Предлагаю вам посетить самое экстремальное место во Вселенной, место, где безраздельно правит гравитация и откуда совершенно невозможно вырваться.
Добро пожаловать в черную дыру.
Находиться тут опасно, можно сгореть, облучиться или быть затянутым внутрь. Но наше путешествие виртуальное и нам это не грозит, поэтому мы готовы посмотреть, что тут происходит.
Итак, поехали.
Черная дыра — голодный монстр
Черная дыра поглощает все, что имеет неосторожность приблизиться к ней слишком близко. Без исключений. Будь то планета, звезда или атом, всё, в конечном итоге, будет проглочено и навсегда исчезнет из нашей Вселенной. Что упало, то пропало, и никогда уже не вернется.
Но вот вопрос: что произойдет раньше – вас разорвет гравитация или испепелит энергетический барьер? И может ли ваша сущность когда-нибудь появиться из черной дыры? Вопрос смерти внутри черной дыры, является одним из самых больших споров в физике.
Основываясь на математических выкладках общей теории относительности, вы должны провалиться за горизонт событий невредимым, затем сила гравитации превратила бы вас в лапшу и в конечном итоге втиснула в сингулярность, бесконечно плотное ядро черной дыры.
Но современные ученые противопоставили Эйнштейна квантовой теории, которая утверждает, что горизонт событий – это пылающий энергетический барьер, который разнесет ваше тело вдребезги раньше. Наличие такого барьера нарушило драгоценные принципы теории относительности и физика застряла.
Все во Вселенной зависит от черных дыр
Либо мы ошибаемся, либо должны признать, что еще недостаточно подготовлены для понимания Вселенной. Парадокс ЧД ставит под сомнение самые окончательные теории науки. Несмотря на прозрения и мудрость Эйнштейна и Стивена Хокинга, все, что мы знаем о Вселенной, могло бы измениться, если бы мы могли точно знать, что происходит с информацией внутри черной дыры.
Почти в каждой галактике есть сверхмассивная черная дыра
Во Вселенной полно черных дыр, но ни одна из них не находится достаточно близко к Земле, чтобы привести нашу планету к гибели. Почти в каждой галактике — в нашей, а также примерно в 100 миллиардах других галактик, видимых с Земли, — есть признаки сверхмассивной черной дыры в центре.
Более того, чем больше галактика, тем массивнее ее центральная черная дыра. И никто не знает почему.
Из миллиардов звезд в Млечном Пути примерно одна из 1000 достаточно массивна, чтобы превратиться в черную дыру. Черные дыры звездной массы возникают в результате гибели этих звезд и могут существовать в любой точке галактики.
Черные дыры – это звездные надгробия
В 1967 году сеть спутников зафиксировала взрыв гамма-лучей, пришедших из космоса. Оглядываясь назад, можно сказать, что это было одним из первых указаний на то, что черные дыры реальны. Сегодня ученые считают, что гамма-всплеск – это последний вздох умирающей звезды и рождение черной дыры звездной массы.
Драматическая трансформация начинается, когда у массивной звезды заканчивается топливо. Она начинает разрушаться, и в конечном итоге взрывается. Внешние слои звезды выбрасываются в космос, а внутренние сжимаются до тех пор, пока не становятся очень плотными. Ядро поддается собственному гравитационному притяжению и сжимается само в себя образуя черную дыру.
Теоретически, если вы уменьшите любую массу до определенного объема пространства, она может превратиться в черную дыру. Наша планета стала бы такой, если ее сжать до размера горошины.
Черным дырам все равно
28 марта 2011 года астрономы обнаружили длинный гамма-всплеск, исходящий из центра галактики, находящейся на расстоянии 4 миллиардов световых лет. Это был первый раз, когда люди наблюдали то, что могло быть черной дырой, пожирающей звезду.
Чем больше черная дыра съедает, тем больше она становится. В 2011 году ученые обнаружили одну из самых больших черных дыр, на расстоянии более 300 миллионов световых лет. Ее веса достаточно, чтобы поглотить 21 миллиард солнц. Но ученые не знают, как они стали такими большими.
Идите за светом, чтобы найти тьму
Свет не может вырваться из черной дыры, поэтому увидеть, что находится внутри нее, невозможно. Получить изображение края черной дыры сложно, а получить четкое изображение – почти невозможно.
До сих пор ученые обнаруживали черные дыры только косвенно, по их сигнатурам, таким как гамма-всплеск, вспышки сверхновой или по объекту на краю горизонта событий. Как правило, если огромная энергия исходит от массивного ядра в центре галактики, ядро, вероятно, является черной дырой.
Телескоп Event Horizon, который был использован для фотографирования черной дыры в галактике M87, включал в себя один очень важный кристалл, используемый для калибровки атомных часов. В апреле 2017 года ученые установили восемь телескопов на вершинах гор на четырех континентах, синхронизировали их, направили в небо и стали ждать. И вскоре впервые увидели этого монстра – черную дыру.
Черная дыра не вечна
Квантовые эффекты предполагают, что по мере утечки излучения Хокинга во Вселенную черная дыра в конечном итоге рассеется. Для полного испарения черной дыры потребовался бы возраст, во много раз превышающий возраст Вселенной.
Как и Эйнштейн, доктор Хокинг сначала не верил в свою собственную теорию. Но цифры оказались правильными и физики теперь рассматривают его результат как основу для будущей теории, которая должна объединить гравитацию и квантовую теорию.
Адронный коллайдер не уничтожил планету
До того, как Европейская организация ядерных исследований запустила Большой адронный коллайдер, критики беспокоились, что столкновение протонов в 17-мильном кольце под землей приведет к образованию черной дыры.
Теоретически поиск мельчайших частиц во Вселенной может привести к появлению мини-черных дыр в подземных трубах коллайдера, что позволит исследователям наблюдать общую теорию относительности и квантовую механику в действии.
Ученые центра развеяли эти опасения, указав, что, согласно их расчетам, космические лучи сверхвысокой энергии постоянно проникают в атмосферу Земли и могли бы создавать по 100 крошечных черных дыр каждый год. Если бы это было так, Земля давно бы схлопнулась в бесконечность.
И июне 2008 года было провозглашено, что коллайдер безопасный, начались эксперименты, был обнаружен бозон Хиггса, а Земля все еще жива.
