6 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Интересные факты о черных дырах в космосе

ТОП-25: Удивительные факты о черных дырах

Подобно черному телу в термодинамике, черная дыра — это часть пространства, которая притягивает все, но не дает чему-либо вырваться из нее, даже свету. Причина, по которой ее называют «черной» дырой, заключается в том, что она поглощает весь падающий на нее свет и ничего не отражает. Дыра образуются, когда достаточно компактная масса деформирует пространство и время, ее поверхность ограничена и называется «горизонтом событий», который отмечает точку невозврата. О черных дырах известно немного, но некоторые ученые разработали свои собственные теории об их свойствах и структуре. Вот список из 25 сумасшедших фактов о черных дырах.

25. Черные дыры влияют на время


Фото: PublicDomaintPictures.net

Точно так же, как часы замедляют свой ход, когда спускаешься ближе к уровню моря, по сравнению с часами на космической станции, возле черных дыр время течет очень медленно. Это связано с гравитацией.

24. Они могут быть бесконечно большими


Фото: WikipediaCommons.com

Есть несколько теорий, которые утверждают, что черные дыры могут быть бесконечно большими. Хотя не все ученые согласны с этим, некоторые придерживаются такого мнения.

23. Ближайшая к Земле черная дыра находится на расстоянии 1600 световых лет от нас


Фото: WikipediaCommons.com

Наша галактика усеяна черными дырами, но та, которая, скорее всего, уничтожит нашу маленькую планету, находится далеко за пределами нашей Солнечной системы.

22. Держитесь подальше от горизонта событий


Фото: tempolimit-lichtgeschwindigkeit.de

«Горизонт событий», как его называют в физике – это граница черной дыры. Это точка невозврата. До того, как вы ее пересечете, у вас еще будет возможность спастись. После этого момента . ни единого шанса.

21. В центре галактики Млечный Путь есть массивная черная дыра


Фото: jpl.nasa.gov

Она находится на расстоянии 30 000 световых лет от нас и в 30 миллионов раз больше нашего Солнца.

20. С течением времени черные дыры испаряются


Фото: tempolimit-lichtgeschwindigkeit.de

Хотя известно, что ничто не способно избежать черной дыры, есть, по крайней мере, одна вещь, которая это делает…радиация. По мнению некоторых ученых, за счет излучения радиации черные дыры теряют массу. Потенциально в результате этого черная дыра «умирает».

19. Черные дыры не бывают бесконечно малыми


Фото: Pixabay.com

В какой-то момент ядро разрушающейся черной дыры становится меньше атома или электрона. В конце концов оно достигает размера планковской длины, квантового предельного размера, поэтому становится практически не измеряемой.

18. Черные дыры — это не воронки, это сферы


Фото: WikipediaCommons.com

В большинстве учебников вы видите черные дыры, которые выглядят, как воронки. Это потому, что они рассматриваются с точки зрения гравитационных колодцев. Но на самом деле они больше похожи на сферы.

17. Черные дыры вращаются


Фото: WikipediaCommons.com

Когда ядро звезды разрушается, звезда начинает вращаться быстрее и становится меньше. Когда она достигает точки, в которой ей не хватает массы, чтобы стать черной дырой, она сжимается, формируя нейтронную звезду и продолжает быстро вращаться. То же самое касается и черных дыр. Даже когда черная дыра сжимается до планковской длины, она продолжает быстро вращаться.

16. Вблизи черной дыры все становится странным


Фото: jpl.nasa.gov

Черные дыры способны искажать само пространство, и по мере того, как они продолжают вращаться, это искажение тоже искажается. Это бесконечный регресс искажения.

15. Если вы приблизитесь к черной дыре, она убьет вас ужасным способом


Фото: commons.wikimedia.org

Хотя кажется очевидным, что черная дыра и жизнь – понятия несовместимые, большинство людей думают, что их просто раздавит. Это вовсе не обязательно. Какая бы часть вашего тела не достигла горизонта событий, сначала вы испытаете на себе значительную гравитацию, которая растянет ваше тело и убьет вас.

14. Черные дыры не всегда черные


Фото: jpl.nasa.gov

Хотя они известны своей чернотой, как мы говорили ранее, они испускают электромагнитное излучение.

13. Черные дыры способны не только разрушать


Фото: Maxpixel.net

Конечно, в большинстве случаев они, вероятно, так и делают, но было выдвинуто множество теорий и предложений о том, что черные дыры можно использовать для таких вещей, как получение энергии и космические путешествия.

12. Черные дыры могут становиться огромными


Фото: commons.wikimedia.org

Хотя выше мы рассказали, о том, насколько малыми они могут быть, черные дыры расширяются при столкновении с другими черными дырами, и после каждого столкновения их размер увеличивается.

11. Существуют разные виды черных дыр


Фото: WikipediaCommons.com

Современные астрономы обнаружили, что есть разные виды черных дыр. Есть вращающиеся черные дыры, электрические черные дыры и вращающиеся электрические черные дыры. Тип черной дыры зависит от количества энергии, которую она выделяет при искажении пространства.

10. Черные дыры открыл не Альберт Эйнштейн


Фото: WikipediaCommons.com

Альберт Эйнштейн лишь возродил теорию черных дыр в 1916 году. Задолго до этого, в 1783 году, ученый по имени Джон Митчелл (John Mitchell) разработал теорию черных дыр, задавшись вопросом, может ли сила гравитации быть настолько мощной, что ее не смогут избежать даже легкие частицы.

Читать еще:  Как погадать на девушку

9. Черные дыры могут быть очень плотными


Фото: flickr.com

Чтобы в черной дыре было достаточно гравитации, и она могла втягивать в себя даже свет, дыра должна обладать огромной массой, занимая при этом небольшое пространство. Это означает, что масса черных дыр должна быть примерно в 10-30 миллиардов раз больше массы Солнца.

8. Черные дыры шумят


Фото: flickr.com

Хотя в вакууме пространства нельзя услышать звук, вы услышали бы его, если бы использовали специальное оборудование. Когда черная дыра притягивает что-то, ее горизонт событий нагнетает скорость частиц, близкую к скорости света, в результате чего дыра и издает «звук».

7. Ничто не может избежать притяжения черной дыры


Фото: jpl.nasa.gov

Это уже очевидно, но хотелось бы сделать добавление – если оно не движется быстрее скорости света.

6. Черные дыры могут создавать элементы, которые делают жизнь возможной


Фото: Pixabay.com

Исследователи говорят, что черные дыры создают элементы, поскольку расщепляют вещество на субатомные частицы. Эти частицы обладают способностью создавать элементы тяжелее гелия, такие как железо и углерод, а также многие другие, которые необходимы для формирования жизни.

5. Черные дыры выбрасывают в космос материю


Фото: WikipediaCommons.com

Черные дыры славятся тем, что засасывают все, что приближается к их горизонту событий. Как только материя попадает в черную дыру, она сжимается так сильно, что отдельные ее компоненты сжимаются и в конечном итоге распадаются на субатомные частицы. Некоторые ученые предполагают, что это вещество затем выбрасывается, а такое явление называется «белой дырой».

4. Любая материя может стать черной дырой


Фото: commons.wikimedia.org

Теоретически, не только звезды могут стать черными дырами. Если ваши ключи от машины сжать в бесконечно малую точку, сохранив при этом массу, их плотность достигнет астрономического уровня, что во много раз увеличит гравитацию.

3. В центре черной дыры не действуют законы физики


Фото: WikipediaCommons.com

Согласно данной теории, материя внутри черной дыры сжимается до бесконечной плотности, а пространство и время перестают существовать. Когда это происходит, законы физики не действуют, потому что человеческий мозг не может представить себе нечто с нулевым объемом и бесконечной плотностью.

2. В центре черной дыры нет воронки


Фото: Nasa.gov

Как мы уже говорили ранее, вопреки распространенному мнению о том, что в середине каждой черной дыры есть воронка, единственное, что там есть — огромное количество бесконечно сжатой материи.

1. Черные дыры определяют количество звезд


Фото: WikipediaCommons.com

По мнению некоторых ученых, количество звезд во Вселенной ограничено количеством черных дыр. Это связано с тем, что они влияют на газовые облака и образование элементов в частях Вселенной, в которых, как известно, рождаются новые звезды.

Черные дыры в космосе — интересные факты

Наверное, нет никакого другого объекта в космосе, который бы привлекал к себе столько внимания и будоражил так воображение человека, будь то простой обыватель или крупный учёный, как чёрные дыры. И это не удивительно. Даже название данного космического объекта уже начинает будить воображение и рисовать удивительные картины чего-то необыкновенного. А когда любопытствующий узнаёт о том, что все попадающее в район притяжения чёрной дыры, или по-научному в зону действия гравитационного поля, исчезают бесследно, то он и сам пополняет ряды умов, постоянно интересующихся данной проблемой. Но не будем долго интриговать читателей и приступим к изложению существа вопроса. Черные дыры в космосе — интересные факты, история, подтверждение существования, гипотезы о возникновении, свойствах и исчезновении.

История

А с того, что профессор Кембриджского университета, астроном Д. Мичел, выдвинул гипотезу о возможности существования в космосе тел с огромной силой гравитации. Настолько, что даже луч света не сможет освободиться от такого притяжения. Произведя расчёты и допустив сжатие Солнца до 6 км в диаметре, он обосновал свою теорию. Это и было рождением нового космического термина – чёрная дыра. К аналогичным заключениям пришёл учёный из Франции Пьер-Симон Лаплас, но позже — в 1796 году. Название не совсем отражает суть данного явления, ведь полное отсутствие света – темнота, а не черный цвет.

Безусловно, гипотеза не оставила равнодушными учёных, и проблемой этих таинственных объектов вселенной в своё время занимались выдающиеся деятели науки. Среди них был создатель теории относительности Альберт Эйнштейн, который писал о них именно в контексте своих открытий. Кстати, сам он не верил в существование этих притягивающих к себе объектов космоса. По иронии судьбы, в 1939 году Роберт Оппенгеймер, американский физик и один из «отцов» создателей ядерного оружия, доказал существование чёрных дыр. И сделал это с помощью теории относительности Эйнштейна! В 1967 усилиями астрофизика из США Джона Уиллера чёрные дыры как физическое явление были признаны учёным сообществом. Именно он и ввёл термин «чёрная дыра». Пока что всё это были лишь теоретические исследования, гипотезы, предположения, догадки, подкреплённые лишь математическими подсчетами. Настоящей науке и всем любителям познания звёздного неба этого было мало. Нужны были конкретные астрономические наблюдения, подтверждающие данную гипотезу.

Подтверждение существования

Практика – критерий истины. Существование чёрных нужно было подтвердить практически. Голландский астроном-исследователь Маартен-Шмидт в 1963 году увидел в свой телескоп очень яркие космические объекты. Настолько яркие, что их свечение значительно превосходило свечение звёзд, находящихся на значительно более близком расстоянии.

Читать еще:  Как встречать новый 2019 год

Это навело его на мысль, о том, что данное явление могло быть вызвано только одной причиной. А именно, поглощением телом большой массы окружающих материальных объектов, притянутых силой гравитации, данное явление носит название аккреция. Необыкновенно яркие объекты получили название квазар. Значит, в центре квазаров присутствует чёрная дыра! Поглощая материю квазаров, она придавала ей такую скорость, что частицы излучали свет в окружающее пространство. Эту светящуюся сферу вокруг чёрной дыры называют аккреционным диском. Он и даёт возможность обнаружить чёрную дыру. Но только тогда, когда она поглощает газопылевое облако или звезду. В другое время она незаметна, иные методы исследования (кроме визуального наблюдения) не позволяют выявить её присутствие.

Впервые чёрные дыры увидели в телескоп в 1971 году. Эта дата и является временем подлинного открытия чёрной дыры.

Возникновение, существование и исчезновение

Возникновение

Существуют разные версии объясняющее происхождение этих необыкновенных объектов вселенной. Но однозначного ответа нет. Вселенная полна тайн, причём подчас парадоксальных и необъяснимых с точки зрения современной науки. Тем не менее, существуют следующие гипотезы возникновения чёрных дыр:

  • гравитационный коллапс массивной звезды в окончательном периоде её существования;
  • коллапс центра галактики;
  • теория Большого взрыва как первопричины возникновения чёрных дыр;
  • формирование квантовых чёрных дыр.

Остановимся более подробно на первом случае, как наиболее реалистичном. Запас топлива любой звезды имеет ограниченный природой предел. Не составляет исключение и наше Солнце. И как только этот запас начинает заканчиваться, звезда «гаснет». Время существования звезды исчисляется миллиардами лет, рано или поздно звезда «угасает» превращаясь при этом, в зависимости от размера, в белого карлика, нейтронную звезду или чёрную дыру. Чёрной дырой становятся самые крупные, массивные звёзды, обладающие гигантскими размерами. Звезда массой равной примерно десяти нашим Солнцам вполне может стать чёрной дырой по окончании своего жизненного цикла.

Но всё это объясняет лишь возникновение малых и средних чёрных дыр. Откуда же берутся гигантские чёрные дыры? Объяснение можно найти во второй и третьей гипотезе.

Откровенно говоря, процесс появления черных дыр до конца ещё не изучен. К тому же он очень сложный и может длиться миллиарды лет. Есть возможность приблизиться к истине, изучая физику промежуточных чёрных дыр. Это те самые звезды, пребывающие в процессе угасания.

Существование

В галактике Млечного пути сотни миллионов чёрных дыр. Столько же в галактике Андромеда. А до неё – 2,5 миллиона световых лет. В нашей галактике находится невероятно массивная чёрная дыра, вокруг которой вращаются всё звёзды Млечного пути. Сила гравитации чёрной дыры такова, что притягивает и не выпускает даже луч света. Но заметить саму огромную «красавицу» в телескоп достаточно сложно. Она сама свет не излучает. Возможность увидеть чёрную дыру появляется только в момент поглощения другой звезды по характерному в данном случае излучению.

Чёрные дыры обладают настолько сильными гравитационными полями, что способны искажать пространство и даже время! Материальный объект будет разорван на атомы, оказавшись внутри чёрной дыры. Во время прохождения горизонта событий вещество разгоняется до скорости света. Допустим, что космический корабль приблизился к чёрной дыре. Включив двигатель, он пытается сопротивляться силе её гравитации. Участь корабля будет незавидной. Чем сильнее он будет пытаться освободиться, тем быстрее упадёт в неё. Объяснением этому парадоксальному явлению будет вихревое гравитационное поле.

Большая чёрная дыра пребывает в центре галактики NGC 1277, на расстоянии в 228 миллионов световых лет от Земли. Не так давно обнаружены ещё большие дыры в галактиках: NGC 3842 – созвездие Льва, расстояние – 320 миллионов световых лет; NGC 4849 – скопление Кома, расстояние – 335 миллионов световых лет. Обе громадины имеют массу равную 10 миллиардам солнечных масс! Аппетит этих гигантов таков, что проглотить им нашу солнечную систему ничего не стоит.

Другая крайность самая маленькая, карликовая чёрная дыра. Крошка всего-то в три раза массивнее нашего Солнца. И это минимум массы для возникновения чёрной дыры.

Обладают чёрные дыры и ещё одним свойством – способностью поглощать своих подруг – другие чёрные дыры! Правда, взамен они могут порождать новые Вселенные! В некоторых двойных звёздных системах одна из звёзд — чёрная дыра.

Исчезновение

Открытие, сделанное английским учёным Стивеном Хокингом свидетельствует, что с течением времени, когда поглощать станет нечего, чёрная дыра начнёт испарять накопленное вещество вплоть до полного своего исчезновения.

Об удивительных свойствах черных дыр

Черные дыры — одни из самых удивительных объектов во Вселенной. Делают их таковыми интересные свойства. Еще Альберт Эйнштейн в своих работах доказал существование этих объектов математическими методами, но долгое время о них ничего не было известно. Это не удивительно, ведь известные нам сверхмассивные черные дыры находятся в ядрах галактик. Они располагаются очень далеко, имеют скромные размеры и не отражают света.

Первое прямое доказательство существования черной дыры было получено лишь весной 2019 года, когда несколько радиотелескопов, расположенных на Земле, сфотографировали тень сверхмассивной черной дыры в ядре галактики М-87. До этого ученые могли только косвенно подтверждать наличие этого объекта, наблюдая гравитационные волны при помощи интерферометров, и необычные орбиты звезд вокруг чего-то невидимого.

Читать еще:  Когда выйдет Diablo Immortal на Android

Снимок черной дыры 10 Апреля 2019 года

Интересен и процесс появления черной дыры. На самом деле, из любого материального объекта можно создать черную дыру. Для этого его необходимо сжать до определенного предела, но сохранить массу. Степень сжатия объекта для превращения называется Радиусом Шварцшильда, или гравитационным радиусом. Для каждого объекта он свой и рассчитывается по формуле: R=2GM/с^2, где R – это сам радиус, G – гравитационная постоянная, равная 6,674484 * 10^-11(10 в минус одиннадцатой степени), M – масса тела, а c – скорость света. Таким образом мы можем рассчитать радиус Шварцшильда для любого объекта. Если поставить в уравнение массу планеты Земля, то получится что нашу планету нужно уменьшить до 9 миллиметров в радиусе, чтобы она превратилась в черную дыру. Солнце же нужно сжать до 3-х километров в радиусе, чтобы у него появился горизонт событий.

Такие объекты, как Земля и Солнце, не могут стать черной дырой или нейтронной звездой. Для этого нужны более массивные звезды. Когда большая звезда сжигает все топливо, ее внешняя оболочка падает на ядро. В это время она сжимается до очень небольшого размера, например, для нейтронной звезды диаметр равен примерно 20 километрам. Еще более массивные звезды при коллапсе становятся черными дырами.

Строение черной дыры до сих пор остается загадкой. Ученые точно знают, что активная черная дыра вращает вокруг себя диск из плазмы, который называется диском аккреции. Окружает черную дыру, так называемый горизонт событий — это край объекта, оказавшись за которым даже свет не может выйти обратно из-за огромной гравитации. По предположениям ученых, под горизонтом событий может находиться «стена огня» — сфера с огромной температурой. Ближе к центру черной дыры располагается сингулярность — место, где известные нам законы физики перестают работать, или работают неправильно.

Проблема изучения черных дыр заключается в том, что никакие приборы и сигналы от них не могут вернуться из-за горизонта событий. Именно поэтому для человека этот объект еще долго останется неизведанным.

Но настало время поговорить о свойствах черных дыр. Гравитация черной дыры чудовищна. Любой физический объект или физическая частица, оказавшаяся на близком расстоянии от черной дыры, сначала раскручивается с огромной скоростью и становится плазмой присоединяющейся к аккреционному диску. Вращаясь в нем, объект неминуемо приближается к горизонту событий, а после его пересечения исчезает навсегда. Необходимо отметить, что гравитация, по мере приближения к черной дыре, возрастает очень быстро, и, если представить, что человек будет падать в этот космический объект ногами вперед, то гравитация в области ног будет намного больше, чем там, где находится голова. Именно поэтому ноги сильно вытянутся и станут похожи на спагетти. Это явление имеет собственное название — спагеттификация.

Спагеттификация черные дыры

Согласно теории относительности, гравитационное влияние черной дыры способно замедлять время. Если два космонавта подлетят к черной дыре на космическом корабле, и один из них останется внутри, а второй прыгнет в черную дыру, то обнаружится интересный парадокс. Астронавт, летящий по направлению к гравитационной аномалии. увидит все, как есть. Он будет приближаться к черной дыре, пока не упадет в нее. Второй же член экипажа, наблюдатель заметит, что его коллега падает все медленнее. Недалеко от горизонта событий он окончательно застынет в одном положении и останется неподвижным, постепенно меняя цвет, от цвета скафандра до красного. Это происходит из-за красного смещения, когда объект удаляется. Также, если улететь с Земли на звездолете и, быстро долетев до черной дыры сделать несколько кругов вокруг нее, то, когда пилот корабля вернется, он останется молодым, а на Земле за это время пройдет много лет. Таким образом объекты, обладающие сильной гравитацией можно использовать в качестве машины времени.

Есть теория, по которой черные дыры — это вход в тоннель, который соединяет удаленные точки пространства. Выходом из этого тоннеля являются противоположности черных дыр — дыры белые. Умение управлять такими «кротовыми норами» или, как их еще называют, «червоточинами», даст человечеству возможность перемещаться на огромные расстояния в пространстве Вселенной.

Кротовая Нора Интерстеллар

Гравитация черной дыры влияет не только на время, но и на пространство. Вблизи гравитационной аномалии оно изгибается, формируя гравитационную воронку. Попадая в этот изгиб пространства, фотоны света, летящие мимо черной дыры, меняют свою траекторию, и, благодаря этому, наблюдатель может одновременно видеть черную дыру со всех сторон, смотря на нее только с одной перспективы. Если вы хотите узнать, как выглядит черная дыра вблизи, то посмотрите фильм «Интерстеллар». В нем, модель этого объекта воссоздана по физическим расчетам и должна быть близка к истинному облику.

Вот такие необычные и удивительные свойства имеет вполне реальный физический объект, которому посчастливилось стать черной дырой. В нашей галактике «Млечный путь» тоже есть сверхмассивная черная дыра. Она располагается в ядре галактики и отстоит от Земли на 30 тысяч световых лет. В данный момент она не проявляет активности, и летающие неподалеку звезды могут чувствовать себя в относительной безопасности.

Источники:

http://bugaga.ru/interesting/1146768847-top-25-udivitelnye-fakty-o-chernyh-dyrah.html
http://www.interesnie-fakty.ru/nauka/fizika/chernye-dyry-v-kosmose/
http://factstore.ru/chernye-dyry-v-kosmose-interesnye-fakty/

Ссылка на основную публикацию
Статьи c упоминанием слов:

Adblock
detector
×
×
×
×