Сколько черных дыр во Вселенной? Сколько во Вселенной черных дыр.

В третий раз за историю мы напрямую обнаружили неоспоримую сигнатуру черных дыр: гравитационные волны, появившиеся в результате их слияния. В сочетании с тем, что мы уже знаем о звездных орбитах возле галактического центра, рентгеновских и радионаблюдений других галактик, измерений скорости движения газа, отрицать существование черных дыр ну никак нельзя. Но хватит ли нам информации, из этих и других источников, чтобы рассказать нам, сколько на самом деле во Вселенной черных дыр и как они распределяются?

В самом деле, как много во Вселенной черных дыр, если сравнивать с видимыми звездами?

Первое, что вы хотели бы сделать, это перейти к прямым наблюдениям. И это отличное начало.

Карта экспозиции в 7 миллионов секунд, сделанная Chandra Deep Field - South . В этом регионе сотни сверхмассивных черных дыр

Наш лучший рентгеновский телескоп на сегодняшний день - это рентгеновская обсерватория Чандра. Со своей позиции на орбите Земли она может идентифицировать даже одиночные фотоны из отдаленных источников рентгеновского излучения. Создавая глубокие изображения существенных участков неба, она может идентифицировать буквально сотни рентгеновских источников, каждый из которых соответствует далекой галактике за пределами нашей собственной. Основываясь на энергетическом спектре полученных фотонов, мы видим сверхмассивные черные дыры в центре каждой галактики.

Но каким бы невероятным ни было это открытие, в мире гораздо больше черных дыр, чем по одной на галактику. Конечно, в каждой галактике, в среднем, есть по меньшей мере миллионы или миллиарды солнечных масс, но мы видим далеко не всё.

Массы известных бинарных систем черных дыр, включая три проверенных слияния и одного кандидата на слияния от LIGO

Недавно LIGO заявила о своем третьем прямом обнаружении мощного гравитационного сигнала от слияния бинарных черных дыр, что подтвердило распространенность таких систем по Вселенной. У нас пока недостаточно статистики, чтобы получить числовую оценку, поскольку порог ошибки слишком высок. Но если взять за основу текущий порог LIGO и тот факт, что она находит сигнал раз в два месяца (в среднем), можно с уверенность сказать, что в каждой галактике размером с Млечный Путь, которую мы можем зондировать, есть как минимум с десяток таких систем.

Диапазон Advanced LIGO и ее возможность обнаружения сливающихся черных дыр

Более того, наши рентгеновские данные показывают, что есть много бинарных черных дыр с меньшей массой; возможно, значительно больше, чем массивных, которые может найти LIGO. И это даже не учитывая данные, указывающие на существование черных дыр, которые не включены в жесткие бинарные системы, а их должно быть большинство. Если в нашей галактике есть десятки черных дыр средней и высокой массы (в 10-100 солнечных масс), должны быть сотни (3-15 солнечных масс) бинарных черных дыр и тысячи изолированных (небинарных) черных дыр звездной массы.

Здесь стоит сделать акцент на «как минимум».

Потому что черные дыры чертовски сложно искать. Пока что мы можем видеть лишь самые активные, самые массивные и самые выдающиеся. Черные дыры, которые закручиваются по спирали и сливаются, великолепны, но такие конфигурации должны быть космологически редкими. Те, что увидела Чандра, являются самыми массивными, активными и все такое, но большинство черных дыр не являются монстрами в миллионы-миллиарды солнечных масс, и большинство больших черных дыр неактивны в настоящее время. Мы наблюдаем лишь малую фракцию черных дыр, и это стоит понимать, невзирая на все великолепие наблюдаемого.

То, что мы воспринимаем как взрыв гамма-излучения, может возникать в процессе слияния нейтронных звезд, которые выбрасывают вещество во Вселенную и создают самые тяжелые из известных элементов, но также порождают черную дыру в конце

И все же у нас есть способ получить качественную оценку количества и распределения черных дыр: мы знаем, как они образуются. Мы знаем, как сделать их из молодых и массивных звезд, которые становятся сверхновыми, из нейтронных звезд, которые сливаются, и в процессе прямого коллапса. И хотя оптические сигнатуры создания черной дыры крайне неоднозначны, мы повидали достаточно звезд, их смерти, катастрофических событий и звездообразования за всю историю Вселенной, чтобы иметь возможность найти именно те цифры, которые ищем.

Останки сверхновой, рожденной из массивной звезды, оставляют после себя коллапсирующий объект: либо черную дыру, либо нейтронную звезду, из которой в дальнейшем может образоваться черная дыра при определенных условиях

Три этих способа создания черных дыр все уходят корнями, если проследить все до конца, в массивные регионы звездообразования. Чтобы получить:

• Сверхновую, вам нужна звезда, которая будет в 8-10 раз больше массы Солнца. Звезды больше 20-40 солнечных масс дадут вам черную дыру; звезды меньше - нейтронную звезду.
• Нейтронную звезду, сливающуюся в черную дыру, нужно либо две нейтронных звезды, танцующих в спирали или сталкивающихся, либо нейтронная звезда, высасывающая массу из звезды-компаньона до определенного предела (около 2,5-3 солнечных масс), чтобы стать черной дырой.
• Прямой коллапс черной дыры, вам нужно достаточно материала в одном месте для образования звезды в 25 раз массивнее Солнца, и определенные условия, чтобы точно получить черную дыру (а не сверхновую).

Фотографии Хаббла показывают массивную звезду в 25 раз массивнее Солнца, которая просто исчезла, без образования сверхновой или другого объяснения. Прямой коллапс будет единственным возможным объяснением

В наших окрестностях мы можем измерить, из всех образующихся звезд, сколько из них имеют правильную массу, чтобы потенциально стать черной дырой. Мы находим, что лишь 0,1-0,2% всех звезд поблизости имеют достаточно массы, чтобы стать сверхновой, причем подавляющее большинство образует нейтронные звезды. Около половины систем, которые образуют бинарные (двоичные) системы, однако, включают звезды сопоставимых масс. Другими словами, большинство из 400 миллиардов звезд, сформировавшихся в нашей галактике, никогда не станут черными дырами.

Современная система спектральной классификации систем Моргана-Кинана с температурным диапазоном каждого звездного класса в кельвинах. Превосходящее большинство (75%) звезд сегодня - звезды М-класса, из которых лишь 1 на 800 достаточно массивна, чтобы стать сверхновой

Но это нормально, потому что некоторые из них станут. Что еще более важно, многие уже стали, хоть и в далеком прошлом. При образовании звезд вы получаете распределение масс: вы получаете несколько массивных звезд, несколько больше средних по массе и очень много маломассивных. Настолько много, что маломассивные звезды М-класса (красные карлики) с массой всего в 8-40% солнечной составляют три четверти звезд в наших окрестностях. В новых скоплениях звезд будет не так много массивных звезд, которые могут стать сверхновыми. Но в прошлом звездообразующие регионы были намного больше и богаче массой, чем Млечный Путь сегодня.

Крупнейшие звездные ясли в местной группе, 30 Doradus в Туманности Тарантула, включают самые массивные звезды, известные человечеству. Сотни из них (в следующие несколько миллионов лет) станут черными дырами

Выше вы видите 30 Doradus, крупнейший звездообразующий регион в местной группе, с массой в 400 000 солнц. В этом регионе тысячи горячих, очень синих звезд, из которых сотни станут сверхновыми. 10-30% из них превратятся в черные дыры, а остальные станут нейтронными звездами. Если предположить, что:

• в нашей галактике было много таких регионов в прошлом;
• крупнейшие звездообразующие регионы сосредоточены вдоль спиральных рукавов и по направлению к галактическому центру;
• где мы видим пульсары (останки нейтронных звезд) и источники гамма-лучей сегодня, будут черные дыры,

мы можем составить карту и показать на ней, где будут черные дыры.

Спутник NASA «Ферми» составил карту высоких энергий Вселенной в высоком разрешении. Черные дыры в галактике на карте вероятнее всего будут следовать выбросам с небольшим разбросом и разрешаться миллионами отдельных источников

Это карта гамма-лучевых источников неба, составленная «Ферми». Она похожа на звездную карту нашей галактики, разве что сильно высвечивает галактический диск. Более старые источники обеднели на гамма-лучи, поэтому это относительно новые точечные источники.

По сравнению с этой картой, карта черных дыр будет:

• более сосредоточенной в галактическом центре;
• чуть более размытой по ширине;
• включать галактическую выпуклость;
• состоять из 100 миллионов объектов, плюс-минус погрешность.

Если создать гибрид карты «Ферми» (выше) и карту галактики COBE (ниже), можно получить количественную картину расположения черных дыр в галактике.

Галактика, видимая в инфракрасном от COBE . Хотя эта карта показывает звезды, черные дыры будут следовать похожему распределению, хоть и более сжатому в галактической плоскости и более централизованному к выпуклости

Черные дыры реальные, распространены и подавляющее большинство из них крайне трудно обнаружить сегодня. Вселенная существует очень давно, и хотя мы видим огромное число звезд, большинство из самых массивных звезд - 95% и больше - уже давно погибли. Чем они стали? Около четверти из них стали черными дырами, миллионы еще скрываются.

Черная дыра в миллиарды раз массивнее Солнца питает рентгеновский джет в центре M 87, но в этой галактике должны быть миллиарды других черных дыр. Их плотность будет сосредоточена в галактическом центре

Эллиптические галактики закручивают черные дыры в эллиптический рой, скапливающийся вокруг галактического центра, примерно как и звезды, что мы видим. Многие черные дыры со временем мигрируют в гравитационный колодец в центре галактики - поэтому сверхмассивные черные дыры и становятся сверхмассивными. Но мы пока не видим этой картины целиком. И не увидим, пока не научимся качественно визуализировать черные дыры.

В отсутствие прямой визуализации, наука дает нам только это и рассказывает кое-что примечательное: на каждую тысячу звезд, что мы видим сегодня, есть примерно одна черная дыра. Неплохая статистика для совершенно невидимых объектов, согласитесь.

Июн 17, 2017 Геннадий

• в нашей галактике было много таких регионов в прошлом;
• крупнейшие звездообразующие регионы сосредоточены вдоль спиральных рукавов и по направлению к галактическому центру;
• где мы видим пульсары (останки нейтронных звезд) и источники гамма-лучей сегодня, будут черные дыры,

мы можем составить карту и показать на ней, где будут черные дыры.

Спутник NASA «Ферми» составил карту высоких энергий Вселенной в высоком разрешении. Черные дыры в галактике на карте вероятнее всего будут следовать выбросам с небольшим разбросом и разрешаться миллионами отдельных источников

Это карта гамма-лучевых источников неба, составленная «Ферми». Она похожа на звездную карту нашей галактики, разве что сильно высвечивает галактический диск. Более старые источники обеднели на гамма-лучи, поэтому это относительно новые точечные источники.

По сравнению с этой картой, карта черных дыр будет:

• более сосредоточенной в галактическом центре;
• чуть более размытой по ширине;
• включать галактическую выпуклость;
• состоять из 100 миллионов объектов, плюс-минус погрешность.

Если создать гибрид карты «Ферми» (выше) и карту галактики COBE (ниже), можно получить количественную картину расположения черных дыр в галактике.

Галактика, видимая в инфракрасном от COBE . Хотя эта карта показывает звезды, черные дыры будут следовать похожему распределению, хоть и более сжатому в галактической плоскости и более централизованному к выпуклости

Черные дыры реальные, распространены и подавляющее большинство из них крайне трудно обнаружить сегодня. Вселенная существует очень давно, и хотя мы видим огромное число звезд, большинство из самых массивных звезд - 95% и больше - уже давно погибли. Чем они стали? Около четверти из них стали черными дырами, миллионы еще скрываются.

Черная дыра в миллиарды раз массивнее Солнца питает рентгеновский джет в центре M 87, но в этой галактике должны быть миллиарды других черных дыр. Их плотность будет сосредоточена в галактическом центре

Эллиптические галактики закручивают черные дыры в эллиптический рой, скапливающийся вокруг галактического центра, примерно как и звезды, что мы видим. Многие черные дыры со временем мигрируют в гравитационный колодец в центре галактики - поэтому сверхмассивные черные дыры и становятся сверхмассивными. Но мы пока не видим этой картины целиком. И не увидим, пока не научимся качественно визуализировать черные дыры.

В отсутствие прямой визуализации, наука дает нам только это и рассказывает кое-что примечательное: на каждую тысячу звезд, что мы видим сегодня, есть примерно одна черная дыра. Неплохая статистика для совершенно невидимых объектов, согласитесь.

Черных дыр: гравитационные волны, появившиеся в результате их слияния.

В сочетании с тем, что мы уже знаем о звездных орбитах возле галактического центра, рентгеновских и радионаблюдений других галактик, измерений скорости движения газа, отрицать существование черных дыр ну никак нельзя. Но хватит ли нам информации, из этих и других источников, чтобы рассказать нам, сколько на самом деле во Вселенной черных дыр и как они распределяются?

В самом деле, как много во Вселенной черных дыр, если сравнивать с видимыми звездами?

Первое, что вы хотели бы сделать, это перейти к прямым наблюдениям. И это отличное начало.Карта экспозиции в 7 миллионов секунд, сделанная Chandra Deep Field - South . В этом регионе сотни сверхмассивных черных дыр

Наш лучший рентгеновский телескоп на сегодняшний день - это рентгеновская обсерватория Чандра. Со своей позиции на орбите Земли она может идентифицировать даже одиночные фотоны из отдаленных источников рентгеновского излучения. Создавая глубокие изображения существенных участков неба, она может идентифицировать буквально сотни рентгеновских источников, каждый из которых соответствует далекой галактике за пределами нашей собственной. Основываясь на энергетическом спектре полученных фотонов, мы видим сверхмассивные черные дыры в центре каждой галактики.

Но каким бы невероятным ни было это открытие, в мире гораздо больше черных дыр, чем по одной на галактику. Конечно, в каждой галактике, в среднем, есть по меньшей мере миллионы или миллиарды солнечных масс, но мы видим далеко не всё.
Массы известных бинарных систем черных дыр, включая три проверенных слияния и одного кандидата на слияния от LIGO

Недавно LIGO заявила о своем третьем прямом обнаружении мощного гравитационного сигнала от слияния бинарных черных дыр, что подтвердило распространенность таких систем по Вселенной. У нас пока недостаточно статистики, чтобы получить числовую оценку, поскольку порог ошибки слишком высок. Но если взять за основу текущий порог LIGO и тот факт, что она находит сигнал раз в два месяца (в среднем), можно с уверенность сказать, что в каждой галактике размером с Млечный Путь, которую мы можем зондировать, есть как минимум с десяток таких систем.
Диапазон Advanced LIGO и ее возможность обнаружения сливающихся черных дыр

Более того, наши рентгеновские данные показывают, что есть много бинарных черных дыр с меньшей массой; возможно, значительно больше, чем массивных, которые может найти LIGO. И это даже не учитывая данные, указывающие на существование черных дыр, которые не включены в жесткие бинарные системы, а их должно быть большинство. Если в нашей галактике есть десятки черных дыр средней и высокой массы (в 10-100 солнечных масс), должны быть сотни (3-15 солнечных масс) бинарных черных дыр и тысячи изолированных (небинарных) черных дыр звездной массы.

Здесь стоит сделать акцент на «как минимум».

Потому что черные дыры чертовски сложно искать. Пока что мы можем видеть лишь самые активные, самые массивные и самые выдающиеся. Черные дыры, которые закручиваются по спирали и сливаются, великолепны, но такие конфигурации должны быть космологически редкими. Те, что увидела Чандра, являются самыми массивными, активными и все такое, но большинство черных дыр не являются монстрами в миллионы-миллиарды солнечных масс, и большинство больших черных дыр неактивны в настоящее время. Мы наблюдаем лишь малую фракцию черных дыр, и это стоит понимать, невзирая на все великолепие наблюдаемого.
То, что мы воспринимаем как взрыв гамма-излучения, может возникать в процессе слияния нейтронных звезд, которые выбрасывают вещество во Вселенную и создают самые тяжелые из известных элементов, но также порождают черную дыру в конце

И все же у нас есть способ получить качественную оценку количества и распределения черных дыр: мы знаем, как они образуются. Мы знаем, как сделать их из молодых и массивных звезд, которые становятся сверхновыми, из нейтронных звезд, которые сливаются, и в процессе прямого коллапса. И хотя оптические сигнатуры создания черной дыры крайне неоднозначны, мы повидали достаточно звезд, их смерти, катастрофических событий и звездообразования за всю историю Вселенной, чтобы иметь возможность найти именно те цифры, которые ищем.
Останки сверхновой, рожденной из массивной звезды, оставляют после себя коллапсирующий объект: либо черную дыру, либо нейтронную звезду, из которой в дальнейшем может образоваться черная дыра при определенных условиях

Три этих способа создания черных дыр все уходят корнями, если проследить все до конца, в массивные регионы звездообразования. Чтобы получить:

В наших окрестностях мы можем измерить, из всех образующихся звезд, сколько из них имеют правильную массу, чтобы потенциально стать черной дырой. Мы находим, что лишь 0,1-0,2% всех звезд поблизости имеют достаточно массы, чтобы стать сверхновой, причем подавляющее большинство образует нейтронные звезды. Около половины систем, которые образуют бинарные (двоичные) системы, однако, включают звезды сопоставимых масс. Другими словами, большинство из 400 миллиардов звезд, сформировавшихся в нашей галактике, никогда не станут черными дырами.
Современная система спектральной классификации систем Моргана-Кинана с температурным диапазоном каждого звездного класса в кельвинах. Превосходящее большинство (75%) звезд сегодня - звезды М-класса, из которых лишь 1 на 800 достаточно массивна, чтобы стать сверхновой

Но это нормально, потому что некоторые из них станут. Что еще более важно, многие уже стали, хоть и в далеком прошлом. При образовании звезд вы получаете распределение масс: вы получаете несколько массивных звезд, несколько больше средних по массе и очень много маломассивных. Настолько много, что маломассивные звезды М-класса (красные карлики) с массой всего в 8-40% солнечной составляют три четверти звезд в наших окрестностях. В новых скоплениях звезд будет не так много массивных звезд, которые могут стать сверхновыми. Но в прошлом звездообразующие регионы были намного больше и богаче массой, чем Млечный Путь сегодня.
Крупнейшие звездные ясли в местной группе, 30 Doradus в Туманности Тарантула, включают самые массивные звезды, известные человечеству. Сотни из них (в следующие несколько миллионов лет) станут черными дырами

Выше вы видите 30 Doradus, крупнейший звездообразующий регион в местной группе, с массой в 400 000 солнц. В этом регионе тысячи горячих, очень синих звезд, из которых сотни станут сверхновыми. 10-30% из них превратятся в черные дыры, а остальные станут нейтронными звездами. Если предположить, что:

• в нашей галактике было много таких регионов в прошлом;
• крупнейшие звездообразующие регионы сосредоточены вдоль спиральных рукавов и по направлению к галактическому центру;
• где мы видим пульсары (останки нейтронных звезд) и источники гамма-лучей сегодня, будут черные дыры,

мы можем составить карту и показать на ней, где будут черные дыры.
Спутник NASA «Ферми» составил карту высоких энергий Вселенной в высоком разрешении. Черные дыры в галактике на карте вероятнее всего будут следовать выбросам с небольшим разбросом и разрешаться миллионами отдельных источников

Это карта гамма-лучевых источников неба, составленная «Ферми». Она похожа на звездную карту нашей галактики, разве что сильно высвечивает галактический диск. Более старые источники обеднели на гамма-лучи, поэтому это относительно новые точечные источники.

По сравнению с этой картой, карта черных дыр будет:

• более сосредоточенной в галактическом центре;
• чуть более размытой по ширине;
• включать галактическую выпуклость;
• состоять из 100 миллионов объектов, плюс-минус погрешность.

Если создать гибрид карты «Ферми» (выше) и карту галактики COBE (ниже), можно получить количественную картину расположения черных дыр в галактике.
Галактика, видимая в инфракрасном от COBE . Хотя эта карта показывает звезды, черные дыры будут следовать похожему распределению, хоть и более сжатому в галактической плоскости и более централизованному к выпуклости

Черные дыры реальные, распространены и подавляющее большинство из них крайне трудно обнаружить сегодня. Вселенная существует очень давно, и хотя мы видим огромное число звезд, большинство из самых массивных звезд - 95% и больше - уже давно погибли. Чем они стали? Около четверти из них стали черными дырами, миллионы еще скрываются.
Черная дыра в миллиарды раз массивнее Солнца питает рентгеновский джет в центре M 87, но в этой галактике должны быть миллиарды других черных дыр. Их плотность будет сосредоточена в галактическом центре

Эллиптические галактики закручивают черные дыры в эллиптический рой, скапливающийся вокруг галактического центра, примерно как и звезды, что мы видим. Многие черные дыры со временем мигрируют в гравитационный колодец в центре галактики - поэтому сверхмассивные черные дыры и становятся сверхмассивными. Но мы пока не видим этой картины целиком. И не увидим, пока не научимся качественно визуализировать черные дыры.

В отсутствие прямой визуализации, наука дает нам только это и рассказывает кое-что примечательное: на каждую тысячу звезд, что мы видим сегодня, есть примерно одна черная дыра. Неплохая статистика для совершенно невидимых объектов, согласитесь.

Тесты

Насколько вы внимательны? А как у вас с логикой?

В этом тесте вы сможете ответить сразу на два вопроса, а после данного теста вы сможете проверить вашу способность видеть различные цвета.

Давайте начнем с первого теста.

Тест на внимательность

Внимательно взгляните на эту футболку. В ней случайно (или специально) утюгом прожгли пару дырок.

Подсказка:

Не забывайте, сколько слоев у футболки.

Сколько цветов в палитре

А вот еще один тест, в котором вы можете узнать кое-что интересное и удивительное о своем зрении.

Сколько цветов в данном спектре вы видите?

Данный тест объясняет, как разные люди видят цвета. По данным ученых, количество цветов, которое человек может увидеть в данной картинке, зависит от цветовых рецепторов и распределения палочек и колбочек в человеческой сетчатке глаза.

Только 25% людей на планете способны увидеть все цвета.

А сколько цветов видите вы?

Меньше 20 оттенков:

Вы дихромат. Ваше зрение можно сравнить со зрением наших четвероногих друзей собак. У вас два типа световых рецепторов. Ученые считают, что такие люди склонны носить черную, бежевую и синюю (голубую) одежду. В мире около 25% дихроматов.

Между 20 и 32 оттенками :

Вы трихромат. У вас три типа световых рецепторов. Вы хорошо различаете оттенки синего, зеленого, фиолетового и красного. В мире около 50% трихроматов.

Между 33 и 39+ оттенками :

Вы тетрахромат. Как у пчел, у вас четыре типа световых рецепторов. Согласно ученым, таких людей раздражает желтый цвет, так что одежды с таким цветом у вас, вероятнее всего, нет. В мире около 25% тетрахроматов.

Черные дыры – пожалуй, самые таинственные и загадочные астрономические объекты в нашей Вселенной, с момента своего открытия привлекают внимание ученых мужей и будоражат фантазию писателей-фантастов. Что же такое черные дыры и что они из себя представляют? Черные дыры – это погаснувшие звезды, в силу своих физических особенностей, обладающие настолько высокой плотностью и настолько мощной гравитацией, что даже свету не удается вырваться за их пределы.

История открытия черных дыр

Впервые теоретическое существование черных дыр, еще задолго до их фактического открытия предположил некто Д. Мичел (английский священник из графства Йоркшир, на досуге увлекающийся астрономией) в далеком 1783 году. По его расчетам, если наше взять и сжать (говоря современным компьютерным языком — заархивировать) до радиуса в 3 км., образуется настолько большая (просто огромная) сила гравитации, что даже свет не сможет ее покинуть. Так и появилось понятие «черная дыра», хотя на самом деле она вовсе не черная, на наш взгляд более подходящим был бы термин «темная дыра», ведь имеет место именно отсутствие света.

Позже, в 1918 году о вопросе черных дыр в контексте теории относительности писал великий ученый Альберт Эйнштейн. Но только в 1967 году стараниями американского астрофизика Джона Уиллера понятие черных дыр окончательно завоевало место в академических кругах.

Как бы там ни было, и Д. Мичел, и Альберт Эйнштейн, и Джон Уиллер в своих работах предполагали только теоретическое существование этих загадочных небесных объектов в космическом пространстве, однако подлинное открытие черных дыр состоялось в 1971 году, именно тогда они впервые были замечены в телескоп.

Так выглядит черная дыра.

Как образуются черные дыры в космосе

Как мы знаем из астрофизики, все звезды (в том числе и наше Солнце) имеют некоторый ограниченный запас топлива. И хотя жизнь звезды может длиться миллиарды световых лет, рано или поздно этот условный запас топлива подходит к концу, и звезда «гаснет». Процесс «угасания» звезды сопровождается интенсивными реакциями, в ходе которых звезда проходит значительную трансформацию и в зависимости от своего размера может превратиться в белого карлика, нейтронную звезду или же черную дыру. Причем в черную дыру, обычно, превращаются самые крупные звезды, обладающие невероятно внушительными размерами – за счет сжимание этих самых невероятных размеров происходит многократное увеличение массы и силы гравитации новообразованной черной дыры, которая превращается в своеобразный галактический пылесос – поглощает все и вся вокруг себя.

Черная дыра поглощает звезду.

Маленькая ремарка – наше Солнце по галактическим меркам вовсе не является крупной звездой и после угасания, которое произойдет примерно через несколько миллиардов лет, в черную дыру, скорее всего, не превратиться.

Но будем с вами откровенны – на сегодняшний день, ученые пока еще не знают всех тонкостей образования черной дыры, несомненно, это чрезвычайно сложный астрофизический процесс, который сам по себе может длиться миллионы световых лет. Хотя возможно продвинуться в этом направлении могло бы обнаружение и последующее изучение так званых промежуточных черных дыр, то есть звезд, находящихся в состоянии угасания, у которых как раз происходит активный процесс формирования черной дыры. К слову, подобная звезда была обнаружена астрономами в 2014 году в рукаве спиральной галактики.

Сколько черных дыр существует во Вселенной

Согласно теориям современных ученых в нашей галактике Млечного пути может находиться до сотни миллионов черных дыр. Не меньшее их количество может быть и в соседней с нами галактике , до которой от нашего Млечного пути лететь всего нечего — 2,5 миллиона световых лет.

Теория черных дыр

Не смотря на огромную массу (которая в сотни тысяч раз превосходит массу нашего Солнца) и невероятной силы гравитацию увидеть черные дыры в телескоп было не просто, ведь они совсем не излучают света. Ученым удалось заметить черную дыру только в момент ее «трапезы» — поглощения другой звезды, в этот момент появляется характерное излучение, которое уже можно наблюдать. Таким образом, теория черной дыры нашла фактическое подтверждение.

Свойства черных дыр

Основное свойство черно дыры – это ее невероятные гравитационные поля, не позволяющие окружающему пространству и времени оставаться в своем привычном состоянии. Да, вы не ослышались, время внутри черной дыры протекает в разы медленнее чем обычно, и окажись вы там, то вернувшись обратно (если б вам так повезло, разумеется) с удивлением бы заметили, что на Земле прошли века, а вы даже состариться не успели. Хотя будем правдивы, окажись внутри черной дыры вы вряд ли бы выжили, так как сила гравитации там такая, что любой материальный объект просто разорвала бы даже не на части, на атомы.

А вот окажись вы даже поблизости черной дыры, в пределах действия ее гравитационного поля, то вам тоже пришлось бы не сладко, так как, чем сильнее вы бы сопротивлялись ее гравитации, пытаясь улететь подальше, тем быстрее бы упали в нее. Причинной этому казалось бы парадоксу является гравитационное вихревое поле, которым обладают все черные дыры.

Что если человек попадет в черную дыру

Испарение черных дыр

Английский астроном С. Хокинг открыл интересный факт: черные дыры также, оказывается, выделяют испарение. Правда это касается только дыр сравнительно небольшой массы. Мощная гравитация около них рождает пары частиц и античастиц, один из пары втягивается дырой внутрь, а второй исторгается наружу. Таким образом, черная дыра излучает жесткие античастицы и гамма- . Это испарение или излучение черной дыры было названо на честь ученого, открывшего его – «излучение Хокинга».

Самая большая черная дыра

Согласно теории черных дыр в центре почти всех галактик находятся огромные черные дыры с массами от нескольких миллионов до нескольких миллиардом солнечных масс. И сравнительно недавно учеными были открыты две самые большие черные дыры, известные на сегодняшний момент, они находятся в двух близлежащих галактиках: NGC 3842 и NGC 4849.

NGC 3842 – самая яркая галактика в созвездии Льва, от нас находится на расстоянии 320 миллионов световых лет. В центре нее иметься огромная черная дыра массой в 9,7 миллиарда солнечных масс.

NGC 4849 – галактика в скопление Кома, на расстоянии 335 миллионов световых лет от нас может похвалится не менее внушительной черной дырой.

Зоны действия гравитационного поля этих гигантских черных дыр, или говоря академическим языком, их горизонт событий, примерно в 5 раз больше дистанции от Солнца до ! Такая черна дыра скушала бы нашу солнечную систему и даже не поперхнулась бы.

Самая маленькая черная дыра

Но есть в обширном семействе черных дыр и совсем маленькие представители. Так самая карликовая черная дыра, открытая учеными на настоящий момент по своей массе всего лишь в 3 раза превосходит массу нашего Солнца. По сути это теоретический минимум, необходимый для образования черной дыры, будь та звезда чуть меньше, дыра бы не образовалась.

Черные дыры — каннибалы

Да, есть такое явление, как мы писали выше, черные дыры являются своего рода «галактическими пылесосами», поглощающими все вокруг себя, и в том числе и… другие черные дыры. Недавно астрономами было обнаружено поедание черной дыры из одной галактике еще большой черной обжорой из другой галактики.

• Согласно гипотезам некоторых ученых черные дыры являются не только галактическими пылесосами, всасывающими все в себя, но при определенных обстоятельствах могут и сами порождать новые вселенные.
• Черные дыры могут испаряться со временем. Выше мы писали, что английским ученым Стивеном Хокингом было открыто, что черные дыры имеют свойство излучение и через какой-то очень большой отрезок времени, когда поглощать вокруг будет уже нечего, черная дыра начнет больше испарять, пока со временем не отдаст всю свой массу в окружающий космос. Хотя это только предположение, гипотеза.
• Черные дыры замедляют время и искривляют пространство. О замедлении времени мы уже писали, но и пространство в условиях черной дыры будет совершенно искривлено.
• Черные дыры ограничивают количество звезд во Вселенной. А именно их гравитационные поля препятствуют остыванию газовых облаков в космосе, из которых, как известно, рождаются новые звезды.

Черные дыры на канале Discovery, видео

И в завершение предлагаем вам интересный научно-документальный фильм о черных дырах от канала Discovery