«Черная дыра — это та сущность, которая в порядке закона физики даже не имеет права существовать», — Стивен Хокинг (космолог, физик-теоретик).
Загадочные черные дыры — одни из самых ужасных и непонятных мест космоса. Эти мощные, абсолютно бесконечные космические образования научно не познаны. Поэтому они стали объектом внимания писателей, мистиков, исследователей.
Предполагается, что черные дыры поглощают звезды и галактики. Они же их создают; являются источником энергии для Вселенной, тоннелем для входа в другую галактику.
Падение в черную дыру
Черные дыры — это место в космосе, где время и пространство искривлены и выходят за пределы человеческого понимания.
Обращать внимание на необычные объекты космоса стали с ХVIII века. Европейские ученые Пьер-Симон Лаплас и Джон Мичелл, немецкий физик Карл Шварцшильд, американский физик Джон Уиллер, английский физик Стивен Хокинг математически определили возможность существования объектов со сверхмощным притяжением и подтвердили идеи теории относительности А. Эйнштейна о существовании кривизны пространства-времени.
Что такое черная дыра?
Теоретически, черная дыра — это невидимая область космического пространства со сверхмощной силой притяжения из-за ее массы. Главный признак черных дыр — их вращение с максимальной скоростью света.
На сегодняшний день у черных дыр нет внятной формулировки, потому что это ограниченный, ультракомпактный объект Вселенной, который никак не проявляет своих свойств. Астрономы его обнаружили, наблюдая за яркими вспышками, исчезновением и взрывами звезд. Математики и физики — вычислили его формулами.
В целях изучения этого явления не запускалось ни одной космической станции, ни одной экспедиции. Рассуждения о черных дырах основаны на удаленных косвенных признаках. Философия, астрофизика и квантовая механика в этой области космологии идут путем наблюдений, высказывания догадок, умозаключений, фантазий и гипотез. Занимаются прогнозом и математическим моделированием. Представить черную дыру — это все равно, что пытаться описать зеленый цвет тому, кто слеп от рождения.
Ученые используют различные космические аппараты, такие как «Хаббл» и «Чандра», чтобы получить ее изображение, наблюдать за происходящими изменениями во Вселенной.
Первой идентифицированной известной черной дырой была Лебедь X-1. В центре Млечного Пути находится гигантская черная дыра Стрелец А*, которая в 4,1 миллиона раз массивнее Солнца.
Как образуется черная дыра
Черная дыра образуется при коллапсе сверхмассивной звезды. Под действием собственной гравитации космический объект сжимается; бесконечно сворачивается; уплотняется до точки, образуя ядро черной дыры. Вокруг центра формируется «ловушка» — горизонт событий с сильным гравитационным полем. Попав в ореол его притяжения, обратной дороги нет для любого космического объекта.
Что такое горизонт событий?
Горизонт событий это граница воронки черной дыры, точка невозврата. Ни одно излучение, информация, объект, звезда не в состоянии покинуть эту область. Таким образом, когда объект попадает за событийный горизонт, он становится его пленником.
Чтобы вырваться за пределы горизонта, надо развить скорость больше, чем скорость света. Это невыполнимо даже теоретически.
Понять, что происходит в горизонте событий легче, если представить черную дыру в виде водопада. Только туда падает не вода, а само пространство-время. Выгрести против водопада не получится. Движение возможно лишь в одном направлении — вниз. Однако черная дыра не выглядит как мешок. Все происходит в ровной плоскости со скоростью света. И превращается в иное, нам еще неизвестное.
Ученые считают, что:
- В черной дыре происходит искривление пространства и времени, которое в физике называется притяжением
- Черная дыра вращается против часовой стрелки по оси, ориентированной на Землю
- Черная она, потому что даже фотоны света не могут вырваться оттуда
- Эта сущность является входом-выходом в неизвестные пространства космоса
- Процесса исчезновения черной дыры не было еще ни разу
- Черные дыры испускают вакуумную энергию, которая приводит к расширению Вселенной
- Погружение в дыру невозможно: любой объект будет разорван на куски при попытке приблизиться к ней и попасть в горизонт событий
- Единственный научный факт в так называемой «теории черных дыр» — доказательство отсутствия фотонов света
- Фотография тени черной дыры считается научным подвигом.
Что находится внутри черной дыры?
Внутри черной дыры находится ее масса в состоянии высокой плотности, названной сингулярностью (лат. singularis «уникальный, неопределенный»). Простыми словами, сингулярность — это взрыв, освобождение, ничто; то, что происходит один раз в жизни.
Сингулярность как дверь, за которой наши знания превращаются в ноль; изменяются правила жизни, физики; происходит нечто совсем другое.
Кривизна пространства-времени (притяжение) в этом месте становится бесконечной. Отсутствуют атомы, кварки, объекты, пространство, время. Конечно, представить такое невозможно.
Ясно одно, что там находится очень большая масса практически с нулевым объемом. Вещество в точке сингулярности имеет такую большую плотность, что чайная ложка ее материи весит более миллиарда тонн.
Современны ученый-физик Стивен Хокинг в расчетах вывел, что сингулярность есть точка отсчета рождения пространства-времени, наша «космологическая праматерь».
Точка сингулярности
Внутри сингулярности существуют или своя отдельная Вселенная; или туннель для путешествий к другим звездам; или проход в параллельный мир; или портал в другую точку пространственно-временного континуума, а точнее в другой край мультивселенной; или машина времени. Время в сингулярности практически останавливается. К примеру, доля секунды внутри черной дыры будет равняться миллиардам лет во внешней Вселенной.
Куда ведет черная дыра?
Это непознанное. Можно предположить, что выходом является белая дыра, где происходит выброс энергии и материи, рождение новых звезд и галактик. Некоторые физики допускают, что космический корабль с путешественниками на борту не обязательно может погибнуть и, пройдя черную дыру, останется целым и невредимым, но окажется в другом измерении.
Возможно, наша Вселенная является тоже частью какого-то другого мира. И если допустить, что мультивселенная состоит из таких бесконечных «пузырей»-миров, то черные дыры являются переходами между ними. Это есть бесконечность. Наблюдать иные мироздания пока невозможно. Но это не исключает их существование.
Вероятно, что Вселенные не просто так разграничены переходами, внутри которых происходит условная «переполюсовка» энергетических потенциалов. Нельзя протащить материальные объекты через такие порталы в исходном состоянии.
Условные законы в другие мирах не похожи на известные нам. Иначе бы разделения не потребовалось. Любое проникновение чужих материальных частиц сразу окажет влияние на всю Вселенную, изменяя ее энергоинформационный потенциал.
Как выглядит черная дыра?
Изображение горизонта событий активной черной дыры «Повехи», находящейся на расстоянии 53 млн световых лет от Земли, было получено сетью 200 исследователей из восьми обсерваторий по всему миру. Земля в сравнении с ней ничтожно мала.
Название «Повехи» с гавайского переводится как «украшенный темный источник бесконечного созидания». Этот снимок тени черной дыры — первое доказательство их существования. Он подтвердил теорию Эйнштейна.
Изображение тени черной дыры в галактике M87
Не все ученые поддерживают идею черных дыр. Многие научные статьи используют понятие «сверхкомпактный объект». Профессор физики Лаура Мерсини-Хоутон (США) утверждает, что их просто не может быть в природе. Эти сущности в космосе — просто звездные останки, которые не несут угрозы для жизни на Земле. Их изучение позволяет ученым понять процессы и энергию, присутствующую в них; возможные варианты защиты от опасности.
Знания о процессах, протекающих в природе, на практике используются для расширения представления о строении Вселенной, улучшения качества жизни и усовершенствования технологий межзвездных путешествий. Помогают познать окружающий мир. Изучая появление черных дыр, становится ясно, что наше Солнце никогда не станет черной дырой из-за своих небольших размеров.