ОТКРЫТИЯ ЧЕРНЫХ ДЫР.

РАЗДЕЛ I. ЧТО ТАКОЕ ЧЕРНАЯ ДЫРА? ИСТОРИЯ

ОТКРЫТИЯ ЧЕРНЫХ ДЫР.

Чёрная дыра - область пространства-времени, гравитационное притяжение которой настолько велико, что покинуть её не могут даже объекты, движущиеся со скоростью света, в том числе кванты самого света. Граница этой области называется горизонтом событий.

Черная дыра - искривление пространства - времени в космосе с очень мощной гравитацией. Черная дыра " ест" все (даже свет и звезды). Если в нее попадет человек, то он станет спагетти и его может разорвать; может попасть в другую часть галактики или в другую галактику. В любом случае, черная дыра - загадочное, но опасное космическое явление.

Впервые теоретическое существование черных дыр, еще задолго до их фактического открытия предположил некто Д. Мичел, в далеком 1783 году. По его расчетам, если наше Солнце взять и сжать до радиуса в 3 км., образуется настолько большая сила гравитации, что даже свет не сможет ее покинуть. Так и появилось понятие «черная дыра», ведь имеет место именно отсутствие света.

Позже, в 1918 году о вопросе черных дыр в контексте теории относительности, писал великий ученый Альберт Эйнштейн. Но только в 1967 году стараниями американского астрофизика Джона Уиллера понятие черных дыр окончательно завоевало место в академических кругах.

Как бы там ни было, и Д. Мичел, и Альберт Эйнштейн, и Джон Уиллер в своих работах предполагали только теоретическое существование этих загадочных небесных объектов в космическом пространстве, однако подлинное открытие черных дыр состоялось в 1971 году, именно тогда они впервые были замечены в телескоп.

Согласно теориям современных ученых в нашей галактике Млечного пути может находиться до сотни миллионов черных дыр. Не меньшее их количество может быть и в соседней с нами галактике Андромеда, до которой от нашего Млечного пути лететь всего нечего – 2, 5 миллиона световых лет.

Не смотря на огромную массу, и невероятной силы гравитацию увидеть черные дыры в телескоп было не просто, ведь они совсем не излучают света. Ученым удалось заметить черную дыру только в момент ее «трапезы» – поглощения другой звезды, в этот момент появляется характерное излучение, которое уже можно наблюдать. Таким образом, теория черной дыры нашла фактическое подтверждение.

РАЗДЕЛ II. ИЗУЧЕНИЕ ЧЕРНЫХ ДЫР.

Черные дыры – пожалуй, самые таинственные и загадочные астрономические объекты в нашей Вселенной, с момента своего открытия привлекают внимание ученых и будоражат фантазию писателей-фантастов. Что же такое черные дыры и что они из себя представляют? Черные дыры – это погаснувшие звезды, в силу своих физических особенностей, обладающие настолько высокой плотностью и настолько мощной гравитацией, что даже свету не удается вырваться за их пределы.

Ученые считали, что свет движется с бесконечной скоростью, поэтому ничто не может его остановить, но датскому астроному Олафу Рёмеру в 1676 году удалось доказать, что скорость света конечна. Наблюдая за затмениями, учёный заметил, что моменты затмений сдвигаются во времени в зависимости от положения Земли на орбите, что натолкнуло его на мысль о конечности скорости света.

Этим фактом заинтересовался позднее английский естествоиспытатель Джон Митчелл, изучающий астрономию, геологию и гравитацию. Впервые в 1784 году упомянул, что в космосе могут существовать массивные тела, гравитация которых настолько сильна из-за высокой плотности, что даже свет не сможет покинуть это тело, и такой объект будет невидимым. Кроме этого, своей гравитационной силой он будет воздействовать и на другие, окружающие его объекты. Он полагал, что подобных объектов во Вселенной может быть очень много, и назвал их «темными звездами». Через несколько лет французский учёный Лаплас высказал аналогичную идею, но затем, решив, что это невозможно, исключил версии о черных дырах из своих работ. К сожалению, вопрос о таинственных объектах в те времена мало интересовал ученых, и о них забыли почти на две сотни лет.

После выхода в свет Общей Теории Относительности (ОТО) Эйнштейна, немецкий физик и астроном Карл Шварцшильд заинтересовался вопросом существования «тёмных звёзд» во Вселенной. Он использовал ОТО в своих вычислениях для описания необычных объектов и первым придумал красивое название «горизонт событий», что означало границу «тёмной под силу, даже свету». Шварцшильд смог также вычислить расстояние от 4 центра «звезды», за которую, если попасть, то уже выбраться никому и ничему не «тёмной звезды» до горизонта событий, назвав это расстояние гравитационным радиусом. Открытия Шварцшильда шокировали публику, учёным казались его выводы чем-то фантастическим, да и как можно было полагаться на них, опираясь, с точки зрения большинства, на весьма сомнительную ОТО!

В 1932 году советский физик Ландау предположил, что гравитационная сила черной дыры будет настолько велика, что, согласно ОТО, она начнет искажать пространство-время. Такая мысль заинтересовала молодого американского физика Роберта Оппенгеймера, который описал, что из-за гравитационного поля звезды лучи света в пространстве-времени отклоняются от своих траекторий, как если бы они перемещались без неё. Такой эффект можно наблюдать в процессе солнечного затмения. Когда звезда сжимается, ее гравитационное поле увеличивается, и наклон лучей становится больше. Световым лучам становится всё труднее вырваться, и свет звезды тускнеет, а, в конце концов, с увеличением сжатия, звезда и вовсе перестает светиться.

В 1970 – х гг. Стивен Хокинг смог доказать, что «чёрные дыры не так уж и черны», сейчас мы понимаем этот феномен как «Излучение Хокинга», более того, известный учёный нашего времени рассказал, что даже таким грозным объектам приходит конец. А суть вот в чём: испарение чёрной дыры – квантовый процесс. Понятие о чёрной дыре, как об объекте, который может только всё поглощать, верно до тех пор, пока не затрагиваются квантовые эффекты. В квантовой теории поля физический вакуум наполнен частицами, а под воздействием огромных сил прямо из вакуума пространство наполняется парами «частица-античастица». Такие же процессы происходят рядом с горизонтом событий. Если одной из частиц не повезёт упасть внутрь чёрной дыры, то другая её напарница сможет ускользнуть от космического монстра. Причем, несчастная частица, будет обладать отрицательной энергией, а та, которой удалось спастись – положительной. Ещё бы! Философски, не правда ли? Если такие частицы (частица и античастица) столкнулись бы в вакууме, то произошёл бы процесс аннигиляции (взаимоуничтожения), а энергия высвободилась бы обратно в 5 пространство. В случае с черной дырой сбежавшая частица уносит и ее энергию, «воруя», тем самым, ещё и ее массу. Сбежавшие частицы и образуют собой «Излучение Хокинга». Но у нас пока нет успешно разработанной теории квантовой гравитации, поэтому эти факты оспариваются рядом исследователей.

Конечно, большой шаг вперед в науке – это фотография чёрной дыры, сделанная 10 апреля 2019 года международным проектом «Event Horizon Telescope», на которой человечество впервые увидело этот загадочный космический объект. Эта дыра обитает в созвездии Девы в огромной эллиптической галактике М87.

РАЗДЕЛ III. ЧЕРНЫЕ ДЫРЫ.

⇐ Предыдущая 123 4 5 Следующая ⇒