Що таке чорна діра?

Термін «чорна діра» запустив у вжиток американський фізик Джон Уілер в статті «Наш Всесвіт: відоме і невідоме», опублікованій в 1968 році. Це назву він дав особливим космічним об'єктам, гравітаційне тяжіння яких настільки велике, що вони здатні утримати всередині себе електромагнітне випромінювання, включаючи видиме світло.

Історія чорних дір налічує більше двох століть. 27 листопада 1783 року англійський геофізик і астроном Джон Мічелл представив на засіданні Лондонського королівського товариства свої розрахунки, зроблені на основі ньютоновой механіки. Вони показували, що якби зірка, що має масу, рівну масі Сонця, мала радіус 3 км, то навіть промінь світла не міг би покинути її поверхню. Тому вона не була б видима.

У 1796 році таку ж ідею, але на іншому прикладі висловив французький математик і астроном П'єр Лаплас. Так народилася концепція «ньютонівської» чорної діри. Однак приклади Мічелла і Лапласа були далекі від спостережуваної реальності, і ідея про чорні діри була забута.

Через сто з гаком років, в 1916 році, німецький астроном Карл Шварцшильда зробив розрахунки, засновані на щойно створеної Альбертом Ейнштейном релятивістської теорії гравітації. Більш відома назва цієї науки - загальна теорія відносності. Вийшло, що навколо будь-якої точкового маси існує область простору, з якої світ не може вийти назовні.

За сучасними теоретичними уявленнями існує чотири механізму народження чорних дірок.

Перший - це гравітаційне стиснення, або колапс, згасаючих зірок. При цьому з оболонки зірки утворюється або яскравий спалах наднової, або розширюється планетарна туманність.

Другий механізм - стиснення під дією сил тяжіння центральної частини галактик. Вважається, що в центрі багатьох спіральних і еліптичних галактик знаходяться досить масивні чорні діри. У центрі ж нашої Галактики - чорна діра Стрілець A. Її маса в 3,7 рази більша за масу Сонця.

Третій вид чорних дір, які могли зберегтися до сих пір, утворився під час Великого вибуху, коли створилася наша Всесвіт.

І нарешті, можливе виникнення чорних дір в ядерних реакціях високих енергій. Ці діри називаються квантовими. Вони живуть дуже короткий час. В принципі, такі ядерні реакції можна проводити в лабораторії, але для цього потрібно створити більш потужні прискорювачі. Робота над цим вже ведеться.

Існують курйози, пов'язані з чорними дірами. Вони не випускають світло з себе, але можуть відхиляти напрямок його поширення. Існують дані, що деякі зірки ми бачимо лише тому, що їх випромінювання, яке не повинно було потрапити на Землю, відхиляють невидимі об'єкти і воно поширюється криволинейно. У зв'язку з цим наука інтенсивно вивчає так звані гравітаційні лінзи. За рефракції світла невидимі чорні діри можуть бути виявлені.

Дослідження чорних дір зробили справжню революцію в наукових уявленнях про будову речовини, простору, часу і Всесвіту. Ці зміни набагато більш серйозні, ніж зміна поглядів людей, коли ті зрозуміли, що живуть не на плоскій, а на кулястої Землі.

Нам з вами чорні діри не загрожують. Немає такої сили, яка могла б стиснути Землю до діаметра 18 мм, щоб з її речовини утворилася чорна діра.

Владимир Антонец
Простые вопросы. Книга, похожая на энциклопедию

Зміст