Черные дыры

Черная дыра, это объект невероятной массы, для которого 2-я космическая скорость равна скорости света. Вторая космическая скорость для любого объекта, это минимальная скорость позволяющая улететь от этого объекта. Для Земли 2-я космическая скорость равна 11,2 км./с., для Юпитера она больше 60 км./с., для Солнца 617 км./с..

Как следствие ни одно тело и даже свет, не способно покинуть черную дыру, так как для этого пришлось бы разогнать его выше скорости света.

Есть такое понятие – Шварцшильдовский или гравитационный радиус. По сути это граница черной дыры, или как говорят физики горизонт событий.
Так же это радиус до которого надо сжать объект, чтобы он превратился в черную дыру. Для Земли это 0,88 см., для Солнца чуть меньше 3 км. Это означает, что если всю нашу планету сжать до тела с радиусом чуть меньше 1 см., то она превратится в черную дыру

Если бы мы посмотрели на тело, которое падает в черную дыру, мы бы заметили, что по мере приближения к черной дыре оно падает все медленнее и медленнее, с нашей точки зрения тело бы никогда не пересекло горизонт событий, никогда не упало бы внутрь черной дыры.

Это связано с тем, что вблизи большой массы время, с точки зрения внешнего наблюдателя, течет медленнее. Если говорить точнее, то это нам кажется, что время течет медленнее, если посмотреть на процесс падения в черную дыру с точки зрения самого тела, то оно бы продолжало падать, спокойно бы преодолело горизонт событий и упало в самый центр черной дыры, в так называемую сингулярность.

Я намерено упростил описание падения тела, так что сильно не бейте.

Кстати сингулярность, т.е. точка с бесконечной плотностью в самом центре не всегда существует внутри черной дыры. К примеру, при средней плотности нашей вселенно 9,31•10 в −27 кг/м3 т.е. примерно 5 атомов водорода в кубометре, да в нашей вселенной очень много пустого места, если бы она занимала объем шара с радиусом около 100 млрд. св. лет, то с точки зрения внешнего наблюдателя она бы представляла собой черную дыру. У черных дыр вообще есть замечательное свойство, чем больше радиус черной дыры, тем меньше плотность. Так что может оказаться, что мы живем внутри черной дыры.

По существующей ныне теории черные дыры могут появляться 2-мя способами:
1. Коллапс массивных звезд на конечном этапе эволюции. Происходит это так, когда внутри звезды кончается топливо Водород, Гелий и т.д., т.е. затухает ядерная реакция внутри звезды, то звезда начинает обрушиваться в себя и при определенной массе может превратиться в черную дыру. Это как взять шарик и резко выкачать из него весь воздух. Тут я не буду затрагивать вопросы связанные с эволюцией звезд, это тема для отдельного поста. Кстати, нашему солнцу, ни при каких условиях, не грозит стать черной дырой. Минимальная масса для того, чтобы у звезды появился мизерный шанс закончить свою жизнь в таком состоянии - равна трем солнечным.

2. Сверхмассивные черные дыры в центрах галактик, они появляются в следствии коллапса в центре галактики межзвездного газа. По современной оценке в центре нашей галактики находится черная дыра с массой в 4 000 000 солнечных.

Есть еще два способа формирования, но они на данный момент существуют в виде предположений: первичные черные дыры, те которые образовались сразу после большого взрыва и квантовые черные которые возникают во время ядерных реакций.

В процессе эволюции с черной дырой происходит масса всего интересного, а именно: она может набирать и терять массу, отдавать и поглощать излучение и даже создавать частицы и античастицы.

Сейчас поговорим об этом подробнее.

Итак, после того как черная дыра появилась, она под действием гравитации будет захватывать всю материю, которая находится рядом, это как правило межзвездный газ, но если рядом с черной дырой будет находиться другая звезда, то и она может быть съедена черной дырой. За счет этого черная дыра может набирать массу.

При этом, когда материя приближается к черной дыре, она разгоняется и нагревается, образуется аккреционный диск состоящий из разогретого газа. Так что рядом с черной дырой, которая поглощает материю, лучше не находится.

Кроме того благодаря взаимодействию черной дыры и аккреционного диска возникает такое явление как релятивистские струи – это потоки плазмы вырывающиеся с полюсов черной дыры. Кстати если под прицелом подобной струи окажется наша планета, то жизнь прекратиться в момент.

Кроме всего прочего черная дыра может терять массу. Происходит это за счет излучения Хоккинга. Тут дело в том, что на границе черной дыры могут возникать пары частица-античастица, одна из которых падает в черную дыру, а вторая улетает с поверхности. При этом, чем тем больше масса черной дыры, тем медленнее она эту массу теряет. Т.е. по сути маленькая черная дыра практически сразу же взорвется.

На этом вроде бы все, но стоит заметить, что теория образования черных дыр – теория незаконченная, много вопросов еще остается у физиков изучающих данные объекты.

А нам с вами стоит только порадоваться, что рядом с нашей солнечной системой все достаточно спокойно, нет ни черных дыр, ни нейтронных звезд, ни еще какой ни будь плохо совместимой с существованием жизни гадости, которыми наполнена наша вселенная.

Всем бобра.

На этом все.