Черная дыра пространство и время
В противном случае будет нарушена общая теория относительности. Но если говорить серьезно, то С. Быстрее света в природе ничто двигаться не может, значит, из черной дыры не может вообще ничто выходить. По этой же причине свет не может покинуть черную дыру: условные склоны долины настолько круты, что свету не хватает скорости, чтобы выбраться наружу.
Вокруг черной дыры пространство-время искривляется настолько сильно, что даже свет не может покинуть ее притяжения.
Это явление называется гравитационной линзой и используется для изучения далеких галактик на космических телескопах. Существует также интересная связь между черными дырами и временем. По теории относительности, чем сильнее гравитационное поле, тем медленнее идет время. В окрестности черной дыры время искажается настолько сильно, что можно наблюдать эффект временного смещения.
Это понятие известно как гравитационная временная диляция и хорошо иллюстрируется фильмом "Интерстеллар". Недавно ученые обнаружили первые непосредственные доказательства существования черных дыр. В году была опубликована фотография черной дыры в центре галактики Мессье Это стало выдающимся достижением и подтверждением теории черных дыр.
Однако, большинство физиков склоны считать, что на самом деле белых дыр нет. Почему так? Гипотетически, такой объект должен продолжать расти и поглощать материю, но такое поведение противоречит известным физическим законам. Поэтому белые дыры считаются чрезвычайно неустойчивыми и неспособными существовать в долгосрочной перспективе. В рамках полного решения Шварцшильда предполагается возможность существования как чёрных, так и белых дыр. Однако на данный момент считается, что шварцшильдовских белых дыр в реальности не существует.
Аналогично, полное решение Керра предусматривает наличие как чёрных, так и белых дыр. Белая дыра в рамках решения Керра известного для чёрных дыр образуется в одной вселенной в результате образования чёрной дыры в другой. А вот израильские астрономы Алон Реттер и Шломо Хеллер считают, что аномальный гамма-всплеск GRB , который произошел в году, мог быть связан с белой дырой.
Алон Реттер исследовал теорию, согласно которой белые дыры могут возникать, но затем немедленно распадаются, что приводит к явлению, аналогичному Большому Взрыву.
Он и его коллеги назвали это явление «Малым Взрывом». GRB не вписывается в существовавшую картину наблюдений. Длительность гамма-всплеска составила секунды, рентгеновское послесвечение длилось более недели. Обычно же гамма-всплески делят на две категории: длинные более двух секунд и короткие.
Предполагаемая модель кротовой норы, которая может связывать пространство-время.
Интересны воздействия, которые оказывает гравитационное поле чёрной дыры на окружающий космос. Одним из таких эффектов является «дилатация времени» вблизи чёрной дыры время течет медленнее.
Это удивительное явление было продемонстрировано астрономической обсерваторией — телескопом «Хаббл» ещё можно «Интерстеллар» вспомнить. Также чёрные дыры взаимодействуют с окружающими звёздами и газом. Если звезда или газовое облако приблизится к чёрной дыре, то их разорвёт мощной силой её гравитации. Сопровождается это яркими и потрясающими явлениями — такими как космические гамма-всплески и квазары.
NGC находится на расстоянии примерно 80 миллионов световых лет от Земли, в то время как Mrk находится гораздо дальше, на расстоянии 1 миллиарда световых лет. При этом Mrk всё ещё находится относительно близко к Земле, поскольку многие квазары находятся на гораздо больших расстояниях. Существует несколько теорий, которые пытаются объяснить чёрные дыры и их свойства.
Одной из них является общая теория относительности Альберта Эйнштейна, которая представляет гравитацию как деформацию пространства-времени вблизи массивных объектов, таких как чёрные дыры. Существует также теория «испарения» чёрных дыр, которую разработал английский физик Стивен Хокинг. Согласно этой концепции, чёрные дыры излучают небольшое количество энергии через квантовые эффекты, что со временем приводит к их «испарению».
В научной среде это феноменальное предположение вызвало множество дискуссий. Более того, активные исследования в этой области ведутся до сих пор. Кстати, именно поэтому невозможно создать на адронном коллайдере чёрную дыру, которая всех поглотит — она будет слишком маленькой и быстро «испарится». Немалый вклад внесли и российские учёные: их исследования охватывают различные аспекты этой загадочной темы — от математических моделей до наблюдательных данных. Наши астрофизики принимают активное участие в работе над теориями чёрных дыр, а также в интерпретации наблюдений космических объектов, которые могут быть с ними связаны.
Например, профессор Геннадий Сергеевич Бисноватый-Коган, который был одним из основателей современной российской астрофизики. Он совершил значительные открытия в области общей теории относительности и астрофизики включая изучение сверхмассивных чёрных дыр в центрах галактик. Стоит отметить и работу академика Николая Ивановича Шакуры. Он разработал теорию сверхновых и подробно исследовал процессы, приводящие к образованию чёрных дыр, а также их влияние на окружающие объекты.
Конечно, это далеко не полный список тех, кто изучал или изучает тайны чёрных дыр. Среди них и Сергей Борисович Попов, работавший над моделями аккреции чёрных дыр, и Рашид Алиевич Сюняев, специалист в области гравитационных линз, и Исаак Маркович Халатников, который внёс значительный вклад в теоретические исследования чёрных дыр, и многие другие.
А ещё был проект «Радиоастрон», руководил которыми легендарный астрофизик, академик Николай Семёнович Кардашёв. Проекту удалось добиться значительного прорыва в наблюдении чёрных дыр с помощью радиотелескопа. Фотография чёрной дыры, сделанная в рамках проекта Event Horizon Telescope EHT — одно из значимых научных достижений в астрономии и космологии. Это первое изображение, которое позволило увидеть чёрную дыру в центре галактики Мессье 87 M87 находящейся на расстоянии около 55 миллионов световых лет от Земли.
Фотография была представлена мировой общественности 10 апреля года. Гравитационное поле — это то, что удерживает нас на Земле и заставляет Землю вращаться вокруг Солнца. Как правило, чем массивнее объект, тем сильнее его гравитационное поле. Гравитационное поле Земли чрезвычайно затрудняет полет в космос.
Вот почему мы строим ракеты: мы должны лететь очень быстро, чтобы вырваться из-под земного притяжения. Гравитационное поле же черной дыры настолько сильное, что даже свет не может от него ускользнуть. Это впечатляет, поскольку свет — самое быстрое явление, известное науке. Между прочим, именно поэтому черные дыры черные: свет попросту не может от нее отразиться, а потому для нашего глаза это будет пятно абсолютной черноты, вокруг которого вращается ярчайший диск раскаленного вещества.
Общая теория относительности Альберта Эйнштейна говорит нам, что материя и энергия оказывают любопытное влияние на вселенную.
Материя и энергия искривляют и растягивают пространство. Чем массивнее объект, тем больше пространство растягивается и искривляется вокруг него. Массивный объект создает своего рода впадину, «долину» в пространстве. Когда объекты приближаются к массивному телу, они «падают» в эту долину. Именно это и ожидает космической корабль, который рискнет приблизиться к черной дыре.
По этой же причине свет не может покинуть черную дыру: условные склоны долины настолько круты, что свету не хватает скорости, чтобы выбраться наружу.
Долина, созданная черной дырой, становится все круче и круче по мере приближения к ней. Точка, в которой она становится настолько крутой, что свет не может покинуть ее, называется горизонтом событий. Горизонты событий интересны не только потенциальным путешественникам во времени: они также интересны и философам, поскольку влияют на то, как мы понимаем природу времени.
Когда пространство растянуто, растягивается и время. Часы, находящиеся рядом с массивным объектом, будут идти медленнее, чем те, которые находятся рядом с телом гораздо меньшей массы. Часы рядом с черной дырой будут идти очень медленно по сравнению с часами на Земле. Один год рядом с черной дырой может означать 80 лет на Земле — нечто подобное проиллюстрировал Кристофер Нолан в картине «Интерстеллар».
