Черные дыры для «чайников»: структура, виды, объяснение

Черные дыры будоражат воображение многих — как ученых, так и людей далеких от мира науки. Причем не все понимают, что это такое – черная дыра.

Если говорить откровенно, на 100% никто на Земле не знает, что это за объект. Черная дыра поглощает свет, а значит, ее нельзя наблюдать непосредственно.

Существование этих областей пространства-времени было предсказано в рамках общей теории относительности и пока что остается гипотетическим, хотя практически все ученые сходятся во мнении, что черные дыры действительно существуют.

Черная дыра – область в пространстве-времени, гравитационное притяжение которой столь велико, что ни один объект (даже двигаясь со скоростью света) не может его преодолеть.

Черная дыра обладает очень сильной плотностью. Так, черная дыра с массой Земли имела бы радиус всего 9 мм. То есть, чтобы превратить Землю в черную дыру, ее нужно сжать до таких размеров.

Черную дыру можно обнаружить исключительно по косвенным признакам.  Например, если черная дыра входит в состав системы с видимой звездой, газ звезды будет притягиваться под действием гравитации. При этом нагретый газ станет источником интенсивного рентгеновского излучения, которое и может быть зарегистрировано.

Фактически вопрос существования черных дыр и в настоящее время остается открытым, так как экспериментальных подтверждений существования черных дыр нет.

Структура черной дыры

Для лучшего понимания самого понятия черной дыры рассмотрим случай так называемой шварцшильдовской черной дыры. Это упрощенная модель — сферически симметричная черная дыра, которая характеризуется только массой. Такая черная дыра может быть порождена гипотетической умирающей  звездой, лишенной как электрического заряда, так и магнитного поля. К тому же, эта звезда не должна вращаться. Для наглядности представим структуру  черной дыры на рисунке ниже:

Шварцшильдовская черная дыра
Шварцшильдовская черная дыра

Такую черную дыру окружает фотонная сфера, состоящая из лучей света, захваченных дырой и движущихся по неустойчивым круговым орбитам вокруг нее. Внутри фотонной сферы находится горизонт событий. Горизонт событий – это точка невозврата из черной дыры. Материя и информация, попавшие за горизонт событий, уже никогда не смогут вырваться за пределы этой односторонне пропускающей поверхности. Наконец, в центре черной дыры находится сингулярность – область бесконечно сильно искривленного пространства-времени. Все то, что проваливается за горизонт событий, засасывается в сингулярность, где прекращает свое существование в привычном нам виде.

Вам понравится:   Экономика для «чайников»: эффект «безбилетника»

Виды черных дыр во Вселенной

Современная астрофизика рассматривает три типа черных дыр во Вселенной:

Звездные черные дыры

Это черные дыры со звездными массами. Они возникают как результат жизни массивных звезд. Отметим, что черные дыры образуются только из звезд, чья масса превышает массу Солнца в 20-40 раз.

Иным вариантом образования такой черной дыры может быть аккреция газа на нейтронную звезду до тех пор, пока масса последней не превзойдет максимально возможной массы нейтронной звезды – в таком случае нейтронная звезда коллапсирует в маломассивную черную дыру.

Какие есть черные дыры?
Черная дыра в центе галактики Млечный Путь

Сверхмассивные черные дыры

Такие черные дыры предположительно находятся в центрах галактик. Их масса может составлять до 10 в девятой степени масс Солнца. Эти выводы сделаны на основании анализа движения звезд около центров галактик.

Существует также гипотеза, согласно которой сверхмассивные черные дыры находятся в центрах квазаров – малоизученных и самых далеких из тех космических объектов, которые можно наблюдать с Земли. Предполагается, что квазары представляют собой ядра галактик и в своем центре имеют черную дыру. Квазары обладают невероятно сильной светимостью и небольшими размерами, их можно наблюдать на расстоянии в 10 млрд световых лет. Эти объекты выделяют огромную энергию во всех областях спектра электромагнитных волн, а особенно — в инфракрасной области.

Первичные или реликтовые черные дыры

Это черные дыры малой массы, образование которых происходило на ранних стадиях развития Вселенной. Появившиеся вследствие неоднородности Большого Взрыва сгустки вещества могли сжиматься до состояния черных дыр, тогда как остальная часть вещества расширялась. Ученые предполагают, что размер некоторых из них может быть значительно меньше размера протона.

ЧТо мы знаем о черных дырах?
Черные дыры

В другой нашей статье, вы можете узнать, как делается презентация на компьютере пошагово в Power Point.

Иван
Иван
Автор
Иван Колобков, известный также как Джони. Маркетолог, аналитик и копирайтер компании Zaochnik. Подающий надежды молодой писатель. Питает любовь к физике, раритетным вещам и творчеству Ч. Буковски.
Оцените материал:
1 Звезда2 Звезды3 Звезды4 Звезды5 Звезд
Июль 10, 2017 440
Не можешь написать работу сам? Доверь ее нашим авторам!
Осталось указать: Вид работы Тему E-mail
Пожалуйста, ожидайте...
Полное сопровождение до защиты
Шпаргалки для экзамена в подарок!
Предоплата всего 25%
Комментарии отсутствуют Написать комментарий
Ваш комментарий Отменить ответ

Оставляя комментарий, я соглашаюсь на обработку своих персональных данных в соответствии с Политикой конфиденциальности