Поразительные факты о чёрных дырах

Чёрные дыры – это то, что случается, когда Вселенная делит на ноль. Они возникают, когда реальность выдаёт критическую ошибку: слишком много вещества в одном месте силой собственной гравитации портит и само вещество, и место, в котором оно находится.

Обычно гравитация в нашей Вселенной играет роль заботливого старшего брата, который всегда приберёт за младшим разбросанные игрушки. Но в случае с чёрными дырами гравитация превращается в форменного Аль Капоне, который сначала созывает на встречу все фундаментальные законы бытия, а потом устраивает настоящую мясорубку с их участием. Чёрные дыры не только разрушают материю, они разрушают квантовые законы, формирующие эту материю, сжимая её до состояния ничтожной крупицы, пока та перестанет излишне существовать. Словом, чёрные дыры просто игнорируют реальность.

Хотя большинство людей считают их чем-то вроде «санитаров космоса», это бесконечно далекое от реальности представление. Мы собрали факты, которые избавят вас от этого заблуждения.

№6. Это самые яркие объекты в небе

Все знают, что даже свет не может покинуть поверхности чёрной дыры, из-за этого их и воображают чем-то вроде открытого посреди космоса канализационного люка. Между тем «чёрная дыра» – это всего лишь образное название, на самом деле зачастую они являются ярчайшими небесными объектами.

Мы забываем, что кроме горизонта событий, за который свет действительно не может вырваться, есть ещё и вся остальная Вселенная, и что вращающаяся чёрная дыра поглощает материю вокруг, закручивая вещество, словно водоворот.

Когда газовое облако «падает» в чёрную дыру, вещество сжимается давлением, резко уменьшаясь в объёме и нагреваясь от трения. И, подобно метеору в атмосфере, газ вокруг чёрной дыры начинает натурально гореть. Причём, он накаляется даже не добела – он начинает испускать рентгеновское излучение, перерабатывая 10% своей совокупной массы в чистую энергию. Для сравнения термоядерные боеголовки перерабатывают в энергию лишь 5% своей массы. Вы оценили? Бросьте что-то в чёрную дыру, и вы получите в 2 раз больше энергии, чем при термоядерном взрыве.

№5. Они устраивают взрывы галактического размаха

Чёрные дыры создают самое мощное гравитационное ускорение, и они же являются самыми тяжёлыми объектами нашего мироздания. Столкнуть одну с другой равнозначно тому, если бы вы попытались взломать компьютер самого создателя, хотя в нашей галактике такое столкновение уже произошло.

На снимке выше два космических взрыва, разрастающихся пузырями высокоэнергетических частиц. Насколько они большие? Ну, вот эта полоска пыли посередине – наша галактика Млечный Путь, а диаметр каждого из пузырей – 25 000 световых лет. Сейчас они покрывают половину видимого неба, а расширяться начали, по всей видимости, миллионы лет назад. Эти изображения специально сделаны цветными – на самом деле розовым цветом на них отмечено гамма-излучение. Учёные предполагают, что эти пузыри возникли, когда неизвестная карликовая галактика спикировала на Млечный путь, и её центральная чёрная дыра проиграла нашей вчистую, хоть и наделала в нашей галактике дел, словно слон в посудной лавке.

№4. Их миллионы

Ярчайшие чёрные дыры с активным ядром называются квазарами. Они не только самые яркие объекты в своих галактиках – они ярче, чем все остальные звезды в них вместе взятые. Маяки указывают морякам места, от которых лучше держаться подальше, но они же и обозначают ключевые для навигации точки. Так и чёрные дыры являются прекрасными маркерами, позволяющими нам строить карты нашей Вселенной. Принимая чёрные дыры за самых жутких космических монстров, люди полагают их редкостью. И зря: внутри практически каждой галактики существует сверхмассивная чёрная дыра. 2,5 миллиона – вот число активно поглощающих вещество чёрных дыр, обнаруженных инфракрасным телескопом WISE. Они просто-таки окружают нас.

№3. Они постоянно производят антиматерию

Вселенная постоянно порождает пары частица-античастица, которые, возникнув, тут же аннигилируют друг друга, производя выброс гамма-излучения, причём, делают это столь быстро, что принцип неопределенности Гейзенберга даже не успевает подействовать.

Но если эта виртуальная пара частица-античастица достигает горизонта событий, одну из них втягивает в чёрную дыру, а другая становится свободной. Всё это могло бы стать отличным текстом психоделической песни, если бы не было описано одним из умнейших людей на планете – Стивеном Хокингом.

Поскольку то, какая частица «сбегает» из чёрной дыры определяется случайно, так называемое излучение Хокинга предполагает, что за горизонтом событий оказывается смесь частиц-античастиц в пропорции 50 на 50 в непрерывном потоке самоаннигиляции.

№2. Они могут взрываться

Даже чёрным дырам приходиться платить за нарушение всех правил нашей Вселенной – закон сохранения энергии действует и на них. Впрочем, надо оговориться: большим чёрным дырам всё нипочем, излучение Хокинга забирает слишком незначительную часть их массы. Но для небольших дыр это катастрофа – они испускают больше энергии, чем поглощают. И тогда чёрная дыра взрывается. Но не стоит беспокоиться – если дыра настолько мала, чтобы взорваться, то она почти неспособна ничего разрушить при этом.

№1. Они стреляют «лучами смерти»

Чёрные дыры прожорливы как Пэкмен, и если они так же зачистят нашу Вселенную от всего остального, нам только останется надеяться, что творец придумал следующий уровень. Но это и так хорошо известно, а вот что вы едва ли знаете: чёрные дыры могут стрелять высокоэнергетическими лучами межгалактических масштабов.

Когда чёрная дыра поглощает материю, вращающуюся вокруг её экватора, полюса выбрасывают в пространство плазменные струи, называемые джетами, со скоростью близкой к скорости света.

Например, на снимке галактика 3С321. Чёрная дыра в её центре выбрасывает мощный джет в сторону соседней галактики, бомбардируя её рентгеновским излучением, гамма-лучами и потоками релятивистских частиц с расстояния в 20 000 световых лет. Эту чёрную дыру учёные NASA (а эти ребята даже о гибели Вселенной обычно говорят спокойно) окрестили «Звездой смерти».

via