УЧЕНЫЕ ПРАКТИЧЕСКИ ДОКАЗАЛИ СУЩЕСТВОВАНИЕ ЧЕРНЫХ ДЫР ВО ВСЕЛЕННОЙ
Вопрос о существовании черных дыр по-прежнему остается открытым для многих физиков
Игорь ГОРЮНОВ
На заседании Президиума Российской академии наук с докладом “Поиски черных дыр: новейшие результаты” выступил член-корреспондент РАН Анатолий Черепащук (Государственный астрономический институт им. П.К.Штернберга МГУ). Знакомим читателей с кратким изложением этого сообщения.
РУБРИКОН Черная дыра - это объект, у которого вторая космическая скорость равна скорости света в вакууме (300 тыс. км/с). Представление о черных дырах возникло после открытия Ньютоном закона всемирного тяготения. О темных звездах, у которых гравитация настолько сильна, что они прочно удерживают находящиеся в этой области пространства кванты света, еще в конце XVIII века говорили Митчел и Лаплас.
Черные дыры предсказаны Общей теорией относительности (ОТО) А.Эйнштейна. Согласно ей, они образуются при сжатии проэволюционировавшего ядра звезды, масса которого превышает три массы Солнца. Понятие “черная дыра” в научный обиход ввел в 1968 году американский физик Уилер.
Следует отметить, что в настоящее время ряд физиков и астрофизиков придерживается теорий гравитации, которые отвергают существование черных дыр. На тему наличия или отсутствия черных дыр в природе уже несколько десятилетий идут острые дискуссии в научной среде. Это обстоятельство делает проблему их поиска особенно интригующей и интересной.
В настоящее время проблема поиска черных дыр поставлена на прочную наблюдательную базу. Кстати, впервые на возможность наблюдения черных дыр было указано в работах Я.Зельдовича (1964) и Е.Салпитера (1964), которые показали, что при несферической аккреции (выпадении) вещества на черную дыру, может выделяться огромная энергия, достигающая десятков процентов от энергии покоя вещества. Позднее теория дисковой аккреции вещества на черные дыры и нейтронные звезды была развита в работах Шакуры (1972), Прингла и Риса (1972), Шакуры и Сюняева (1973), Новикова и Торна (1973). К настоящему времени открыто более 200 массивных и чрезвычайно компактных объектов, свойства которых очень похожи на свойства черных дыр.
Астрономам приходится решать две основные задачи. Во-первых, вести поиск массивных (с массой больше трех масс Солнца) и компактных объектов - кандидатов в черные дыры. Это сравнительно легкая задача, и она сейчас успешно решается. Вторая задача труднее - это поиск достаточных наблюдательных критериев того, что эти кандидаты в черные дыры на самом деле являются черными дырами. В решении этой проблемы есть надежды на будущие космические эксперименты (в частности, космический рентгеновский интерферометр, космический эксперимент “Радиоастрон”, который готовится группой Кардашева и будет реализован в течение ближайшего десятилетия), а также на гравитационно-волновые исследования. Как предполагают астрономы, существуют три типа черных дыр: черные дыры звездной массы в диапазоне от 3 до 50 солнечных масс; сверхмассивные черные дыры в ядрах галактик с массами от миллиона до миллиарда солнечных масс; первичные черные дыры, которые образовались в результате сильных деформаций метрики пространства-времени на ранних стадиях образования Вселенной. В научных кругах также обсуждается вопрос о существовании черных дыр промежуточных масс (от сотен до десятков тысяч солнечных масс), но пока в решении этой проблемы нет окончательной ясности. За последние десять лет в области фиксации черных дыр достигнуты определенные успехи: найдено 20 надежных кандидатов в черные дыры звездной массы и около 200 кандидатов (в основном благодаря эффективной работе космического телескопа "Хаббл") в сверхмассивные черные дыры.
В настоящее время перед астрономами стоят три задачи. Во-первых, измерение масс черных дыр из анализа движения пробных тел (это могут быть звезды, газовые облака и т.д.) в их гравитационном поле. Поскольку характерные расстояния велики по сравнению с гравитационным радиусом, при этом можно использовать закон тяготения Ньютона. Сейчас измерены массы около 200 кандидатов в черные дыры.
Вторая задача более сложная - измерение радиусов черных дыр. С расстояния в несколько тысяч световых лет это очень трудно сделать, поэтому приходится использовать косвенные методы для измерения радиусов черных дыр. В настоящее время ограничения на радиусы черных дыр получаются по быстрой переменности рентгеновского излучения, по профилям рентгеновских линий излучения, а также с помощью прямых наблюдений в радиодиапазоне (радиоинтерферометрия со сверхдлинной базой). Эти измерения показали, что у многих кандидатов в черные дыры радиусы не превышают 10-100 гравитационных радиусов.
Третья задача самая тяжелая - поиск и фиксация наблюдательных свидетельств наличия горизонта событий для кандидатов в черные дыры. Радиус горизонта событий близок к гравитационному радиусу. На горизонте событий с точки зрения далекого наблюдателя ход времени останавливается.
Как уже отмечалось, к настоящему времени пока нет надежных и достаточных критериев отбора реальных черных дыр из найденных кандидатов в черные дыры. Тем не менее все необходимые наблюдательные критерии отбора черных дыр, вытекающие из ОТО Эйнштейна, выполняются для всех известных 200 кандидатов. Поскольку число таких кандидатов велико, астрономы с некоторой натяжкой называют их просто “черными дырами”.
Черные дыры звездной массы встречаются в так называемых рентгеновских двойных системах, представляющих собой оптическую звезду типа Солнца в паре с нейтронной звездой или черной дырой. Вещество оптической звезды выпадает на черную дыру. Это приводит к образованию мощного рентгеновского излучения, которое и фиксируют астрономы. Систематические рентгеновские наблюдения черных дыр ведутся с 1971 года, когда США запустили специализированный рентгеновский спутник “Ухуру”. С его помощью открыто более 100 рентгеновских двойных систем, состоящих из нормальной оптической звезды и аккрецирующей нейтронной звезды или черной дыры. Эти результаты блестяще подтвердили сделанные ранее предсказания о гигантском энерговыделении при аккреции вещества на нейтронные звезды и черные дыры. Руководил всеми этими работами американец Джиакони - лауреат Нобелевской премии по физике 2002 года за исследования в области рент-геновской астрономии.
Весомый вклад в открытие и исследование черных дыр в рентгеновском диапазоне спектра внесли исследования на советских и российских орбитальных рентгеновских обсерваториях МИР-КВАНТ и ГРАНАТ, выполненные под руководством академика Р.Сюняева.
Под его же руководством в настоящее время осуществляется российская часть исследований черных дыр с борта международной специализированный рентгеновский обсерватории “Интеграл”. Она создана мировым научным сообществом и запущена отечественной ракетой-носителем в октябре 2002 года. Россияне, прежде всего ученые РАН, принимали участие в подготовке этого запуска.
Параллельно с исследованием черных дыр в рентгеновском и гамма-диапазонах ведутся и оптические наблюдения. Так, в работах Лютого, Курочкина, Ефремова, Шакуры, Сюняева, Черепащука, Бакалла были выполнены первые оптические отождествления рентгеновских двойных систем и изучены все типы их оптической переменности. Это позволило развить надежные методы определения масс нейтронных звезд и черных дыр в рентгеновских двойных системах.
Следует отметить, что при открытии и изучении черных дыр рентгеновская и оптическая астрономии прекрасно дополняют друг друга. Земная атмосфера непрозрачна для рентгеновских лучей, и только с помощью орбитальных рентгеновских обсерваторий можно наблюдать рентгеновское излучение от этого объекта (черной дыры). При этом наблюдение мощного источника рентгеновского излучения позволяет высказать предположение, что имеется компактный объект, требующий фиксации. Наземные оптические наблюдения движения спутника (оптической звезды) позволяют измерить массу компактного объекта.
Оптические наблюдения рентгеновских двойных систем помимо советских и российских ученых интенсивно выполнялись их английскими, канадскими и американскими коллегами. Параллельно с изучением черных дыр звездной массы развивались исследования сверхмассивных черных дыр в ядрах галактик (Шкловский, Линден-Белл, Зельдович, Новиков, Рис, Кардашев, Дибай). В частности, велись работы по определению их массы. К настоящему времени измерены массы 20 массивных (масса больше трех масс Солнца) компактных рентгеновских источников в двойных системах, которые являются надежными кандидатами в черные дыры. Также измерены массы около 200 сверхмассивных черных дыр в ядрах галактик с массой от миллиона до миллиарда солнечных масс.
В связи с резким увеличением количества открытых кандидатов в черные дыры (их уже несколько сотен) и необходимостью их систематизации два-три года назад возникла новая наука - демография черных дыр, изучающая распределение черных дыр по массам, по их связям с другими объектами галактик и т.д. В рамках этих исследований выявлена линейная зависимость между массой черной дыры и массой балджа (сферического скопления старых звезд) галактики. Недавно появилось сообщение, что обнаружена зависимость между массой центральной черной дыры и массой галактического гало (скрытая материя, которая себя ничем не проявляет, кроме как гравитацией). Оказалось, что масса центральной черной дыры возрастает с массой гало галактики. Это очень важный аргумент в пользу давно разрабатываемой группой А.Гуревича модели. Согласно этой гипотезе, в начале образования черной дыры было гало из скрытой материи, в котором образовалась глубокая потенциальная яма, и затем туда “сваливалось” обычное барионное вещество, что и приводило к образованию сверхмассивной черной дыры.
Еще один зафиксированный демографией черных дыр нетривиальный, требующий осмысления факт: в диапазоне от двух до четырех масс Солнца не найдено ни нейтронных звезд, ни черных дыр. По какой-то причине эволюция звезд происходит так, что в этом интервале масс не образуется ни нейтронных звезд, ни черных дыр. Если этот наблюдательный факт в будущем подтвердится на большем числе нейтронных звезд и черных дыр, то он потребует серьезной интерпретации.
В целом в ходе проведенных астрономами исследований установлено, что все необходимые условия, накладываемые Общей теорией относительности на наблюдательные проявления черных дыр, выполняются для всех известных 220 кандидатов в черные дыры. Это сильно укрепляет уверенность ученых в том, что эти кандидаты в черные дыры являются реальными черными дырами. Можно надеяться, что будущие эксперименты (космический рент-геновский интерферометр, космический радиоинтерферометр “Радиоастрон”, гравитационно-волновые исследования) позволят окончательно доказать существование черных дыр во Вселенной. Такое доказательство, по-видимому, будет получено, когда удастся зафиксировать столкновение (слияние) черных дыр в двойных системах. Тогда можно будет ответить на вопрос и о том, какова структура пространства-времени вблизи черных дыр.
http://www.inauka.ru/science/article37517.html 25.11.2003
При использовании материалов с сайта активная ссылка на него обязательна
Последние аномальные новости

Георадар будет искать водные объекты на Юпитере

Дьявольская комета наконец-то стала видна

Затерянный город найден на территории Тонгатапу

ИИ и НАСА борются с изменением климата

Инопланетное существо, выброшенное на австралийский пляж

Какова масса покоящегося нейтрино

НАСА предупреждает о военном присутствии Китая в космосе

НЛО пролетел над красотами Перта

Ортоклаз из свинца - это своего рода загадка

Отчет о программе Kona Blue

Паскагула устраивает вечеринку в честь похищения

Путешественник во времени показал фото из будущего

Самая глубокая дыра в земле была закрыта

Самые странные и неповторимые дома в Огайо

Случаи похищения людей инопланетянами будут изучены

Смертоносная пещера, которая может вызвать пандемию

Такер Карлсон видел свидетельства о подводных НЛО

У человека расплавились пальцы при встрече с НЛО

Увлечение внеземной жизнью восходит к 17-му веку

Черный зверь бродил по полю британского фермера

Встреча с НЛО в школе Ариэль в Зимбабве

Город-призрак, жители которого были вынуждены бежать

Горы и лавовые озера на Ио с высоты птичьего полета

Два неизвестных объекта пролетели мимо МКС

Документальный фильм о похищении в Паскагуле

ИИ VASA1, который может заставить изображения говорить

ИИ изучает планетарный пограничный слой Земли

Инопланетяне украли мои яйцеклетки

Китай осуществляет военные программы в космосе

Книга, предсказавшая катастрофу Титаника

Компания Boston Dynamics представила нового робота

Метеорологи предупреждают о погодных войнах между странами

НЛО залетел в действующий вулкан

Подводя черту под происхождением жизни

Прыщ превратился в опухоль размером с арбуз

Скрытый потенциал РНК в развитии биоинженерии будущего

Состоят ли дюны Титана из кометной пыли

Таинственная механика полета насекомых

Тайна аномалии Балтийского моря наконец-то раскрыта

Хаббл отправляется на поиски небольших астероидов

Гелиевая звезда с самым низким содержанием металлов

Екатеринбуржец выставил на продажу летающую тарелку

Жизнь может существовать в темных водных Европы

Загадка формирования массивных горячих субкарликов

ИИ способен революционизировать кредитование

Инопланетян следует искать на фиолетовых планетах

Инопланетяне похитили яйца у женщины

Метеорит пробил крышу дома

Непрерывные фейковые новости оказывают большее влияние

НЛО влетает в действующий вулкан-портал

НЛО пилотируются духовными сущностями

Океан Энцелада может поддерживать жизнь

Перуанские мумии не являются инопланетянами

Полицейская камера сняла аварийную посадку НЛО

Полярные сияния на холодных коричневых карликах

Попытки AARO вступить в контакт с Дэвидом Грушем

Правительство США намеренно скрывает информацию об НЛО

Разгадка тайн атмосферных рек

США провели испытания управляемого ИИ истребителя

Экстремальные холода в условиях потепления климата

В один прекрасный день ИИ сможет выполнять всю нашу работу

В сеть просочился отчет о встрече ВМС США с НЛО

Давайте поговорим о неопознанных подводных объектах

Доказательства существования инопланетной жизни

Жизнь нужно искать в пурпурных мирах

Жители графства Дербишир взбешены таинственным жужжанием

Как философы воспринимали инопланетную жизнь

Метеорит, пробивший крышу дома во Флориде, прилетел с МКС

Миссия НАСА Солнечный парус готовится к запуску

На протяжении 600 лет манускрипт Войнича остается загадкой

НАСА ищет дешевый способ доставки образцов с Марса

Обнаружена самая массивная черная дыра в нашей галактике

Паранормальные корни программы Пентагона по НЛО

Подтвержден полет аппарата Dragonfly к Титану

Правительство пытается скрыть правду о НЛО

Пурпурные миры населены инопланетянами

Робот-гуманоид Ameca может имитировать человеческую речь

Тестирование технологий для полета на Марс

Человекоподобный НЛО замечен в небе Калифорнии

Я встретил лысых инопланетян–гуманоидов

В небе Калифорнии замечен странный НЛО

Великобритания разрабатывает правила для ИИ

Город богов разрушило мегаземлетрясение

Еще один механизм выживания тихоходок в космосе

Жуткое послание убийцы Зодиака

Квантовый интернет все ближе

Ковчег Завета питал Великую пирамиду Гизы

Морской офицер выражает тревогу по поводу водных НЛО

Нет доказательств существования инопланетных технологий

Новая книга дает представление о космических поисках жизни

Обнаружили близкую массивную черную дыру

Перепись ближайших окрестностей Солнца

Проект по классификации гамма-всплесков

Пурпурный, а не зеленый цвет - цвет жизни на экзопланетах

Стивен Спилберг снимет новый фильм об НЛО

Тайна объекта в форме сердца на поверхности Плутона

Тайна орбитальной нестабильности планет-гигантов

Технология передачи энергии с космических электростанций

Церера таит в себе мрачную тайну

Электричество и батарейки древних египтян

Yeezy Boost 350 v2 Black Черные. Икона Стиля и Инновации

Билл Гейтс поддерживает искусственный интеллект

В небе Калифорнии замечен таинственный объект

В пещерах на Марсе могут находиться инопланетяне

Геолог-любитель получил сильные ожоги от НЛО

Житель Лондона принял вертолет за НЛО

За НЛО отправляйтесь в маленький городок в Висконсине

Звездолеты помогут в поисках новых физических явлений

Интернет может достичь квантовой скорости

Космические силы США готовятся к первой в истории миссии

Министерство обороны публикует документы Kona Blue

Нейтронные звезды нагреваются от аннигиляции темной материи

Нострадамус предсказал войну в 2024 году

Победителем президентских выборов в 2032 году станет робот

Подводные НЛО ставят под угрозу морскую безопасность США

Подводный НЛО сняло исследовательское судно

Проклятая могила с 450 обезглавленными вампирами

Рассекреченный отчет раскрывает дематериализацию НЛО

Тайна высоких уровней энергии в звездных сверхвспышках

Уважаемый астроном не верит в теории заговора об НЛО

Ярчайший гамма-всплеск породила коллапсирующая звезда

Франшиза Pro.Travel. Предпринимательский успех Татьяны Мамаевой

Возвращение денежных средств пострадавшим от брокеров-мошенников. Путь к справедливости

Встреча с НЛО, от которой у человека расплавились пальцы

Детеныш инопланетянина найден в мексиканской пещере

Инопланетяне помешали человечеству скатиться к ядерной войне

Как ученые сообщат человечеству об инопланетянах

Канадский рейтинг мест для наблюдения НЛО

Ключ к поиску жизни в отдаленных мирах

Лучшие наблюдения НЛО в Северной Каролине

Люди не верят, что никаких НЛО нет

Мужчина получил сильные ожоги при встрече с НЛО

Мужчина с разбитым сердцем построил Космические врата

Музей странного и чудесного в Канзасе

Настоящие убежища из сериала Fallout уже построены

НЛО заметили над долиной Нижнего Гудзона

НЛО около Антарктиды - ошибка программного обеспечения

НЛО представляют угрозу безопасность на море

Подводные НЛО ставят под угрозу морскую безопасность США

Призрачные нарушения звездных потоков темной материей

Термодинамика поможет описать расширение Вселенной

Что это за НЛО замечен над штатом Нью-Йорк

Эксцентриситет орбиты создал океан на Мимасе

Более четверти россиян верят в существование инопланетян

Гигантские человеческие скелеты в пещере Лавлок

Глобальное потепление лишит Антарктиду 76% метеоритов

Девочки-близнецы испытывают одинаковые чувства

Древнеиндийская мандала в районе линий Наска

Древние легенды и мифы рассказывают о ануннаках

Женщина чудом выжила после удара молнии

ИИ может притворяться более глупым, чем есть на самом деле

История об оборотнях пронизана загадками и тайнами

Клетки поджелудочной железы пересадят от свиньи человеку

Космические кладбища, затмение и ждать ли НЛО

Космические силы США планируют провести учения на орбите

Магическая сила, делающее тело неуязвимым

Маленькие человечки похитили мужчину

Под Уфой заметили НЛО

Таинственные лабиринты Чинканас

Тайна упавшей в Омске кометы и 17000 фото НЛО

Тайны европейских подземных тоннелей

Тело фанатки вампиров нашли обескровленным

Экстрасенс нашел место захоронения пропавшего мальчика

Гильотинные ножницы по металлу. Назначение и критерии выбора

Как выбрать массажное кресло

Франшиза CyberSeller под управлением Азата Аширова

Большинство людей хотят заниматься сексом с роботами

Будущие эпидемии могут возникнуть из-за ИИ

В Башкирии жители заметили НЛО в небе

В новом отчете Пентагона по НЛО есть серьезные недостатки

Вычисление точных размеров экзопланет

Зонд для поисков жизни на спутниках Юпитера

Кислород и углерод улетучиваются из магнитосферы Венеры

Мы не готовы к вторжению инопланетян

НЛО замечен небе над Екатеринбургом

Новая идея для космических солнечных батарей

Обнаружены звездные ветры от трех солнцеподобных звезд

Поиски неуловимого Лох-Несского чудовища

Призрак опрокидывает напитки в одном из пабов Британии

Странный сигарообразный НЛО над шоссе в Миссури

Существо-муравей замечено на Марсе

Тёмная материя повышенной плотности существует

Ужасающая реальность ядерной радиации

Уэльс - горячая точка внеземной активности

Человек-сатана сменил имя на Дьявол

Ярчайший гамма-всплеск произошел из-за коллапса звезды

Подписка на новости
Наверх