Когда звезда падает в очень маленькое пространство, она все равно сохраняет всю свою массу. Чтобы сохранить импульс, скорость вращения черной дыры увеличивается.
18 интересных фактов о черных дырах
Черные дыры — один из самых интересных объектов во Вселенной. Это небесные тела с чрезвычайно сильной гравитацией, от которой ничто не может ускользнуть — ни планеты, ни луны, ни даже свет.
Все, что пересекает горизонт событий — границу, в пределах которой скорость убегания черной дыры превышает скорость света, — резко движется навстречу неизвестной судьбе.
В последние годы физики открыли много неизвестных фактов о черных дырах. Некоторые открытия определили курс на будущее, в то время как другие продолжают поражать воображение исследователей. Вот 18 самых интересных фактов и теорий о черных дырах, которые вы должны знать.
Черная дыра была открыта Карлом Шварцшильдом в 1916 году
Хотя объекты с сильными гравитационными полями (из которых свет не может выйти) изучались еще в 18 веке, именно Карл Шварцшильд дал первое современное решение общей теории относительности в 1916 году, описав черную дыру.
В 1958 году Давид Финкельштейн опубликовал свою интерпретацию как области пространства, из которой ничто не может вырваться. Затем американский физик-теоретик Джон Уилер связал термин «черная дыра» с объектами, гравитационный коллапс которых был предсказан в начале 20 века.
Он использовал термин «черная дыра» во время лекции, прочитанной им в Институте космических исследований имени Годдарда НАСА в 1967 году.
Их нельзя наблюдать непосредственно
Первое в мире изображение черной дыры в ядре эллиптической галактики Messier 87.
Поскольку свет не может избежать огромного гравитационного притяжения черной дыры, вы не можете наблюдать ее непосредственно. Однако вы можете увидеть, как его гравитация действует на близлежащие небесные тела и газы.
Астрономы изучают звезды, чтобы выяснить, есть ли у них на орбите черная дыра. Когда звезда и черная дыра находятся близко друг к другу, происходит излучение, которое обычно регистрируется космическими телескопами и спутниками.
В 2019 году ученые получили первое в мире изображение черной дыры на расстоянии 500 миллионов триллионов километров. Он был сфотографирован сетью из восьми телескопов по всему миру. Эта сверхмассивная черная дыра имеет 40 миллиардов километров в поперечнике и массу в 6,5 миллиардов раз больше массы Солнца.
Интересные факты
- Если вы оказались внутри черной дыры, то гравитация будет вас растягивать. Но бояться не нужно, ведь вы умрете еще до того, как достигнете сингулярности. Исследования 2012 года предположили, что квантовые эффекты превращают горизонт событий в огненную стену, сделавшую из вас кучку пепла.
- Черные дыры не «всасывают». Этот процесс вызывается вакуумом, которого нет в этом образовании. Так что материал просто падает.
- Первой черной дырой стал Лебедь Х-1, найденный ракетами со счетчиками Гейгера. В 1971 году ученые получили сигнал радиоизлучения от Лебедя Х-1. Этот объект стал предметом спора между Кипом Торном и Стивеном Хокингом. Последний считал, что это не черная дыра. В 1990 году он признал свое поражение.
- Крошечные черные дыры могли появиться сразу после Большого Взрыва. Стремительно вращающееся пространство сжимало некоторые области в плотные дыры, с меньшей массивностью, чем у Солнца.
- Если звезда подойдет слишком близко, то ее может разорвать.
- По общим подсчетам, существует примерно до миллиарда звездных черных дыр с массой втрое больше солнечной.
- Если сравнивать теорию струн и классическую механику, то первая порождает больше разновидностей массивных гигантов.
Опасность
Когда у звезды заканчивается топливо, она может запустить процесс саморазрушения. Если бы его масса была в три раза больше массы Солнца, оставшееся ядро превратилось бы в нейтронную звезду или белый карлик. Но более крупная звезда превратится в черную дыру.
Связь между массой черной дыры и массой сферы.
Такие объекты являются маленькими, но невероятно ди
Сверхмассивные черные дыры
Внешний вид черных дыр напрямую зависит от их массы. В зависимости от этого параметра они делятся на две категории: региональные — их масса равна массе некоторых солнц — и массивные — их масса в миллионы раз больше.
Интересный факт: Размер черной дыры пропорционален ее массе. Чем он тяжелее, тем шире горизонт событий.
Исследования показывают, что черные дыры на Солнце очень старые и, вероятно, образовались на самых ранних этапах формирования Вселенной. Они являются результатом сжатия звезд, в 25-70 раз превышающих размеры Солнца. Когда звезда перестает сжиматься, она взрывается, и ее центр превращается в черную дыру.
Как появляются черные дыры?
Большинство массивных объектов образуются из огромных газовых облаков. Последние обладают достаточной массой, чтобы образовать гигантскую черную дыру, масса которой в миллионы раз превышает массу Солнца. В Млечном Пути есть звезда под названием Стрелец А*. Она находится на расстоянии 26 000 световых лет от нашей Солнечной системы. Эта черная дыра образовалась примерно в то же время, что и галактика, и находится в ее центре. Его основным материалом было облако газа, которое сжалось до небольших размеров. Существует также теория, что черная дыра в Млечном Пути образовалась после взрыва гигантской звезды.
На протяжении всего своего существования оба типа объектов притягивают материю из пространства, которая пересекает их горизонт событий. В результате размеры черной дыры постепенно увеличиваются. А когда поглощение происходит только с одной стороны, он начинает вращаться в определенном направлении.
Все черные дыры вращаются вокруг своей оси. И их внешний вид напрямую зависит от скорости. Если движение медленное, то объект имеет сферическую форму. Но когда черная дыра вращается с большой скоростью, ее полюса сплющиваются, и она становится овальной.
Черные дыры могут быть круглыми или овальными
Сегодня современных технологий достаточно, чтобы определить форму объекта. Но ученым пока не удалось выяснить, что находится в центре черной дыры. Известно, что законы физики там не действуют и что кривизна пространства стремится к бесконечности. До сих пор наиболее распространено мнение, что внутри черной дыры находится сингулярность.
Какой формы черная дыра?
Каждая черная дыра имеет два основных элемента. Горизонт событий, граница, на которой объект гарантированно находится в гравитационном поле, и сингулярность. Последний заполняет внутреннюю область. Ученые пока не могут определить, что именно находится внутри. Известно лишь то, что время и пространство внутри искажены, а законы физики не действуют.
Когда черная дыра вращается, вокруг горизонта событий образуется эргосфера. Объекты в этой области также движутся в этом направлении. Привлечение
. В его центре находится сингулярность — точка в пространстве, где плотность бесконечна. Мы не можем понять, что находится внутри черной дыры, потому что нарушаются законы физики: Время останавливается на горизонте событий, а гравитация становится бесконечной в сингулярности.
Структура и физика черных дыр
Хорошая новость о гигантских черных дырах заключается в том, что вы можете выжить, оказавшись в их ловушке. Их гравитация сильнее, но гравитационное притяжение слабее, чем у маленькой черной дыры, и не убьет вас. Плохая новость заключается в том, что горизонт событий отмечает край бездны. За горизонтом событий ничто не может убежать, поэтому вы не можете убежать и рассказать о своем путешествии.
По словам Стивена Хокинга, черные дыры испаряются медленно. В далеком будущем Вселенной, спустя долгое время после того, как все звезды умрут, а галактики исчезнут из виду из-за ускоряющегося космического расширения, черные дыры станут последними уцелевшими объектами.
Самым массивным черным дырам требуются невообразимые годы, чтобы испариться. Оценки составляют 10 до сотой степени, или 10 до 100 нулей после нее. Самые страшные объекты во Вселенной почти вечны.
Странные сверхмассивные черные дыры
Ученые считают, что самые маленькие черные дыры, размером всего лишь с атом, могли возникнуть в самые ранние моменты существования Вселенной. Подобные условия создаются в Большом адронном коллайдере, и общественность обеспокоена тем, что это может привести к созданию черной дыры.Другой тип черных дыр называется «звездной» черной дырой. Их масса может в 20 раз превышать массу Солнца. В нашей галактике возможно существование множества черных дыр звездного размера.Самые большие черные дыры называются сверхмассивными. Их масса составляет более 1 миллиона солнц. Ученые обнаружили доказательства того, что каждая крупная галактика содержит в своем центре сверхмассивную черную дыру. Один из таких объектов в центре Млечного Пути называется Стрелец А. Его масса составляет около 4 миллионов Солнц.
Крупные объекты, такие как звезды, обладают большой гравитацией. Все вещество в звезде всегда стягивается к центру, но термоядерные реакции не дают звезде разрушиться. То есть, гравитация действует с одной стороны, а давление — с другой, поддерживая форму звезды.Самая популярная теория гласит, что черная дыра — это финальная стадия жизни звезды с очень большой массой, не менее 20 Солнц. Когда термоядерные реакции внутри такой звезды прекращаются (топливо заканчивается), звезда быстро сжимается в нейтронную звезду из-за огромной гравитации. В зависимости от начальной массы, она может оставаться сверхплотной нейтронной звездой или сжиматься настолько, что даже свет не сможет выйти из ее пределов — в этом случае она становится черной дырой.Существует и другой сценарий, в котором те же процессы происходят с межзвездным газом, находящимся в процессе превращения в галактику или скопление. Если внутреннее давление не может компенсировать силу тяжести, вся материя начинает сжиматься, что приводит к
Размеры чёрных дыр
Как образуются чёрные дыры
Может ли чёрная дыра уничтожить Землю
