектру в область низкочастотного длинноволнового излучения, пока вовсе не утратит энергию.

Итак, черная дыра имеет черный цвет и потому ее сложно обнаружить в космосе.
Методы обнаружения

Рассмотрим методы, которые астрономы используют для обнаружения черной дыры:

    ЧД возможно зарегистрировать в том случае, когда она притягивает окружающую ее материю, будь то звездное вещество соседней звезды или газовое облако, через которое движется черная дыра. Компьютерное моделирование показывает падение звезды в черную дыру


https://youtu.be/D9iQ4E8U3nc

В таком случае видимое вещество начнет стягиваться к массивному объекту, образую вокруг него аккреционный диск. То есть диск быстровращающейся разогретой материи. В некоторых случаях вращающаяся вокруг ЧД материя может плотно перекрывать черную дыру, тем самым визуально образуя огромную светящуюся сферу.

...
Анимация вращения звезд вокруг сверамассивной черной дыры Стрелец А

    Метод гравитационного возмущения позволяет определить наличие ЧД по ее гравитационному влиянию на окружающие тела. К примеру, если траектория движения планеты вокруг некоторой звезды не согласуется с теоретическими подсчетами орбиты этой планеты, а имеет некоторое искажение, можно предположить о наличии массивного объекта вблизи планеты, который влияет на ее траекторию. Данный частный случай упрощен, так как подобные ситуации позволяют обнаружить менее массивные объекты, вроде других планет. Черные дыры же могут искажать траекторию огромных облаков газа.
    Возвращаясь к изменению траектории электромагнитного излучения вблизи черной дыры, следует отметить одно из явлений, которое также позволяет обнаружить ЧД – гравитационное линзирование. Свет, проходящий около границ черной дыры, несколько изменяет свою траекторию, создавая таким образом размытую или искаженную картинку, а иногда даже продублированное изображение космических тел. Таким образом, черная дыра, расположенная на фоне какого-либо скопления, вроде галактики или туманности, дает аномальное изображение этого скопления, что привлекает астрономов и дает повод начать поиски ЧД в этой области небосвода.

Помимо упомянутых выше методов, ученые часто связывают такие объекты как черные дыры и квазары. Квазары – некие скопления космических тел и газа, которые являются одними из самых ярких астрономических объектов во Вселенной. Так как они обладают высокой интенсивностью свечения при относительно малых размерах, есть основания предполагать, что центром этих объектов есть сверхмассивная черная дыра, притягивающая к себе окружающую материю. В силу столь мощного гравитационного притяжения притягиваемая материя настолько разогрета, что интенсивно излучает. Обнаружение подобных объектов обычно сопоставляется с обнаружением черной дыры. Иногда квазары могут излучать в две стороны струи разогретой плазмы – релятивистские струи. Причины возникновения таких струй (джет) не до конца ясны, однако вероятно они вызваны взаимодействием магнитных полей ЧД и аккреционного диска, и не излучаются непосредственной черной дырой.

...
Джет в галактике M87 бьющий из центра ЧД

Подводя итоги вышесказанного, можно представить себе, как выглядит черная дыра в космосе вблизи: это сферический черный объект, вокруг которого вращается сильно разогретая материя, образуя светящийся аккреционный диск.

Слияние и столкновение черных дыр

Одним из интереснейших явлений в астрофизике является столкновение черных дыр, которое также позволяет обнаруживать такие массивные астрономические тела. Подобные процессы интересуют не только астрофизиков, так как их следствием становятся плохо изученные физиками явления. Ярчайшим примером является упомянутое ранее событие под названием GW150914, когда две черные дыры приблизились настолько, что в результате взаимного гравитационного притяжения слились в одну. Важным следствием этого столкновение стало возникновение гравитационных волн.

...
Гравитационные волны

Согласно определению гравитационных волн – это такие изменения гравитационного поля, которые распространяются волнообразным образом от массивных движущихся объектов. Когда два таких объекта сближаются – они начинают вращаться вокруг общего центра тяжести. По мере их сближения, их вращение вокруг собственной оси возрастает. Подобные переменные колебания гравитационного поля в некоторый момент могут образовать одну мощную гравитационную волну, которая способна распространиться в космосе на миллионы световых лет. Так на расстоянии 1,3 млрд световых лет произошло столкновение двух черных дыр, образовавшее мощную гравитационную волну, которая дошла до Земли 14 сентября 2015 года и была зафиксирована детекторами LIGO и VIRGO.

Как умирают черные дыры?

Очевидно, чтобы черная дыра перестала существовать, ей понадобится потерять всю свою массу. Однако, согласно ее определению — ничто не может покинуть пределы черной дыры если перешло ее горизонт событий. Известно, что впервые о возможности излучения черной дырой частиц упомянул советский физик-теоретик Владимир Грибов, в своей дискуссии с другим советским ученым Яковом Зельдовичем. Он утверждал, что с точки зрения квантовой механики черная дыра способна излучать частицы посредством туннельного эффекта. Позже при помощи квантовой механики построил свою, несколько иную теорию английский физик-теоретик Стивен Хокинг. Подробнее о данном явлении Вы можете прочесть здесь. Кратко говоря, в вакууме существуют так называемые виртуальные частицы, которые постоянно попарно рождаются и аннигилируют друг с другом, при этом не взаимодействуя с окружающим миром. Но если подобные пары возникнут на горизонте событий черной дыры, то сильная гравитация гипотетически способна их разделить, при этом одна частица упадет внутрь ЧД, а другая отправится по направлению от черной дыры. И так как улетевшая от дыры частица может быть наблюдаема, а значит обладает положительной энергий, то упавшая в дыру частица должна обладать отрицательной энергий. Таким образом черная дыра будет терять свою энергию и будет иметь место эффект, который называется – испарение черной дыры.

Согласно имеющимся моделям черной дыры, как уже упоминалось ранее, с уменьшением ее массы ее излучение становится все интенсивнее. Тогда на завершающем этапе существования ЧД, когда она, возможно, уменьшится до размеров квантовой черной дыры, она выделит огромное количество энергии в виде излучения, что может быть эквивалентно тысячам или даже миллионам атомных бомб. Данное событие несколько напоминает взрыв черной дыры, словно той же бомбы. Согласно подсчетам, в результате Большого взрыва могли зародиться первичные черные дыры, и те из них, масса которых порядка 1012 кг, должны были бы испариться и взорваться примерно в наше время. Как бы то ни было, подобные взрывы ни разу не были замечены астрономами.

Несмотря на предложенный Хокингом механизм уничтожения черных дыр, свойства излучения Хокинга вызывают парадокс в рамках квантовой механики. Если черная дыра поглощает некоторое тело, а после теряет массу, возникшую в результате поглощения этого тела, то независимо от природы тела, черная дыра не будет отличаться от той, которой она была до поглощения тела. При этом информация о теле навсегда утеряна. С точки зрения теоретических расчетов преобразование исходного чистого состояния в полученное смешанное («тепловое») не соответствует нынешней теории квантовой механики. Этот парадокс иногда называют исчезновением информации в чёрной дыре. Доподлинное решение данного парадокса так и не было найдено. Известные варианты решения парадокса:

    Не состоятельность теории Хокинга. Это влечет за собой невозможность уничтожения черной дыры и постоянный ее рост.
    Наличие белых дыр. В таком случае поглощаемая информация не пропадает, а просто выбрасывается в другую Вселенную.
    Не состоятельность общепринятой теории квантовой механики.
Нерешенный проблемы физики черных дыр

Судя по всему, что было описано ранее, черные дыры хоть и изучаются относительно долгое время, все же имеют множество особенностей, механизмы которых до сих пор не известен ученым.

    В 1970-м году английский ученый сформулировал т.н. «принцип космической цензуры» — «Природа питает отвращение к голой сингулярности». Это означает, что сингулярность образуется только в скрытых от взора местах, как центр черной дыры. Однако, доказать данный принцип пока не удалось. Также существуют теоретические расчеты, согласно которым «голая» сингулярность может возникать.
    Не доказана и «теорема об отсутствии волос», согласно которой черные дыры имеют всего три параметра.
    Не разработана полная теория магнитосферы черной дыры.
    Не изучена природа и физика гравитационной сингулярности.
    Доподлинно неизвестно, что происходит на завершающем этапе существования черной дыры, и что остается после ее квантового распада.

Интересные факты о черных дырах

Подводя итоги вышесказанного можно выделить несколько интересных и необычных особенностей природы черных дыр:

    ЧД имеют всего три параметра: масса, электрический заряд и момент импульса. В результате такого малого количества характеристик этого тела, теорема утверждающие это, называется «теоремой об отсутствии волос» («no-hair theorem»). Отсюда также возникла фраза «у черной дыры нет волос», которая обозначает, что две ЧД абсолютно идентичны, упомянутые их три параметра одинаковы.
    Плотность ЧД может быть меньше плотности воздуха, а температура близкая к абсолютному нулю. Из этого можно предположить, что образование черной дыры происходит не по причине сжатия вещества, а в результате накопление большого количества материи в некотором объеме.
    Время для тел, поглощенных ЧД, идет значительно медленней, чем для внешнего наблюдателя. Кроме того, поглощенные тела значительно растягиваются внутри черной дыры, что было названо учеными – спагеттификацией.
    В нашей галактике может быть около миллиона черных дыр.
    Вероятно, в центре каждой галактики располагается сверхмассивная черная дыра.
    В будущем, согласно теоретической модели, Вселенная достигнет так называемой эпохи черных дыр, когда ЧД станут доминирующими телами во Вселенной.

https://spacegid.com/zagadochnyie-chernyie-dyiryi.html
Наверх
 

The Administrator.
WWW  
IP записан
 
Administrator
YaBB Administrator
*****
Вне Форума


I love The Earth!

Сообщений: 12482
The Land of HealPlanet
Re: Черные дыры
Ответ #8 - 01.09.2023 :: 10:45:56
 
Эта черная дыра находится в одной из самых плотных галактик, известных на сегодняшний день! M60-UCD1 содержит 140 миллионов звезд и имеет диаметр около 300 световых лет.
Если бы вы жили внутри нее, ночное небо было бы ослепительно, по крайней мере, 1 миллионом звезд, видимых невооруженным глазом.

Авторы и права: NASA,ESA

...

https://www.facebook.com/photo/?fbid=122104472834020477&set=gm.602061128804964&i...
Наверх
 

The Administrator.
WWW  
IP записан
 
Переключение на Главную Страницу Страниц: 1
Послать Тему Печать