Черные дыры – пылесосы Вселенной

Если ты прочитал кучу статей про черные дыры, но так и не понял, что это такое, тебе сюда.

Еще в XVIII веке английский ученый Джон Мичелл произвел расчеты, согласно которым астрономическим телам достаточно иметь радиус в 500 раз больше солнечного при той же плотности, чтобы быть… невидимыми!

Как Эйнштейн дал пинка-ускорителя всему научному сообществу

Если ночью задрать голову и посмотреть на небо, то к утру можно случайно заснуть в такой позе, так и не сумев сосчитать число звезд и видимых объектов на нем. К счастью для тебя, тысячи наблюдателей не спали ночами и составили карту звездного неба. Из книги по астрономии можно узнать, что примерное количество космических тел в обозримой нами Вселенной – 1024, или 1 000 000 000 000 000 000 000 000.

Между тем, пока люди глазели в бинокли и телескопы, играя в небесных картографов, супермассивные объекты-невидимки не вызывали ни у кого из ученых особого интереса.

Но конкуренция, как и лень – двигатель всего. Достаточно быстро изучив все видимые звезды и созвездия, некоторые смекалистые ученые поняли, что на данный момент при существующих технологиях ловить на этом поле нечего. И придумали гороскопы всякие, астрологию. А вот другие, более дотошные ребята, продолжили исследования и остались в настоящей науке.

В итоге в 1905 году пришел Эйнштейн и заявил: «Мужики, хватит Луну в Водолее искать, я тут вывел Специальную Теорию Относительности, теперь известно, что скорость света – предел. Гоу, вспомним старину Мичелла и начнем изучать черные дыры, я создал!»

Космические прятки

В общем, как сказал Эйнштейн, ни один физический объект не способен преодолеть скорость света, то есть фотонов, которые от Солнца до нашей планеты шустро долетают в течение восьми минут.

Так вот, существует такое понятие, как вторая космическая скорость – это такая скорость, которую должен развить объект для преодоления силы тяготения небесного тела. К примеру, чтобы подпрыгнуть на Земле и улететь в космос, нужно будет развить скорость как минимум 11,2 км/с. Для Солнца вторая космическая скорость составляет 617,7 км/с.

А теперь вернемся с этими знаниями к старине Мичеллу и попробуем понять, что же он имел в виду. Если говорить простым языком, Мичелл сделал предположение о том, что в космосе может существовать множество тел, для которых вторая космическая скорость равна или больше скорости света. А это значит, что ни один объект не может покинуть гравитационное поле такой звезды, даже свет – ведь даже свет не может прыгнуть выше головы и двигаться быстрее своей же скорости. Именно этот парадокс и имел в виду английский ученый, когда заявлял о невидимых сверхмассивных небесных телах.

Вы только вдумайтесь: дядька в XVIII веке додумывается до таких вещей, а в XXI веке люди постят в инстаграм фотографии еды и котиков. Печально.

Подойдем поближе, только аккуратно

Я боюсь высоты, поэтому к краю крыши, если мне доводится там бывать, семеню мелкими шажочками, так, чтобы случайно не оступиться и не упасть вниз. С такой же опаской стоит приближаться и к черной дыре, если не хотите провалиться за горизонт событий. Говоря проще, горизонт событий – это точка невозврата. Ни одно тело, попавшее за границы горизонта событий, уже никогда не сможет вернуться обратно – космический пылесос беспощаден.

Я споткнулся и упал

Если вас засосет черная дыра, постарайтесь не паниковать. Крики о помощи никто не услышит. Махать руками тоже бесполезно – никто вас не увидит.

Расслабьтесь и примите происходящее как неизбежное должное. Зато теперь вы можете представить себя жвачкой, которую в детстве зажимали в зубах, а второй конец оттягивали рукой. При попадании в черную дыру, к примеру, ногами вниз, ускорение ног и головы будут существенно различаться – примерно вдвое.

Звучит не так страшно, пока не сравнишь порядок цифр. Если на Земле разница ускорения свободного падения между пятками и темечком составляет не более одной миллионной метра в секунду, то в черной дыре она может равняться 50 метрам в секунду. Нет, ну правда, растянет вас там в струну. Не самые приятные ощущения, но деваться уже некуда – придется падать в воронку черной дыры до окончательного схлопывания. К слову, вам это покажется вечностью, а стороннему наблюдателю ‒ мгновением.

Откуда они вообще берутся

Одна из гипотез происхождения черных дыр затрагивает Большой Взрыв, который на данный момент является самым распространенным объяснением происхождения Вселенной. Ну, вроде как бабахнуло – и вот некоторые черные дыры сами собой образовались. Их ученые обозвали первичными.

Вторая гипотеза интереснее. В какой-то момент у звезды может закончиться топливо. Водород, гелий и все такое. У Солнца, к слову, резерв тоже не бесконечный, и оно неминуемо погаснет, но не сейчас. Так вот, некоторые звезды в такие моменты просто остывают и сжимаются под действием гравитации. Но может произойти гравитационный коллапс, звезду сожмет до аномально маленького размера, и ее плотность станет колоссальной.

Да ну!

Так говорил на протяжении нескольких десятков лет Стивен Хокинг. Но ученые до сих пор спорят на тему того, что будет, если объект попадет в черную дыру. Сам Хокинг недавно отошел от своей классической теории и даже рассказал, что выбраться из дыры все же возможно ‒ после того, как более дерзкие и молодые ученые вроде Джо Полчински опровергли ее и вступили со Стивеном в аргументированный спор. Это еще раз доказывает, что наука любит факты и цифры. Но пока не доказано обратное, будем верить в жвачку.

Если у тебя все еще остались вопросы, смотри видео

Комментарии