Дълго време изглеждаше, че мистериозни черни дупки съществуват изключително в съзнанието на теоретичните физици. Сега благодарение на постиженията на съвременната наука стана ясно: те наистина съществуват. На 14 септември 2015 г. гравитационните вълни за първи път осцилираха пространство-време в американските LIGO детектори. Доказателството за пулсациите на пространството и времето, предвидено от Алберт Айнщайн (1879–1955) 100 години по-рано, е в същото време експериментално доказателство за физическото съществуване на черните дупки.
Първият измерен сигнал GW150914 възниква от две черни дупки с 36 и 29 слънчеви маси, които веднъж са обграждали един друг под формата на двоична звездна система, докато най-накрая те се сляха в обект от 62 слънчеви маси.
Няколко месеца по-късно изследователите записват гравитационни вълни от източника GW151226 от подобна система. Тези събития силно шокираха структурата на пространството-времето. И по впечатляващ начин потвърдиха съществуването на това неизвестно космическо чудовище.
Но какво е известно на обикновения човек за черните дупки? Само няколко факта, научени веднъж в часовете по астрономия в училище. Нека се опитаме да компенсираме тази разлика в знанията. Представяме ви топ 10 интересни факта за черните дупки в космоса.
10. Може да бъде безкрайно голям
Черните дупки със супер размер могат да достигнат от 105 до 1010 слънчеви маси, Все още не е ясно как са възникнали и се развивали. Изследователите предполагат, че в почти всеки център на галактиката има свръхмасова черна дупка.
Черната дупка, която се намира в центъра на Млечния път, също принадлежи към тази категория с 3,6 милиона слънчеви маси. Ако една черна дупка е заобиколена от въртящ се газо-прашен диск, тогава материята може да се нагрее и да започне да свети много ярко. Такива явления се наричат галактики на Сейферт или квазари.
9. Те са едва забележими
Черните дупки са трудни за намиране, защото не излъчват светлина, Пропускащите светлинни лъчи се отклоняват от орбитата си поради огромната сила на гравитацията. Има и черни дупки, които „спят“ и стават активни само когато материята наближи.
Тъй като черните дупки поглъщат цялата светлина, както правят много лъскави космически обекти на небето, астрономите не могат да ги определят директно. Но има няколко клавиша, които показват наличието на черна дупка.
От една страна, силната гравитация на черна дупка привлича всякакви околни предмети. Астрономите използват тези променливи движения, за да установят наличието на невидимо чудовище, което се крие наблизо.
Или обектите могат да се въртят около черна дупка и астрономите могат да търсят звезди, които като че ли изобщо не се движат, за да намерят вероятен кандидат за титлата черна дупка. Така астрономите в края на 2000-те години определят Стрелец А като черна дупка.
8. Черни дупки - гигантски прахосмукачки
Някои учени наричат черните дупки гигантски струпвания на материя в много малко пространство. Те също признават това черните дупки действат като супер силна прахосмукачка.
Те привличат материя и след това безмилостно я поглъщат като месоядно растение в дълбок отдушник. Те също хващат звезди, когато попаднат в зоната на привличане на такава черна дупка. В този случай звездната материя се върти около черна дупка, загрява и светва ярко, преди да изчезне в нея.
През 2010 г. изследователите наблюдават с телескоп как гигантска черна дупка буквално разкъсва звезда.
7. Въздействайте на времето
Според теорията на относителността на Айнщайн времето за различните наблюдатели протича по различен начин. При скорости, близки до скоростта на светлината, времето се движи по-бавно за движещо се тяло. Тоест скоростта на светлината е абсолютна стойност, която е нереалистична за постигане, а времето винаги е относително.
По едно време Айнщайн заключи, че гравитацията се появява в резултат на кривината пространство-време. Той нарече такава закономерност общата теория на относителността. В извито пространство-време всички елементи се движат по най-краткия път.
Общата теория на относителността предполага, че скоростта на времето е в пряка зависимост от гравитационното поле.
Черните дупки имат толкова голяма маса, че те огъват пространството-времето по такъв начин, че в него възниква бездънна повреда, Следователно, веднъж там, връщането вече е нереалистично.
6. Изхвърлете материята в космоса
Черните дупки също са вид всеядни ядещи, които често раздават местоположението си. Когато привличат околните звезди, техните мощни гравитационни и магнитни сили прегряват падащия газ и прах, причинявайки им излъчване на радиация. Част от тази светеща материя обхваща черна дупка във вихрен участък, наречен аккреционен диск.
В същото време материята, която започва да попада в черна дупка, не е задължително да остане там. Черните дупки понякога могат да хвърлят падащ звезден прахпревръщайки го във вид на мощни радиационни изблици.
5. Не фунии, а сфери
В повечето учебници и наръчници по астрономия черните дупки са показани като фунии. Това е така, защото те са показани от гледна точка на гравитационния кладенец. Всъщност черните дупки наподобяват сфера във формата си.
4. Защо са черни
Въпреки факта, че черната дупка няма значение, тя има повърхност - „хоризонтът на събитията“. В известен смисъл това е ограничител, през който нищо не може да проникне навън - нито радио сигнал, нито дори частици светлина, въртящи се с огромни скорости. Оттук дойде думата "черен".
3. Законите на физиката не важат в центъра
Ако се завърти черна дупка, хоризонтът на събитията е леко деформиран. Но пространството-времето на непосредствената му среда и материята, съществуваща там, се въртят с него. Тази зона на влияние на черната дупка се нарича ергосфера и има формата на елипсоид. Материята, която веднъж го въведе отвън, не е задължително да се потопи директно в капана пространство-време, но първо се върти с него.
2. Нито една черна дупка не е като другите
Свръхмасивните черни дупки, предвидени от общата теория на относителността на Айнщайн, могат да имат маси, равни на милиарди слънца; тези космически чудовища вероятно се крият в центровете на повечето галактики.
Млечният път съдържа своята супермасивна черна дупка в центъра, известна като Стрелец А, която е повече от четири милиона пъти по-масивна от нашето Слънце.
Малките членове на семейството на черните дупки все още са теоретични. Тези малки вихрушки от тъмнината можеха да оживеят скоро след като Вселената се е образувала в резултат на голям взрив преди около 13,7 милиарда години и след това бързо се изпаряват.
Астрономите също подозират, че във Вселената има клас обекти, наречени средни по размер черни дупки, въпреки че доказателствата за тяхното съществуване все още са противоречиви.
1. Отваря се от Джон Уилър
През 1967 г. Джон Арчибалд Уилър измисли термина „черна дупка“, Преди това "бащата" на теорията на относителността Алберт Айнщайн вече се е занимавал с черни дупки. Според него черните дупки са места от пространство-време, които са толкова силно извити, че светлината не може да мине, без да бъде погълната.
През 1982 г. в Големия Магеланов облак е открита първата Голяма дупка извън нашата галактика, на разстояние около 150 000 светлинни години.