ІСТИНА І ТРАДИЦІЇ

Чорні діри: поза простором та часом

Велика Епоха

У народі існує стійкий вираз «зник, як у чорну діру провалився». Так ми намагаємось пояснити найнеймовірніше зникнення чого або кого-небудь. Цей вираз має свої підстави. Вчені дійсно приписують чорним дірам просто-таки фантастичні властивості.

Американський фізик Кіп Стівен Торн так писав про незвичайні космічні тіла: «З усіх вигадок людського розуму, від єдинорогів і химер до водневої бомби, напевно, найбільш фантастичне — це образ чорної діри».

Фото 1. Чорні діри: імітація чорної діри перед Великою Магелановою Хмарою. Ілюстрація: Uk.wikipedia.org
Фото 1. Чорні діри: імітація чорної діри перед Великою Магелановою Хмарою. Ілюстрація: Uk.wikipedia.org

Фото 1. Чорні діри: імітація чорної діри перед Великою Магелановою Хмарою. Ілюстрація: Uk.wikipedia.org

Чорна діра — це область космічного простору, що характеризується таким величезним гравітаційним тяжінням, що навіть об'єкти, які рухаються зі швидкістю світла, не можуть вилетіти з неї. Ось чому їй присвоєно статус «чорної», бо навіть кванти світла не можуть залишити цю зону!

Фото 2. Чёрные дыры: диск горячей плазмы вокруг коллапсара.
Фото 2. Чёрные дыры: диск горячей плазмы вокруг коллапсара.

Фото 2. Чорні діри: диск горячої плазми навколо колапсара. Фото: ESA/Getty Images

Наука зацікавилася теорією чорних дір після відкриття Ісааком Ньютоном закону всесвітнього тяжіння. Першим про них заговорив англійський священик і геолог Джон Мічелл. У 1784 році він опублікував роботу про можливе існування чорних дір.

До такої думки він прийшов, аналізуючи поведінку гарматного ядра в залежності від його швидкості. Користуючись законами логіки, Джон Мічелл переніс це на зірки і припустив, що може існувати такий маленький космічний об'єкт з дуже великою масою, що «швидкість його втечі» була б більшою за швидкість світла. Це означає, що таку зірку неможливо побачити, її можна лише виявити за силою тяжіння.

Фото 3. Чёрные дыры.
Фото 3. Чёрные дыры.

Фото 3. Чорні діри. Фото: FAECIASP/NASA/ Conicet

Припущення Джона Мічелла знайшло своє підтвердження завдяки загальній теорії відносності Альберта Ейнштейна.

У 1975 році ідею існування чорних дір розвинув один з найвідоміших фізиків-теоретиків нашого часу Стівен Хокінг. Він припустив, що чорні діри не є абсолютно всепоглинаючими об'єктами, а випромінюють елементарні частинки.

Як же виникають чорні діри? Ними можуть ставати дуже великі зірки (маса яких перевищує масу нашого Сонця в десятки разів) при гравітаційному колапсі. Колапс — це кінцевий етап еволюції зірок, їх катастрофічне стиснення. Ось чому чорні діри також називають «сколапсованими зірками», «колапсарами» або «застиглими зірками».

Фото 4. Чёрные дыры.
Фото 4. Чёрные дыры.

Фото 4. Чорні діри. Фото: En.wikipedia.org

Колапсари набувають дивовижних властивостей, усередині них з'являються нові закони природи. Простір і час тут стискаються в одну точку і практично перестають існувати. Простіше кажучи, якщо хтось потрапив би на край чорної діри, то для нього не існувало б ні часу, ні відстані.

Варто також відзначити, що імовірно існують й «антиподи» чорних дір — білі діри. На відміну від перших, у білі діри ніщо не може потрапити. Теорія їх існування ще не отримала свого розвитку. Не було виявлено жодного фізичного об’єкту, який відповідав би цій назві, доки в 2006 р. ізраїльські астрономи Алон Реттер і Шломо Хеллер не дали таке визначення аномальному гамма-сплеску.

Фото 5. Кадр из фильма «Чёрная дыра» Дэвида Туи.
Фото 5. Кадр из фильма «Чёрная дыра» Дэвида Туи.

Фото 5. Кадр з фільму «Чорна діра» Девіда Туі. Фото: Kinopoisk.ru

Сьогодні вчені можуть похвалитися майже тисячею виявлених ними об'єктів, яким присвоєно статус чорних дір. Дослідники припускають, що насправді їх у Всесвіті існує десятки мільйонів і людство вже впритул наблизилось до низки дивовижних космічних відкриттів.