Простыми словами. Что такое черная дыра в космосе.

Чёрная дыра – это область пространства с таким сильным гравитационным полем, что ничто, даже свет, не может вырваться из нее. Вот почему чёрные дыры кажутся такими чёрными. В некоторых случаях чёрные дыры – это бывшие огромные звезды, коллапсировавшие до чрезвычайной плотности во время взрывов сверхновых. В других случаях чёрные дыры имеют массу миллионов или даже миллиардов звезд.

Люди часто спрашивают: если свет не может покинуть черную дыру, то как мы можем её увидеть? Ответ заключается в том, что мы видим влияние черных дыр на пространство вокруг себя.

Черные дыры бывают двух основных типов. Первая – это так называемая черная дыра звездной массы. Это остатки огромных звезд. Когда в конце своей жизни звезда, масса которой примерно в 10 раз больше массы нашего Солнца, взрывается как сверхновая, то её ядро ​​внезапно и сильно сжимается под действием силы гравитации. В зависимости от массы звезды сжатие может остановиться, в этом случае формируется нейтронная звезда, если же её масса окажется достаточной, то ядро коллапсирует дальше, образуя черную дыру.

Второй тип черных дыр – это сверхмассивные черные дыры. Они могут иметь массу во много миллиардов раз больше, чем наше Солнце. Поскольку у них слишком большая масса, чтобы образоваться в результате смерти отдельных звезд, считается, что сверхмассивные черные дыры образовались в ранней Вселенной из огромных коллапсирующих облаков межзвездного водорода, хотя их точное происхождение неясно и является областью очень активных исследований. Также возможно, что они накопили дополнительную массу в результате слияния с другими черными дырами.

Сверхмассивные черные дыры могут иметь диаметр больше нашей Солнечной системы. В центре большинства галактик находится именно сверхмассивная черная дыра. В центре нашего Млечного Пути находится черная дыра Стрелец A *, которая имеет массу в 4 миллиона раз больше массы Солнца и её диаметр составляет около 60 миллионов км.

Что внутри черной дыры? Мы не можем наблюдать, что там внутри, потому что ни видимый свет, ни любая другая форма излучения, не может покинуть черную дыру. Но астрофизические теории предполагают, что вся масса черной дыры сосредоточена в крошечной точке бесконечной плотности. Эта точка известна как сингулярность.

Именно эта точка, эта сингулярность, образует невероятно сильное гравитационное поле черной дыры. Учтите, однако, что сингулярность может не существовать. Это потому, что вся известная физика не работает в экстремальных условиях в центре черной дыры, где, несомненно, большую роль играют квантовые эффекты. Поскольку у нас еще нет квантовой теории гравитации, невозможно описать, что на самом деле существует в центре черной дыры.

Между тем, есть кое-что, в существовании чего мы уверены – это граница черной дыры, называемая горизонтом событий. Это просто точка в пространстве, за пределами которой невозможно избежать гравитации черной дыры. Как только что-либо, падающее в черную дыру, проходит горизонт событий, оно никогда больше не сможет покинуть черную дыру и неумолимо и неизбежно притягивается к центру черной дыры. В пределах горизонта событий любой твердый объект разрывается на части сильной гравитацией и уменьшается до составляющих его субатомных частиц. На горизонте событий скорость убегания черной дыры достигает скорости света.

Поскольку черные дыры не излучают никакого света или другого обнаруживаемого излучения, их можно наблюдать только по их гравитационному воздействию на объекты в близком к ним пространстве. Если рядом с черной дырой есть звезды или газ, она может активно ими «питаться», то есть вещество от этих близлежащих объектов может втягиваться в неё. В этом случае черная дыра будет обладать аккреционным диском, в котором материал закручивается по спирали, прежде чем он будет поглощен. Аккреционный диск может вращаться со скоростью, составляющей значительный процент скорости света: трение между сталкивающимися частицами в диске повышает его температуру до миллиона градусов, излучая огромное количество рентгеновских лучей, которые можно обнаружить с помощью специальных телескопов.