Домой » Наука » Астрономия » Путешествие в черную дыру

Путешествие в черную дыру

Сверхмассивное тело в четыре миллиона солнечных масс обнаружено вблизи центра нашей Галактики. Правда, оно невидимо, неслышимо и неосязаемо.

Пальцем в небо?
Группа немецких физиков из Института внеземной физики имени Макса Планка не так давно сделали сенсационное заявление: ими получены доказательства того, что в нашей Галактике находится черная дыра.
— Около двадцати лет мы наблюдаем за движением нескольких десятков звезд вблизи центра Галактики, находящегося на расстоянии 27 тыс. световых лет от Солнца, — говорит руководитель группы Рейнхард Гензель. — Орбиты этих звезд говорят о том, что расположенная в центре концентрация массы, вне всякого сомнения, является черной дырой.
Не угрожает ли это нашей Галактике? Не съест ли космическое чудовище Землю?
Оказалось, что пока ответов на эти вопросы нет. По словам директора Государственного астрономического института им. П. К. Штернберга МГУ члена-корреспондента РАН Анатолия Черепащука, наблюдая за орбитами, черную дыру вычислить нельзя.
— Чтобы доказать, что тело, находящееся в центре нашей Галактики, представляет собой черную дыру, нужно сделать две вещи, — пояснил ученый журналистам. — Во-первых, экспериментально показать, что радиус этого тела равен так называемому гравитационному радиусу для черной дыры данной массы (а для черного тела в четыре миллиона солнечных масс он равен примерно семи солнечным радиусам). И, во-вторых, доказать, что это тело не имеет твердой поверхности, а вместо нее — горизонт событий.
По словам Черепащука, обе эти задачи в принципе выполнимы, и лет через 20, как он надеется, ученые смогут точно сказать, черная это дыра или нет.
В общем, вопрос: быть или не быть нашей Галактике, — откладывается на два десятилетия. А пока познакомимся поближе с этим монстром.

Самое гиблое место
Нет в космосе более загадочного и пугающего объекта, чем черная дыра. Одно словосочетание уже наводит безотчетный страх: оно рисует образ все поглощающей бездны. Перед нею робеют не только обыватели, но трепещут и астрофизики. «Из всех творений человеческого разума: от мифологических единорогов и драконов до водородной бомбы, пожалуй, наиболее фантастическое — это черная дыра. Дыра в пространстве с вполне конкретными краями, в которую может провалиться все что угодно и из которой ничто не в силах выбраться. Дыра, в которой гравитационная сила столь велика, что даже свет захватывается и удерживается в этой ловушке. Дыра, которая искривляет пространство и искажает течение времени. Подобно единорогам и драконам черные дыры кажутся, скорее, атрибутами научной фантастики или древних мифов, чем реальными объектами. Однако из физических законов с неизбежностью следует существование черных дыр. В одной нашей Галактике их, возможно, миллионы», — так сказал о черных дырах известный ученый, заведующий кафедрой Калифорнийского технологического института (США), член Национальной академии наук США, член ученого совета NASA Кип Стивен Торн.
Помимо своей фантастической мощи черные дыры обладают удивительным свойством менять внутри себя пространство и время. Они сначала закручиваются в своеобразную воронку, а потом, перейдя некую границу в глубине дыры, распадаются на кванты. Внутри же черной дыры, за краем этой своеобразной гравитационной бездны, откуда нет выхода, текут удивительные физические процессы, проявляются новые законы природы.
По мнению многих специалистов, черные дыры являются самыми грандиозными источниками энергии во Вселенной. Мы, вероятно, наблюдаем их в далеких квазарах, во взрывающихся ядрах галактик. Предполагается, что черные дыры в будущем станут источниками энергии для человечества.

Конец света находится здесь
Как же образуются черные дыры? По словам астрофизиков, большинство из них возникает после смерти больших звезд. Если масса звезды в два раза превышает солнечную, то к концу своей жизни звезда может взорваться как сверхновая. Но если масса вещества, оставшегося после взрыва, все еще превосходит две солнечные, то звезда должна сжаться в крошечное плотное тело, так как гравитационные силы всецело подавляют всякое внутреннее сопротивление сжатию. Ученые полагают, что именно в этот момент катастрофический гравитационный коллапс приводит к возникновению черной дыры. Они считают, что с окончанием термоядерных реакций звезда уже не может находиться в устойчивом состоянии. Тогда для массивной звезды остается один неизбежный путь — путь всеобщего и полного сжатия, превращающего ее в невидимую черную дыру.
А почему они невидимы?
— Само название «черные дыры» говорит о том, что это класс объектов, которые нельзя увидеть, — объясняет заведующий отделом радиоастрономии Государственного астрономического института им. Штернберга кандидат физико-математических наук Валентин Есипов. — Их гравитационное поле настолько сильно, что если бы каким-то путем удалось оказаться вблизи черной дыры и направить в сторону от ее поверхности луч самого мощного прожектора, то увидеть этот прожектор было бы нельзя даже с расстояния, не превышающего расстояние от Земли до Солнца.
Действительно, даже если бы мы смогли сконцентрировать весь свет Солнца в этом мощном прожекторе, мы не увидели бы его, так как свет не смог бы преодолеть воздействие на него гравитационного поля черной дыры и покинуть ее поверхность. Именно поэтому такая поверхность называется абсолютным горизонтом событий. Она представляет собой границу черной дыры. А что там прячется, за границей?

Нет, ребята, все не так…
Надо признаться, что многие ученые до сих пор отрицают существование черных дыр. Ведь их открытие и изучение происходит на кончике пера. А недавно появилось еще более неожиданное предположение, что черные дыры — вовсе не дыры вообще, а некие объекты, более родственные по природе пузырькам конденсата Бозе-Эйнштейна (агрегатное состояние материи, основу которой составляют бозоны, охлажденные до температур, близких к абсолютному нулю). Эту новую гипотезу выдвинули исследователь Эмиль Моттола из Теоретического Отделения Los Alamos National Laboratory вместе с соавтором Павелом Мазуром из Университета Штата Южная Каролина в США.
Объяснение исследователей вносит кардинально новый взгляд на природу черных дыр, которые представляются не как «дыры» в космосе, где вещество и свет необъяснимо исчезают в зоне горизонта событий, а скорее как сферические пустоты, окруженные особой формой вещества никогда прежде не известного на Земле. Мазур и Моттола называют эти объекты не черными дырами, а гравитационными звездами.
Внутри гравитационной звезды пространство и время меняются местами, как и в модели черной дыры.
Моттола и Мазур даже высказывают предположение, что Вселенная, в которой мы живем, может быть внутренней оболочкой гигантской гравитационной звезды.
Светлана Кузина
«Российский космос» № 03, 2010

comments powered by HyperComments