Черните дупки са най-загадъчният обект в цялата наука. Всички въпроси, свързани с тях, са въпроси, които засягат Вселената като цяло. Определянето на черни дупки не е лесно. Според физиците това явление е вид продукт на гравитацията, достигнал колосални величини. В резултат зоните се появяват в пространството толкова плътно, че дори светлината не е в състояние да преодолее гравитационното си привличане. Веществото, погълнато от черната дупка, се нагрява и, потапяйки се в „бездната“, започва да излъчва много висока енергия. Това излъчване включва и рентгенови лъчи, които могат да бъдат открити от телескопи в околоземна орбита.
Известно е, че черните дупки "поглъщат" не само близките физически обекти, но и светлината. Поради тази причина те са невидими; е възможно да се установи наличието на такива явления в космоса само въз основа на косвени признаци.
Черните дупки се появяват след смъртта на големи звезди (те се наблюдават главно в далечни квазари, в избухналите ядра на галактиките). Черните дупки имат редица абсолютно фантастични свойства: свойствата на пространството се променят вътре в тях, времето се забавя. Тези два основни компонента на нашето битие в уникална зона са усукани във фуния; теоретиците смятат, че в дълбочините му пространството и времето се разпадат в кванти.
Всъщност имаме работа с гравитационен капан, от който няма изход. Освен това в тази бездна просто липсва … наблюдаваната повърхност. Ако неутронните звезди имат силни магнитни полета и строго периодични пулсации на рентгенови лъчи, тогава черните дупки се характеризират с неизчислими колебания на радиацията. Между другото, още една особеност: този феномен е уникален по количеството натрупана в него енергия. Във Вселената няма обекти, които съдържат повече от нея, отколкото черни дупки. Всъщност имаме пред себе си неизчерпаем източник!
Първоначално черната дупка се появи на хартия, когато през 18 век учените - Мичъл и Лаплас - обърнаха внимание на „предсказанието“, съдържащо се в Нютоновата теория. Математическо решение на този проблем беше видяно по-късно. В началото на 19 век Пиер Лаплас за пръв път говори за теоретичната възможност за съществуването на черни дупки. В известния „Курс на теоретичната физика“Лев Ландау и Евгений Лифшиц нарекоха тази загадка на Вселената най-красивата от всички съществуващи теории и Макс Роден я възхити „като творение на изкуството“.
Този обект предизвиква подобно отношение сред практически цялата научна общност. Но очевидно американският физик К. Торн говори най-поетично: „От всички изобретения на човешкия ум, от еднорози и химери до водородна бомба, най-фантастичният е образът на черна дупка, границата на която нищо не може да пресече и дори светлината се забавя от нея удушение."
В наше време, използвайки орбитални телескопи за наблюдение, учените са установили интересни факти. Както се оказа, черните дупки са разделени на два вида. Първият от тях включва масивни предмети, размерите на които са от порядъка на три маси на нашата звезда. Вторият е така нареченият свръхмасив (вариращ от милион до милиард слънчеви маси). Сега специалистите са определили местоположението на около 20 масивни и около 200 свръхмасивни черни дупки. Освен това бяха идентифицирани още около 220 места, в които тези обекти могат да бъдат разположени.
„Основната загадка на Вселената“не спира да дава информация на изследователите за размисъл. Така че възникват много въпроси във връзка с откриването на малки, но свръхмасивни черни дупки. Например обектът, разположен в центъра на галактиката NGC 4395 в съзвездието Кучешки хрътки, е любопитен, защото противно на математическите изчисления, той излъчва рентгенови лъчи изненадващо интензивно. Тази черна дупка е толкова мощна, колкото нейните особено големи „роднини“в центровете на други галактики. Но тази „невидимост“е по-тежка от Слънцето „само“50 000 пъти, докато обикновените свръхмасивни черни дупки, като правило, са милиони и милиарди пъти по-масивни от нашата звезда.
Промоционално видео:
Наличието на малки по размер, но особено мощни „мистерии на Вселената“може да обясни свойствата на един от видовете активни галактики. Смята се, че в центъра им има „невидими“; такива галактики са по-малко ярки от квазарите, но излъчват големи количества рентгенови лъчи.
Свръхмасивните черни дупки излъчват много повече енергия във Вселената, отколкото всички звезди взети заедно. Освен това много от тези обекти се предполага, че са формирани сравнително наскоро; изследователите смятат, че поне 15 процента от всички свръхмасивни черни дупки са възникнали, когато Вселената е била на половината си възраст.
В момента "невидимите" също продължават да растат. През последните две-три години стана ясно, че Вселената не само се разширява, но и го прави с доста прилично ускорение. Тя се осигурява от огромни невидими масиви от материя. Загадъчните „празни петна“на Вселената произвеждат 30 процента от енергията, поради която се извършва разширяването. Но откъде идват още 70 процента, все още не е известно (учените наричат тази част „тъмната енергия на Вселената“).
Масите на мистериозните обекти, които се образуват в резултат на срутването на газови облаци, са от милиони до милиарди пъти по-големи от масата на звездите. Размерите на такива "острови на тъмнината" са сравними с размерите на нашата Слънчева система. Освен това, според астрономите, супермасивни черни дупки се съдържат в центъра на повечето галактики. Нашите с вас също не правят изключение от общото правило. Нещо повече, неотдавнашните наблюдения на свръхмасивни „невидими“, които обикалят около себе си в центъра на NGC 6240 (в съзвездието Офух), предполагат, че в случай на сливане на галактики, техните черни дупки също се сливат. Този процес отнема няколкостотин милиарда години.
Всъщност черните дупки са неизследвани елементи от нашата Вселена, един вид „бели петна“. Но въпреки това съвременната физика всъщност изисква това явление да съществува. И то в достатъчно количество. И всъщност има изненадващо много такива активни галактически източници. В рентгеновия диапазон виждаме 10 пъти повече галактики, отколкото в най-подробните оптични изследвания!
И така, оказа се, че този феномен е доста често срещан във Вселената. Затова през последното десетилетие се появи ново обещаващо научно направление - демографията на черните дупки. Тя изучава разпределението на тези мистериозни обекти в пространството и взаимодействието им с други материални обекти.
Стивън Хокинг - човек, който е наричан „най-загадъчният учен на нашето време“, обръща специално внимание на изследването на черните дупки. Между другото, той е началник на отдела в Кеймбридж, който някога е бил окупиран от Исак Нютон. Тук трябва да се спомене, че този брилянтен британски физик, който има 12 научни степени, носител на Нобелова награда (1998) и Орден за чест, член на Кралското научно дружество на Великобритания и Националната академия на науките на САЩ, страда от рядка форма на атрофична склероза от почти четвърт век, което го превърна в инвалид. Хокинг се движи само благодарение на инвалидна количка с електрически двигател, изнася лекции в университета, използвайки електронен синтезатор на глас (собствената му размазана реч се разбира само от близки професори - съпругата му и три деца). Контактът на учения с външната среда се осигурява от уникален компютър, т.е.който този уникален човек контролира с единствения активен пръст на лявата си ръка …
Въз основа на години работа Хокинг стигна до заключението, че квантовото изпаряване на черните дупки е неизбежно. Това означава, че тези обекти умират. Интересен опит за съпоставяне на размера и масата на невероятните „бели петна“на Вселената. По-конкретно, изчисленията на британския учен показаха: черна дупка с тегло един милиард тона (масата на планината) ще има … размер на неутрон или протон. Между другото, професорът е убеден, че времето на формирането на мистериозната „невидимост“надвишава живота на самата Вселена! Вярно е, че квантовата теория за черните дупки все още не съществува, което означава, че процесите, посочени от Стивън Хокинг, в момента не са напълно разбрани.
Близото внимание на учените към проблема за съществуването на „невидими“се обяснява с много добри причини. Сравнително наскоро американският телескоп Хъбъл записа интересен, но не особено приятен факт: черната дупка GROJ 1655-40 от съзвездието Скорпион се насочва право към нашето Слънце. Неизвестното чудовище, разбира се, е далеч от нас - на разстояние от 6000 светлинни години. Има обаче причина за безпокойство. Скоростта на този обект вдъхва уважение: той е 40 000 километра в час! В хода на своето движение черната дупка „изяжда“звездите. Очевидно същото ще се случи в далечно от светлото бъдеще и със собственото ни Слънце. И докато учените се опитват да разберат каква е тази атака.
През лятото на 2004 г. Стивън Хокинг обяви, че е разкрил напълно тайната на черните дупки - основната мистерия на космоса. За това астрофизикът комбинира теорията на относителността и квантовата механика в една единствена теория. Хокинг твърди, че черните дупки в никакъв случай не са огромни "масови гробове" от звезди, някакво "всепоглъщащо" вещество. Още през 70-те години ученият доказа, че обмяната на енергия между даден обект и външно пространство е напълно възможна. Черните дупки - „мястото, където е унищожена класическата концепция за пространството и времето, както и всички известни закони на физиката“- не е краят на Вселената. Те изхвърлят лъчеви потоци и са обикновени развиващи се обекти.
Това откритие обаче предизвика парадокс: британският професор увери, че енергията, идваща от черната дупка, не съдържа никаква „информация“за погълнатата материя. Тогава след изпаряването на "невидимостта" от него не остава и следа, следователно не остава никаква информация. И това противоречи на всички закони на квантовата механика. Стивън Хокинг се опитва да разреши този парадокс от 30 години.
Сега професорът вярва, че мистериозните „празни петна“все още позволяват да излезе информация; тогава да попаднеш в черна дупка „не е еднопосочен билет“. Според теорията на Хокинг „невидимите“нямат ясно определен хоризонт от събития, който крие всичко в тях от външния свят и не унищожава падащи тела напълно и без следа. Вместо това жертвите на гравитационния капан продължават да отделят енергия за продължителни периоди от време, докато „черната дупка тъкмо се образува“. „Но по-късно хоризонтът се отваря и освобождава информация за това какво е паднало навътре, за да можем да проверим миналото и да прогнозираме бъдещето“, уверява ученият. Истина, следващото му изявление веднага разочарова феновете на научната фантастика: „Ако попаднете в черна дупка, вашата масова енергия ще бъде върната в нашата Вселена,но в обезобразен вид."
Между другото, мистериозните „невидими“, както се оказа, са в състояние да „пеят“! Тоест, звукови вълни произлизат от тях. Например, подобен обект от съзвездието Персей (на около 250 милиона светлинни години от Земята) постоянно "мърка" бележката, съответстваща на B-плоска, и 57 октави под първата октава. Какво е? Доказателство за процеса, чрез който прахът облак около черната дупка се нагрява? Явно е така. Но все пак въображението рисува картина, която е много далеч от науката: след като изслуша поредната порция предположения и предположения за собствената си личност, грандиозният „невидим“продължава да иронично се смее на учените, пеейки на себе си проста песен на Времето …
В. Сядро Т. Йовлева О. Очкурова