Куда ведут чёрные дыры
|
В начале нового учебного года мы решили посвятить первый материал из серии «Учёные против мифов» загадке космоса, а именно — чёрным дырам. Ранее НГС.ОМСК писал, что в программу старших классов вернули астрономию. Свои вопросы мы задали доценту кафедры физики и методики обучения физике ОмГПУ Владимиру Дмитриеву. Он рассказал, можно ли «занырнуть» в чёрную дыру, что там заметит человек, видно ли её невооружённым глазом и способна ли она быть порталом в другое измерение. |
Миф № 1: Чёрные дыры не видно |
— Всё зависит от того, что мы хотим увидеть. Это не обычный предмет, к которым мы привыкли, вроде стола. Он не отражает свет. Строго говоря, чёрная дыра — это некий кусочек пространства и времени, у которого притяжение настолько велико, что ничто оттуда вылететь не может. В том числе свет. Объём у чёрной дыры стремится к нулю, а плотность — к бесконечности. То есть это не объект, а некая область. У любой чёрной дыры есть так называемый «горизонт событий». Всё, что ниже горизонта событий, не видно. Всё что выше — видно. |
Так вот, возвращаясь к вопросу, чёрная дыра никогда не существует сама по себе. Вокруг неё всегда есть вещество. И это вещество начинает на чёрную дыру падать. Падая, оно ускоряется. Разгоняясь, оно закручивается и формирует аккреционный диск. Это диск, который больше похож на бублик. Поскольку вещество разгоняется, сталкивается, оно разогревается и ионизируется. Получается куча заряженных частиц, которая движется по кругу. Диск светится. Таким образом получаются самые яркие объекты во вселенной — квазары. Вот это мы реально видим. То есть мы видим не саму чёрную дыру, а вещество вокруг неё. И чем больше масса, тем ярче светится аккреционный диск. |
Пока вокруг чёрной дыры есть вещество, пока ей есть до чего «дотянуться», она является квазаром. Вещество кончилось, и она перестала быть видимой. Все видимые сейчас ближайшие к нам квазары — на расстоянии 6 миллиардов световых лет. То есть сейчас они, возможно, потухли, но пока вы их можете увидеть на небе. Для человека они выглядят как обычные звёзды. |
Миф № 2: Чёрные дыры постоянно увеличиваются и когда-нибудь соберут в себя всю вселенную |
— Чёрные дыры действительно увеличиваются. Увеличилась масса — увеличился радиус притяжения. Термодинамика утверждает, что радиус чёрной дыры не может уменьшаться. А вот квантовая механика говорит, что может. Какая из этих наук права, пока неясно. |
Согласно квантовой теории, чёрные дыры должны испаряться — излучать фотоны. Это очень медленный процесс, но он есть. Чем больше масса, тем медленнее она излучает. Чем меньше, тем ярче, ярче и ярче она светится. В последние секунды жизни дыры будет вспышка. Это произойдёт только тогда, когда дыре не до кого будет «дотянуться». По теории, такое возможно. Вся вселенная в одну чёрную дыру не соберётся по одной простой причине — они слишком далеко от друг друга расположены. |
Миф № 3: Можно ли пролететь через чёрную дыру |
— Если исходное тело и соответственно чёрная дыра вращается, то вокруг тела чёрной дыры образуется эргосфера до трёх гравитационных радиусов самой дыры. В ней не может быть устойчивых орбит. Если единое тело войдёт в эргосферу, его, скорее всего, разорвёт. |
Что происходит с объектом, когда он падает? Вот возьмём человека. Он проходит через эргосферу и каждая… каждая его часть приобретает собственную траекторию. Вот фильм «Интерстеллар»… (Смеётся.) Как говорят астрономы, вещество из которого вы сделаны, конечно, попадёт внутрь чёрной дыры, но вот будет ли это вещество вами… |
Миф № 4: Чёрные дыры — порталы или «кротовые норы» |
— Речь о том, что есть две чёрные дыры и они как-то связаны. Да, есть такая теория. Как бы вещество проваливается в некий тоннель и летит, летит, летит. Трудно сказать, но вряд ли. Природа не терпит сложных конструкций, а эта — очень сложная, в которой чуть сдвинулся, и она сломалась. Для такого тоннеля нужна не только гравитация, которая будет стягивать, но и антигравитация, которая будет стенки удерживать. То есть вы должны тёмное вещество в трубу сложить и еще вокруг вещества наложить. В природе только самые простые конструкции остаются. |
То есть, по теории, они могут возникать, но тут же будут схлопываться. А зачем тогда они вообще? Тем более даже если чёрные дыры связаны, они же могут только затягивать. Обратно в нашу вселенную вы уже не вернётесь — дорога в один конец. |
Источник |
При использовании материалов с сайта активная ссылка на него обязательна
|