Пожирачі світла: звідки ми знаємо про існування чорних дір і як можемо їх бачити
Джерело:
Space.comЩо треба знати про чорні діри? Щонайменше те, що вони – чи не найдивніші об’єкти у Всесвіті.
Але й найзагадковіші та найпривабливіші для дослідників та любителів космосу. Спробуємо розповісти простими словами, звідки ми про них знаємо, та як можемо бачити.
Також цікаво Лімітований дизайн: не тільки особливий вигляд, а й тема для розмови
Звідки ми знаємо про існування чорних дір
Чорні діри – надзвичайно щільні космічні об'єкти з настільки сильним гравітаційним полем, що навіть світло не може вирватися з нього. Звідки ж ми про них знаємо? Адже телескопи, якими людство спостерігало за небом, здебільшого базовані на принципі саме відбиття світла.
- Існування чорних дір передбачив Альберт Ейнштейн – у 1916 році – завдяки своїй загальній теорії відносності.
- Але сам термін з'явився значно пізніше – аж у 1967 (автор – астроном зі США Джон Вілер).
- 50 років тому, у 1971 році, першу чорну діру дослідники фізично вирахували.
- І аж у 2019 році людство побачило перше фото такого об'єкта.
Це компанія Event Horizon Telescope (EHT) опублікувала перше в історії зображення чорної діри – об'єкта у центрі галактики M87. Цей телескоп досліджував горизонт подій, за яким вже ніщо не може вийти з чорної діри. Фактично, це зображення показує раптове зникнення фотонів (частинок світла).
Чорна діра у галактиці М87 / Фото EHT
Звісно, людина загине. Вчені сперечаються тільки щодо того, як саме: за однією версією, гравітація розтягне людину у довгу макаронину, за іншою ж – горизонт подій як вогняна стіна миттєво спалить її.
Як ми можемо бачити чорні діри у Всесвіті
Вчені не можуть бачити чорні діри так, як вони бачать зірки та інші об'єкти в космосі. Ну, бо ж світла вони не відбивають, як і не відбивають, фактично, взагалі нічого. А проте астрономи можуть покладатися на відбитки випромінювання від пилу й газу, які чорна діра втягує у себе, або виштовхує.
- Так, таке теж буває: іноді, коли матерія тягнеться до чорної діри, вона рикошетом відлітає від горизонту подій назовні.
- Виникають яскраві струмені матеріалу і, хоча чорна діра залишається невидимою, струмені настільки потужні, що їх можна спостерігати на великій відстані.
З іншого боку, надмасивні чорні діри у центрах галактик можуть бути вкриті густим пилом і газом, які блокують викиди – тож такі діри куди менш помітні для астрономів.
Викид чорної діри у сузір’ї Лебедя / Фото NASA
Який вигляд мають чорні діри
Чорна діра має горизонт подій, внутрішній прошарок і сингулярність.
- Горизонт подій чорної діри – це межа, за яку не може вийти світло. Щойно фотон перетне горизонт, він вже не може вилетіти. Тобто, за горизонтом подій сила тяжіння настільки велика, що навіть швидкості світла недостатньо, аби її подолати.
- Внутрішній прошарок чорної діри – це, власне, область, у якій розташована основна маса об'єкта.
- А сингулярність – це єдина точка простору-часу, у якій маса чорної діри зосереджена.