Чорні діри: що ми про них знаємо?
У 1783 році англійський геолог і астроном Джон Мичелл (1724-1793) першим припустив, що в природі можуть існувати настільки масивні зірки, що навіть промінь світла не здатний покинути їх поверхню. Цю ж ідею висловив у своїй книзі «Система світу» (1796 рік) французький математик і астроном П'єр Симон Лаплас.
Чорні діри - області простору, в яких гравітаційне тяжіння настільки велике, що ні речовина, ні випромінювання не можуть їх залишити. Чорна діра відділена від решти простору «горизонтом подій» - поверхнею, на якій друга космічна швидкість дорівнює швидкості світла. Оскільки в природі ніщо не може рухатися з більшою швидкістю, ніякої носій інформації не може вийти з-під горизонту подій (часто його називають «поверхнею чорної діри»).
Тому внутрішня частина чорної діри причинно не пов'язана з рештою всесвіті- відбуваються «під поверхнею» чорної діри фізичні процеси не можуть впливати на процеси поза нею. В той же час, речовина і випромінювання, падаюче зовні на чорну діру, може вільно проникати через горизонт подій. Простіше кажучи, чорна діра все поглинає, але нічого не випускает- це і стало причиною її такої назви, запропонованого в 1968 американським фізиком Джоном Арчібальдом Уїлером.
Великий вчений Альберт Ейнштейн в загальній теорії відносності довів можливість існування чорних дір. Зірки - це еволюціонують об'єкти, тобто вони знаходяться в постійній зміні та розвитку. Вони, як люди, народжуються, живуть, вмирають. І хоча за весь час існування цивілізації на небі не зникло і не з'явилося жодної помітної оці зірки (якщо не вважати спалахів наднових і нових зірок), зірки не залишаються незмінними.
Поступово термоядерное паливо в них вигоряє і зірка «старіє». Чим більше маса зірки, тим швидше проходить вона свій життєвий шлях, стає червоним гігантом, а потім може перетворитися у білий карлик і дуже повільно охолонути, або ж під дією гравітаційного поля стиснутися до ядерної щільності, ставши нейтронної зіркою, або ж вибухнути, як наднова , або ж стати зіркою-невидимкою під назвою «чорна діра».
З теорії відносності Ейнштейна існування цих незвичайних об'єктів слід з неминучістю. Сили тяжіння пов'язані з фізичними властивостями самого простору. Виявляється, будь-яке тіло не просто існує в просторі саме по собі, але змінює «навколо себе» його геометрію.
У повсякденному житті ми не помічаємо викривленості простору, оскільки доводиться мати справу з порівняно невеликими масами. Але в космосі об'єкти можуть мати колосальну масу, а, отже, і потужне гравітаційне поле і викривляти простір подібно до того, як масивний куля прогинає натягнуту навантаження.
На такій поверхні якої-небудь легкий куля буде скочуватися в напрямку до важкого, як би притягаючи до нього. Теорія передбачила, а спостереження підтвердили, що промені зірок викривляються Сонцем. Астрономи спостерігають це під час повних сонячних затемнень. Потужне гравітаційне поле масивної зірки так сильно стискає її речовина, що не тільки речовина, але навіть і електромагнітне випромінювання (радіохвилі) не можуть вийти з зірки, і вона перестає бути видимою. Все - речовина, будь-який вид випромінювання - буде як би провалюватися в невидиму діру.
Вчені розрахували гравітаційний радіус, при якому небесне тіло може перетворитися на чорну діру. Для зірки типу нашого Сонця він становить 3 км. В чорну діру можуть перетворитися масивні зірки (крупніше нашого Сонця в багато разів) при їх катастрофічному стисканні - колапсі.
Зірка-колапсар, тобто чорна діра, уловлює випромінювання ззовні, але сама не випускає назовні ніяких випромінювань. Простір і час в області колапсара набувають дивовижні властивості: простір стягується в точку, фактично не існує, і час також перестає існувати. Для спостерігача, раптом опинився на «краю» чорної діри, не буде ні минулого, ні теперішнього, ні майбутнього. ]
