Вступ

Чорні діри – мабуть, самі таємничі і загадкові астрономічні об’єкти в нашому Всесвіті, з моменту свого відкриття привертають увагу вчених мужів і розбурхують фантазію письменників-фантастів. Що ж таке чорні діри і що вони з себе представляють? Чорні діри – це згаслі зірки, які в силу своїх фізичних особливостей володіють настільки високою щільністю та настільки потужною гравітацією, що навіть світлу не вдається вирватися за їх межі.

Історія відкриття чорних дір

Вперше теоретичне існування чорних дір, ще задовго до їх фактичного відкриття припустив такий Д. Мічел (англійський священик з графства Йоркшир, який на дозвіллі захоплювався астрономією) у далекому 1783 році. За його розрахунками, якщо наше Сонце взяти і стиснути (кажучи сучасною комп’ютерною мовою – заархівувати) до радіуса в 3 км., утвориться настільки велика (просто величезна) сила гравітації, що навіть світло не зможе її покинути. Так і з’явилося поняття «чорна діра», хоча насправді вона зовсім не чорна, на наш погляд більш відповідним був би термін «темна діра», адже має місце саме відсутність світла.

Пізніше, у 1918 році про питання чорних дір в контексті теорії відносності писав великий вчений Альберт Ейнштейн. Але тільки в 1967 році стараннями американського астрофізика Джона Уіллера поняття чорних дір остаточно завоювало місце в академічних колах.

Як би там не було, і Д. Мічел, і Альберт Ейнштейн, і Джон Уіллер в своїх роботах припускали тільки теоретичне існування цих загадкових небесних об’єктів в космічному просторі, проте справжнє відкриття чорних дір відбулося в 1971 році, саме тоді вони вперше були помічені в телескоп.

Як утворюються чорні діри в космосі

Як ми знаємо з астрофізики, всі зірки (в тому числі і наше Сонце) мають деякий обмежений запас палива. І хоча життя зірки може тривати мільярди світлових років, рано чи пізно цей умовний запас палива добігає кінця, і зірка «гасне». Процес «згасання» зірки супроводжується інтенсивними термодинамічними реакціями, в ході яких зірка проходить значну трансформацію і в залежності від свого розміру може перетворитися на білого карлика, нейтронну зірку або ж чорну діру. Причому в чорну діру, зазвичай, перетворюються найбільші зірки, що володіють неймовірно значними розмірами – за рахунок стискання цих самих неймовірних розмірів відбувається багаторазове збільшення маси і сили гравітації новоствореної чорної діри, яка перетворюється на своєрідний галактичний пилосос – поглинає все і вся навколо себе.

Маленька ремарка – наше Сонце по галактичним мірками зовсім не є великою зіркою і після згасання, яке відбудеться приблизно через кілька мільярдів років, в чорну діру, швидше за все, не перетвориться.

Але будемо з вами відверті – на сьогоднішній день, вчені поки що не знають всіх тонкощів утворення чорної діри, безсумнівно, це надзвичайно складний астрофізичний процес, який сам по собі може тривати мільйони світлових років. Хоча можливо просунутися в цьому напрямку могло б виявлення і подальше вивчення так званих проміжних чорних дір, тобто зірок, що знаходяться в стані згасання, у яких якраз відбувається активний процес формування чорної діри. До речі, подібна зірка була виявлена астрономами в 2014 році в рукаві спіральної галактики.

Скільки чорних дір існує у Всесвіті

Згідно з теоріями сучасних вчених в нашій галактиці Чумацького шляху може перебувати до сотні мільйонів чорних дір. Не менша їх кількість може бути і в сусідній з нами галактиці Андромеда, до якої від нашого Чумацького шляху летіти всього нічого – 2,5 мільйона світлових років.

Теорія чорних дір

Не дивлячись на величезну масу (яка в сотні тисяч разів перевищує масу нашого Сонця) і неймовірної сили гравітацію побачити чорні діри в телескоп було не просто, адже вони зовсім не випромінюють світла. Вченим вдалося помітити чорну діру тільки в момент її «трапези» – поглинання іншої зірки, в цей момент з’являється характерне випромінювання, яке вже можна спостерігати. Таким чином, теорія чорної діри знайшла фактичне підтвердження.

Властивості чорних дір

Основна властивість чорно діри – це її неймовірні гравітаційні поля, що не дозволяють навколишньому простору і часу залишатися в своєму звичному стані. Так, ви не помилилися, час всередині чорної діри протікає в рази повільніше ніж зазвичай, і якби ви там опинились, то повернувшись назад (якщо б вам так пощастило, зрозуміло) з подивом б помітили, що на Землі пройшли століття, а ви навіть постаріти не встигли. Хоча будемо правдиві, опинись ви всередині чорної діри, то навряд чи б вижили, так як сила гравітації там така, що будь-який матеріальний об’єкт просто розірвала б не те що на частини, на атоми.

А ось якби ви навіть опинилися поблизу чорної діри, в межах дії її гравітаційного поля, то вам теж довелося б не солодко, так як, чим сильніше ви б чинили опір її гравітації, намагаючись відлетіти подалі, тим швидше б впали в неї. Причиною цього здавалося б парадоксу є гравітаційне вихрове поле, яким володіють всі чорні діри. 

Висновки

Згідно з гіпотезами деяких вчених чорні діри є не тільки галактичними пилососами, що всмоктують все в себе, але при певних обставинах можуть і самі породжувати нові всесвіти.

Чорні діри можуть випаровуватися з часом. Вище ми писали, що англійським вченим Стівеном Хокінгом було відкрито, що чорні діри мають властивість випромінювання і через якийсь дуже великий відрізок часу, коли поглинати навколо буде вже нічого, чорна діра почне більше випаровувати, поки з часом не віддасть всю свою масу в навколишній космос. Хоча це тільки припущення, гіпотеза.

Чорні діри уповільнюють час і викривляють простір. Про сповільнення часу ми вже писали, але й простір в умовах чорної діри буде абсолютно викривлений.

Чорні діри обмежують кількість зірок у Всесвіті. А саме їх гравітаційні поля перешкоджають охолодженню газових хмар в космосі, з яких, як відомо, народжуються нові зірки.

Список використаної літератури

1. Майкл Фінкел. Пожирач зірок // National Geographic. — 2014. — Т. 144, № № 3 (12). — С. 34-45. с.
2. Новиков И. Д., Фролов В. П. Чёрные дыры во Вселенной // УФН. — 2001. — Т. 171, № 3. — С. 307-324.