Черные дыры - пауки Вселенной
Самыми загадочными космическими объектами на сегодняшний день являются черные дыры. Как же возникло это название? Его дала драматичная история колонизации Индии британцами. Один из индийских правителей напал на английский гарнизон в калькуттском Форт Уильяме. В неравном бою англичане потерпели поражение. Оставшихся в живых индийцы затолкали в маленькую камеру. В помещении площадью 30 квадратных метров находились 146 заключеиых. Почти все они через день умерли, не выдержав тесноты и духоты. Произошло это в 1757 году. Эта камера в индийской тюрьме называлась «черная дыра Калькутты». Название по аналогии и закрепилось впоследствии за космическими объектами с невероятной плотностью вещества.
Что хе представляют собой загадочные черные дыры? Если любое тело сжать до определенного радиуса, то оно превратится в черную дыру. Этот радиус называют шварцшильдов-ским Для каждого космического тела он будет иметь свое значение, для Земли - примерно один сантиметр! Для более массивного тела, например Солнца, - три километра. После прекращения термоядерного синтеза звезда взрывается, образуя ярко вспыхивающую сверхновую. При этом ядро звезды сжимается в нейтронную звезду или черную дыру. Плотность вещества в нейтронной звезде в миллион миллиардов раз превышает плотность вещества в земных условиях. Если масса звезды меньше трех масс Солнца, то она продолжает жить в виде нейтронной звезды. Если же масса звезды больше трех солнечных масс, то мощная сила гравитации сжимает ее остаток, и она превращается в черную дыру. Как показывают расчеты, если бы Солнце лишилось равновесия сил, то ему потребовалось бы всего двадцать девять минут, чтобы сжаться в точку - черную дыру. Черная дыра представляет собой очень мрачный объект. О Не только свет, но и никакое другое излучение не может покинуть черную дыру из-за мощнейшей гравитации. Можно сравнить еесхищным пауком, который сидит в центре паутины, имеющей радиус Шварцшильда. Любая муха, попавшая в паутину, попадает в лапы паука, то есть вещество или излучение, попав внутрь радиуса Шварцшильда, уже не может выйти наружу и неудержимо внутрь черной дыры. ,бычные черные дыры имеет массу, равную нескольким солнечным. Но есть черные дыры с массой, равной тысячам или даже миллиардам масс Солнца. Они называются сверхмассивными и находятся в шаровых звездных скоплениях, в квазарах, в ядрах галактик. Космологи рассчитали, что масса черной дыры в центре галактики М87 равна пяти миллиардам масс Солнца. Современная космология считает, что такие сверхмассивные черные дыры образуются в результате коллапса не одной, а множества звезд. Сверхмассивные черные дыры вращаются вокруг своей оси, захватывая окружающее их вещество.
Как показывают астрономические наблюдения, яркость некоторых галактик, например, галактики М87, в центре их ядра возрастает в десятки раз. По-видимому, там плотность звезд очень велика и их скорее всего притягивает к себе сверхмощный гравитационный объект -черная дыра.
Из-за того, что черные дыры ничего не излучают, их нельзя увидеть в телескоп Как показал известный английский ученый Хокинг, черная дыра все-таки может излучать, но это излучение крайне слабое, особенно для сверхмассивных дыр. Поэтому о наличии в каком-либо районе Вселенной черной дыры можно судить лишь по поведению соседних космических объектов.
В частности, вещество, захваченное черной дырой и падающее в нее, дает мощное излучение, которое и могут зарегистрировать приборы на Земле.
До сих пор существование черных дыр не доказано экспериментально. Их наличие во Вселенной вытекает из представлений современной физики. Некоторые ученые скептически относятся к гипотезе существования черных дыр. Одним из их доводов является возраст некоторых шаровых скоплений, в которых должны присутствовать черные дыры, оцениваемый в 18 миллиардов лет, противоречащий возрасту нашей Вселенной, равному примерно 15 миллиардам лет. Последним из вероятных мест, где может находиться черная дыра, считается объект Лебедь Х-1 в созвездии Лебедя. Это двойная звезда, где сверхгигант HDE226868 вращается вокруг второго невидимого объекта с периодом 5,5 дня. Этот невидимый объект считается черной дырой.
Вещество в черной дыре находится в необычном состоянии сверхплотного сжатия. Вполне вероятно, что вещество в черной дыре развалилось на фундаментальные частицы. Это состояние не укладывается в рамки современной физической теории, для описания процессов внутри черных дыр нужна новая. Ею могла бы стать так называемая теория квантовой гравитации. Создать такую теорию пытался еще Эйнштейн, но это ему не удалось. До сих пор над ней бьются ведущие теоретики. Как было упомянуто, большой вклад сюда внес английский ученый Стивен Хокинг, Но, несмотря на это, ему вряд ли удастся стать Нобелевским лауреатом. Эту премию вручают лишь за открытия, экспериментально доказанные. Его же теория оперирует гипотетическими объектами В этой связи можно вспомнить другого великого английского физика, Дирака, который в 1928 году открыл уравнение, носящее теперь его имя. Это уравнение позволило описать почти все экспериментальные факты квантовой физики, полученные в XX веке, за что Дирак и получил Нобелевскую премию. Однако
Дирак теоретически предсказал и существование частиц нового вида, так называемых магнитных монополей, которые до сих пор никто не наблюдал экспериментально. Ясно что за предсказание монополей Дирак не получил ничего, кроме дополнительного упрочения авторитета среди коллег-физиков Парадоксально, но как показывают недавние исследования ведущих питерских ученых, естественным местом обитания магнитных монополей Дирака являются именно черные дыры Кинтовая гравитация, если «а когда-либо будет создана, поможет доказать экспериментально существование гипотетических частиц - грави-тонов, переносящих гравитационное взаимодействие. Это дало бы человечеству поистине необозримые перспективы для покорения всей Вселенной
А пока что черные пауки по-прежнему стерегут свою добычу в просторах Вселенной. По одной из гипотез в центре нашей Галактики тоже находится сверхмассивная черная дыра. Существует вероятность, что со временем она пожрет (втянет в себя) всю нашу Галактику, в том числе и Солнечную систему. Но по расчетам, если даже это произойдет, то очень не скоро: Солнце к тому времени уже погаснет естественным путем.
Мария БУУК
НЛО 12,2002
