Чёрная дыра

Чёрная дыра

Чёрная дыра — это место в космосе, где гравитация настолько сильная, что ничто, включая свет или другие электромагнитные волны, не имеет достаточно энергии, чтобы покинуть ее. Такие чёрные дыры появляются, когда звезда умирает и ее ядро сжимается до критически малых размеров.

Описание

Вы можете представить горизонт «чёрной дыры» в виде сферы, и ее диаметр будет пропорционален массе чёрной дыры. Следовательно, чем больше массы попадает в чёрную дыру, тем больше становится чёрная дыра. Однако по сравнению со звездными объектами чёрные дыры малы, поскольку их масса сжимается в очень маленький объем под воздействием непреодолимого гравитационного давления. Например, черная дыра с массой планеты Земля имеет радиус всего в несколько миллиметров. Это в 10 000 000 000 раз меньше фактического радиуса Земли. Радиус черной дыры называется радиусом Шварцшильда в честь Карла Шварцшильда, который впервые вывел чёрную дыру как решение общей теории относительности Эйнштейна.

Что находится в черной дыре?

Никто не знает наверняка, как выглядит чёрная дыра и что в ней находится. Общая теория относительности предсказывает, что в чёрной дыре существует сингулярность, место, где приливные силы становятся бесконечно большими. Как только вы пересекаете горизонт событий, вы больше не можете попасть куда-либо еще, вы можете войти только в сингулярность. Чтобы узнать, что происходит внутри чёрной дыры, нам нужна теория квантовой гравитации. Обычно считается, что эта теория заменит сингулярность чем-то другим.

Как образуются черные дыры?

В настоящее время мы знаем четыре различных способа образования чёрных дыр. Лучше всего можно понять, как образуются чёрные дыры — это связать их появление с коллапсом звезд. Звезда, которая достаточно велика, образует чёрную дыру после прекращения ядерного синтеза, потому что все, что уже можно синтезировать, синтезировано. Когда давление, создаваемое синтезом, прекращается, материя начинает сжиматься к своему собственному центру и становится все плотнее и плотнее. В конце концов, она становится настолько плотной, что ничто не может преодолеть гравитационное влияние поверхности звезды: именно так рождаются чёрные дыры. Эти чёрные дыры называются «чёрными дырами солнечной массы» и являются наиболее распространенными.

Следующим распространенным типом чёрных дыр является «сверхмассивная черная дыра», которую можно найти в центрах многих галактик, ее масса примерно в миллиард раз превышает массу черной дыры солнечной массы. Пока неизвестно, как они образуются. Считается, что когда-то они начинались как чёрные дыры солнечной массы, которые поглотили множество других звезд и выросли в центре густонаселенных галактик. Тем не менее, они, по-видимому, поглощают вещество быстрее, чем предполагает эта простая идея, и как именно они это делают, все еще остается предметом исследований.

Более спорной идеей является примитивная чёрная дыра, которая могла образоваться практически из любой массы в результате флуктуаций большой плотности в ранней Вселенной. Хотя это возможно, трудно найти модель, которая генерирует их, не создавая чрезмерного количества моделей.

Наконец, существует весьма спекулятивная идея о том, что на Большом адронном коллайдере могут образовываться крошечные чёрные дыры с массами, близкими к массе бозона Хиггса. Это работает только в том случае, если у нашей Вселенной есть дополнительные измерения. Пока что нет никаких доказательств в поддержку этой теории.

Ссылки

• Что такое черная дыра и как она выглядит
• 10 фактов о черных дырах, которые должен знать каждый
• Черные дыры: почему они черные, как их находят и при чем здесь квазары