Как устроена Вселенная

Всем известно по фантастическим кинофильмам важное свойство черной дыры – то, что в нее попало, обратно уже не вернется. Касается это всего – даже света, ведь так черные дыры и получили свое название: они поглощают свет, но не отдают взамен ничего, из-за этого они кажутся просто черным пятном в космическом пространстве. По данным общей теории относительности, если некий объект стремится к центру черной дыры и приближается в итоге на критическое расстояние, которое названо радиусом Шварцшильда, то поглощение этого объекта черной дырой неизбежно. Для массы небольшой звезды, вроде нашего Солнца, такое критическое расстояние составит три километра. То есть, чтобы Солнце превратилось в черную дыру, нужно уплотнить всю его массу до размера небольшого городка.

Общая теория относительности прогнозирует другие интересные факты – например, вся материя черной дыры концентрируется в сверхплотную точку в самом центре черной дыры. Это явление называется сингулярностью. Теоретически, конечная масса материи, имея бесконечную плотность, не занимает никакого пространства, однако происходит ли подобное явление в центре черной дыры на самом деле, экспериментально проверить невозможно.

Таким образом, фактически не имея возможности "разглядеть" черную дыру в обычном понимании слова, наблюдатель, тем не менее, сможет обнаружить ее наличие по определенным косвенным признакам, связанным с влиянием мощного гравитационного поля черной дыры на материю вокруг неё.

Теоретически, в центре каждой галактики (в том числе нашего Млечного пути) располагается огромная черная дыра, в миллионы раз массивнее нашего Солнца – такие черные дыры называют сверхмассивными. Эти сверхмассивные черные дыры были обнаружены при помощи наблюдения за движением межзвездного газа ближе к центру галактики. Наблюдения показывают, что газы перемещаются на небольшом удалении от сверхмассивного объекта. Методом довольно простых расчетов при помощи формул механики Ньютона выяснилось, что притягивающий их объект обладает невероятно огромной массой, имея при этом крайне небольшой диаметр – так влиять на окружающую материю может только черная дыра.

Современное представление астрофизиков об эволюции звезд показывает, что, когда звезда с невероятно большой массой (примерно 30 масс нашего Солнца) израсходует свое топливо и взрывается со вспышкой сверхновой, внешняя её оболочка уничтожается, а внутренняя прослойка стремительно коллапсирует – все это образует новую черную дыру.

Как говорилось ранее, изолированную в пространстве черную дыру обнаружить крайне сложно (практически невозможно), так как ее нахождение в разреженном вакууме и отсутствие каких-либо проявлений гравитационных взаимодействий делает её невидимой для разного рода оборудования. Есть небольшое исключение – если черная дыра когда-то входила в состав системы с двумя светилами, то она будет оказывать гравитационное влияние на парную ей звезду. На сегодня имеется несколько десятков кандидатов на роль подобной звездной системы, однако строгих доказательств по-прежнему нет.

В подобной двойной системе с черной дырой материя звезды будет "уходить" в направлении черной дыры, закручивая по спирали "высасываемое" черной дырой вещество. Вещество этой звезды, достигая критического расстояния по отношению к черной дыре, исчезает.

На основе этой теории многие современные астрофизики строят новые, такие как, например, путешествия во времени с помощью черных дыр, а также задают вопросы, на которые пока нет точных ответов: можно ли вернуться обратно из черной дыры? Что внутри нее, есть ли что-то с другой стороны?

Глава 4. Загадки космоса

4.1. Жизнь на других планетах

Космос – безмерное пространство вокруг нас, неизведанное, таинственное и прекрасное. Всё, что мы о нем знаем, – лишь мизерная часть того, что есть на самом деле. Сколько всего нам еще предстоит постичь? Есть ли кто-то во Вселенной, кроме нас? Что произойдет, если попасть в Черную дыру? Как возникли живые организмы? Был ли Большой взрыв? Всё это будоражит умы миллионов людей, которые хотят найти ответы на эти вопросы.

Конечно же, самой интересной темой является жизнь на других планетах. Это более реально, чем путешествия во времени (которого, по мнению большинства физиков современности, даже не существует), хотя бы потому, что если на нашей планете зародилась жизнь, то почему она не может появиться где-то еще? С другими условиями, другим химическим составом, но почему бы и нет?