Що таке чорні діри?
Чорні діри – це масивні космічні об'єкти, які майже неможливо побачити, тому що
Чорні діри - не чорний кулі, якими ми звикли бачити їх. Вони прозорі, але залишають чорну тінь. Це навіть не діра, а кулястий поглинач за все, що потрапляє під вплив його гравітації.
Як виникають чорні діри?
Зірки, що перевищують масу і розміри нашого Сонцяу багато разів, в кінці свого життя вибухають і утворюють або нейтронну зірку, або починають сильно стискатися, немов «падаючи» всередину себе, стрімко зменшуючи свої розміри при незмінній масі. Щільність матерії в сжимаемой точці стає дуже високою, відповідно, гравітація сильно збільшується. Коли розмір зірки стає настільки малий і щільність настільки висока в одному місці, вона «провалюється» всередину себе, в результаті чого з'являється чорна діра.
Чорна діра, наприклад, масою з одне Сонце буде за розміром менше, ніж наше світило.
Однак маленькі зірки, такі як наше Сонце, не перетворяться на чорну діру наприкінці свого життя — їхньої маси навіть недостатньо, щоб вибухнути та утворити наднову.Вибух, звичайно, буде, але на фінальній стадії маленькі зірочки перетворюються на білих карликів — дуже маленькі та гарячі зірки, які також скоро згаснуть.
В даний час ми знаємо про чотирьох різних способах освіти чорних дір
- Найкраще вивчений той, що пов'язаний із зорянимколапсом. Досить велика зірка утворює чорну діру після того, як її ядерний синтез припиняється, тому що все, що вже можна було синтезувати, було синтезовано. Коли тиск, що створюється синтезом, припиняється, речовина починає провалюватися до власного гравітаційного центру, стаючи все більш щільним. Зрештою воно настільки ущільнюється, що ніщо не може подолати гравітаційний вплив на поверхню зірки: так народжується чорна діра. Ці чорні діри називаються «чорними дірами сонячної маси», і вони найбільш поширені.
- Наступним поширеним типом чорних дірє «надмасивні чорні діри», які можна знайти в центрах багатьох галактик і які мають маси приблизно в мільярд разів більше, ніж чорні діри сонячної маси. Поки достеменно невідомо, як саме вони формуються. Вважається, що колись вони починалися як чорні діри сонячної маси, які в густонаселених галактичних центрах поглинали безліч інших зірок і росли. Тим не менш, вони, схоже, поглинають речовину швидше, ніж передбачає ця проста ідея, і як саме вони це роблять - все ще залишається предметом досліджень.
- Більш спірної ідеєю стали первинні чорні діри,які могли бути сформовані практично будь-який масою в великих флуктуаціях щільності в ранньому Всесвіті. Хоча це можливо, досить важко знайти модель, яка виробляє їх, при цьому не створюючи надмірне їх кількість.
- Нарешті, є ідея про те, що на Великому адронномуколайдері можуть утворюватися крихітні чорні діри з масами, близькими масі бозона Хіггса. Це працює тільки в тому випадку, якщо у нашого Всесвіту є додаткові виміри. Поки не було ніяких підтверджень на користь цієї теорії.
Наскільки великі чорні діри?
Горизонт чорної діри можна уявити як сферу, а її діаметрбуде прямо пропорційна масі чорної діри.у чорну діру, тим більшою стає чорна діра.
У порівнянні із зірковими об'єктами, чорні дірикрихітні, тому що маса стискається в дуже малі обсяги під дією непереборного гравітаційного тиску. Радіус чорної діри масою з планету Земля, наприклад, всього кілька міліметрів. Це в 10 000 000 000 разів менше справжнього радіуса Землі.
Радіус чорної діри називається радіусом Шварцшильда в честь Карла Шварцшильда, який вперше вивів чорні діри як рішення для загальної теорії відносності Ейнштейна.
Де знаходяться чорні діри?
Найчастіше вони розташовані в центрі галактик.Вони мають велику силу тяжіння, завдяки чому їм вдається утримувати зоряні системи на дуже великій відстані, утворюючи галактики, відомі нам зараз.
У центрі нашого Чумацького шляху теж єнадмасивна чорна діра під назвою Стрілець А *. Вона важча за Сонце в 4.02 млн рази, а радіус її ≈ 45 астрономічним одиницям (одна астрономічна одиниця = одному відстані від Землі до Сонця).
Крім надмасивних чорних дір, у центрах галактики є ще «локальні» чорні діри, які утворюються після загибелі масивних зірок.
Що всередині чорної діри?
Ніхто не знає напевно. Загальна теорія відносності передбачає, що чорна діра має сингулярність, місце, де приливні сили стають нескінченно великими, і як тільки ви перетинаєте горизонтподії, ви не можете потрапити нікуди інакше, як в сингулярність.Відповідно, загальну теорію відносності в цих місцях краще не використовувати — вона просто не працює.Щоб сказати, що відбувається всередині чорної діри, нам потрібна теорія квантової гравітації.Прийнято вважати, що ця теорія замінить сингулярність чимось іншим.
Чому всередині чорної діри можуть бути всесвіти?
Існує безліч гіпотетичних чорних дір -з електричним зарядом або без нього, що обертаються або нерухомі, оточені матерією або плаваючі в порожньому просторі. Деякі з цих гіпотетичних чорних дір напевно існують в нашому Всесвіті. Наприклад, обертається чорна діра, оточена падаючої матерією - досить поширений тип цих об'єктів.
Але деякі інші види чорних дір єчисто теоретичними. Описати їх поведінку і властивості можна, покладаючись тільки на математичні методи. Одним з таких об'єктів є електрично заряджена чорна діра, оточена антідесіттеровскім простором. Цей вид простору має постійну негативну геометричну кривизну і схожий за формою на сідло.
Такого простору в нашій Всесвіті неіснує, але його існування в теорії відкриває безліч цікавих ефектів, які можна досліджувати. Одна з причин, по якій це варто досліджувати, полягає в тому, що заряджені чорні діри мають багато спільного з обертовими чорними дірами, існуючими в нашому Всесвіті.
Автори нового дослідження виявили, що коли такі чорні діри стають відносно холодними, вони створюютьНа поверхні об'єкта цей туман підтримуєВ результаті в такому тумані утворюється надпровідне середовище.Крім звичайного горизонту подій, такі чорні діри мають ще й внутрішній горизонт, завдяки якому можна проникати в заряджені чорні діри , не розбиваючись на атоми.
Вчені показали, що по той бік зарядженоїчорної діри вас можуть чекати загадкові ефекти. Дослідники виявили, що самі внутрішні області сверхпроводящей чорної діри можуть являти собою розширюється Всесвіт - місце, де простір може розтягуватися і деформуватися з різною швидкістю в різних напрямках.
Більше того, залежно від температури чорної діри в деяких із цих областей космосу,Відбудеться новий виток коливань, які потім створять ще одну ділянку простору, що розширюється, що спричинитьНовий виток вібрацій, який потім створює нову область простору, що розширюється, і так до нескінченності.Це буде фрактальний мінівсесвіт, який нескінченно повторюватиметься в міру зменшення розмірів .
Читати також
На 3 день хвороби більшість хворих COVID-19 втрачають нюх і часто страждають нежиттю
Подивіться на найближчі знімки поверхні Сонця
Льодовик «Судного дня» виявився небезпечніше, ніж думали вчені. розповідаємо головне