6 дивовижних фактів про чорні діри

Чорні діри, мабуть, одне з найдивовижніших і лякаючих явищ в нашому Всесвіті. Вони виникають, коли термоядерна паливо в зірках величезної маси повністю вигорає і реакція припиняється. Зірки починають остигати, що призводить до зменшення внутрішнього тиску і стисненню тіла під дією гравітації, а потім цей об'єкт починає притягувати і інші об'єкти, дрібніші. Експерти вважають, що з чорними дірами пов'язано безліч самих вражаючих ефектів і явищ, багато з яких ми навіть не можемо собі уявити.

1. Чорні діри - найяскравіші об'єкти на небі

Сила гравітації всередині чорної діри настільки велика, що звідти не може вирватися навіть світло, отже, діра повинна бути взагалі неможливо розрізнити на небі. Але не варто забувати, що крім "горизонту подій", кордони, після перетину якої світло вирватися назад вже не може, навколо є ще багато непоглощённих об'єктів. Коли обертається чорна діра поглинає хмара міжзоряного газу, речовина наближається до неї по спіралі, закручуючись, як вода, що стікає в зливний отвір. І тоді ці об'єкти починають світитися.
Спалахують справжні метеори, тому що тонкий шар газу стискається від різкого падіння і неймовірно швидкого руху космічних твердих тіл і додатково нагрівається від тертя. Коли хмара газу падає безпосередньо в чорну діру, все частки стискаються і несуться до її центру, все більше нагріваючись за рахунок тертя. Частинки стають настільки гарячими, що не просто світяться яскравим білим світлом: вони вже випромінюють в рентгенівському діапазоні, і 10% від їх маси перетворюється в чисту енергію. Для порівняння: під час вибуху боєголовки тільки 0,5% від їх її маси конвертується в енергію. Розумієте? Чорна діра - це область, при попаданні в яку навіть найдрібніших частинок виділяється в 20 разів більше енергії, ніж при ядерному вибуху.
Чорні діри можуть світитися настільки яскраво, що перемагають власну гравітацію. Надмасивна чорна діра може досягати межі Еддінгтона, коли сила безперервного випромінювання перемагає непереборне тяжіння. Випромінювання стає настільки інтенсивним, що виникає справжній зоряний вітер, за рахунок чого частина притягає матеріалу відштовхується. Так-так: світло може бути настільки інтенсивним, що виштовхне себе навіть з чорної діри.

2. Чорні діри породили галактичні вибухи в нашій галактиці

Чорні діри створюють найпотужніший гравітаційне прискорення. Крім того, вони - найважчі об'єкти у Всесвіті. З'єднайте одне з іншим - і отримаєте потужний вибух. До речі, таке вже траплялося, і не де-небудь, а в нашій галактиці.
Завдяки цим двом космічним вибухів в простір потяглося колосальна кількість "бульбашок", що складаються з частинок з високим зарядом енергії. Середня величина такого "бульбашки" - 25 000 світлових років в поперечнику. Пройшовши через середину галактики, вони стали більше схожі на "лусочку", тобто, придбали плоску форму. Зараз ці бульбашки видно в більшій частині відомого нам космосу і, ймовірно, розширюються протягом вже мільйонів років.
Вчені вважають, що це космічне светопреставление було викликано зіткненням карликової галактики з нашим Чумацьким Шляхом. У цей момент її центральна чорна діра зіткнулася з нашим Стрільцем, А і була частково поглинена разом, втім, з усією галактикою. Правда, перш ніж бути остаточно "з'їденої" місцевим надгігантом, чорна діра могла по спіралі промчати через нашу галактику. Зараз вчені шукають наслідки цього зіткнення - наприклад, зірки, виштовхнуті з нормальних орбіт, або будь-які інші сліди того, що сталося.

3. У Всесвіті є мільйони чорних дір

Вищезазначені яскраві чорні діри також відомі як активні ядра галактик і квазарів. Вони не просто яскраві об'єкти - вони можуть бути в тисячі разів яскравіше, ніж всі інші об'єкти галактики разом узяті, оскільки ці об'єкти є для них потенційну "їжею". Вони настільки яскраві, що раніше ми помилково приймали їх за зірки.
Маленьку чорну діру може постачати масою сусідня зірка, спіймана гравітаційним полем дірки, але ще не розібрана на найдрібніші частинки, щоб бути поглиненою своєю дірою остаточно.
Сяючі чорні діри надзвичайно корисні при створенні карти Всесвіту, оскільки завдяки їм на невеликих ділянках простору концентрується величезна енергія, і такі енергетичні викиди дозволяють створити так звані просторові маркери. Зрозуміло, зрозуміти, що відбувається за межами видимого в наші телескопи космосу, ми не можемо, і до недавнього часу передбачалося, що чорні діри - явище досить рідкісне. Однак недавно з'ясувалося, що майже кожна галактика має в центрі сверхмассивную чорну діру. Виходить, що на сьогоднішній день нам відомо 25 млн чорних дір.

4. Вважається, що чорні діри постійно випускають антиматерію

У 1974-му році Стівен Хокінг описав гіпотетичний процес випускання різноманітних елементарних частинок, переважно фотонів, чорною дірою. Процес отримав назву "випромінювання Хокінга".
Ідея в тому, що Всесвіт постійно породжує пари виду "частинка-античастинка". Вони отримують енергію для існування і відразу ж анігілюють один з одним в результаті вибуху гамма-випромінювання, яке повертає енергію назад. Весь процес відбувається настільки швидко, що принцип невизначеності Гейзенберга не може його враховувати.
Але якщо ці віртуальні пари частинка-античастинка виникають на краю горизонту подій, то одна з них поглинається чорною дірою, а інша може продовжувати вільно існувати. Випромінювання Хокінга має на увазі, що горизонт подій складається з суміші 50/50 матерії і антиматерії, що, погодьтеся, додає Всесвіту деякої вибуховий краси. Теорія звучала б як марення, якби не була створена одним з найрозумніших людей на планеті: Стівен Хокінг продовжує працювати над виявленням цих частинок і підтвердженням своєї гіпотези.

5. Ми припускаємо, що чорні діри можуть вибухати

Згідно із законом збереження енергії за все рано чи пізно доводиться платити, навіть якщо "боржником" є чорна діра, яка повинна якось компенсувати одержувану ззовні енергію. Для великих чорних дір це не проблема: випромінювання Хокінга занадто мало в порівнянні з підприємством, що поглинається ними кількістю космічного речовини. А ось малі чорні діри цілком можуть випромінювати енергії більше, ніж споживають.
Якщо ж чорна діра споживає менше матерії, ніж випускає, це в кінцевому рахунку може означати її загибель: в результаті вона просто вибухне. Але не хвилюйтеся - така чорна діра занадто мала, щоб її вибух міг нанести галактиці серйозної шкоди.

6. Чорні діри викидають міжгалактичні промені смерті

Всі знають, що чорні діри поглинають будь-яка речовина, що потрапляє в їх гравітаційне поле. Однак мало кому відомо, що вони можуть ще й випускати гігантські промені енергії, схожі на постріл з космічної гармати. Ця струмінь енергії розміром порівнянна з галактикою M 87 - однією з найбільших і найближчих галактик до нас. Тобто, такий промінь - це струмінь плазми довжиною 5 000 світлових років.
У той час як чорна діра поглинає речовина, вона також вистрілює поляризованими протонними пучками зі швидкістю, близькою швидкості світла. Причини явища поки знаходяться на стадії вивчення, але вже відомо, що процес здійснюється за допомогою поворотного електромагнетизму і зоряної гідродинаміки, що сприяє "пробивання" отворів в тканини простору-часу.
На фотографії ви бачите парну галактику 3C321, звідки виривається плазмовий промінь. У лівій нижній галактиці рожевого кольору чорна діра в центрі розташована таким чином, що струмінь з неї потрапляє в синій радіохвильової спектр. Це означає, що космічні гамма-промені, рентгенівські промені і релятивістські частинки відкинуло на відстань 20 000 світлових років від галактик. Рожево-синє яскрава пляма - це місце, де струмінь завдала галактиці великих збитків, знищивши на своєму шляху ті планети і зірки, які могли там перебувати.
Цю чорну діру називають "Зіркою смерті" тому що, навіть якщо ви вчений, який звик ставитися до зоряним вибухів як до рядових подій, коли таке відбувається в реальності, а не в фантастичному фільмі, то вражає уяву набагато більше.