Исследование показало, что чёрная дыра может поддерживать жизнь

Исследование показало, что чёрная дыра может поддерживать жизнь

Чёрная дыра в представлении художника
(иллюстрация с сайта blogotech.eu).

В ходе нового исследования теоретик из Чехии и его коллеги пришли к выводу, что чёрная дыра может быть холодным солнцем для планет. Учёные полагают, что на планетах, вращающихся вокруг чёрной дыры (подобно планете Миллер из фильма "Интерстеллар"), может поддерживаться жизнь.

Согласно второму закону термодинамики, жизнь требует наличия разницы температур, которая является источником полезной энергии. Для нас это Солнце, которое значительно горячее окружающего пространства, однако в других частях космоса всё может быть с точностью до наоборот: когда звезда холодная, а её окружение тёплое.

Томаш Опатрны (Tomáš Opatrný) из Университета Палацкого в Оломоуце (Чехия) смоделировал, что произойдёт с планетой, у которой будет холодное солнце и разогретые небеса.

Напомним, что некоторые чёрные дыры имеют температуру около абсолютного нуля температур (0 К), при этом её окружение гораздо "теплее" — его температура составляет около минус 270 градусов по Цельсию, то есть примерно 3 К (благодаря реликтовому излучению — теплу, оставшемуся после Большого взрыва). Это и есть та самая необходимая разница. То есть чёрные дыры могут выступать в роли холодных солнц.

Опатрны и его коллеги пришли к выводу, что при такой разнице температур планета размером с Землю, вращающаяся вокруг чёрной дыры, которая выглядит по размеру как наше Солнце, будет получать около 900 ватт энергии. Отметим, что чёрные дыры — подчас одни из самых ярких объектов на небосводе: разогретые частицы материи и газ падают на неё под воздействием мощнейшей гравитации и светятся в рентгеновском диапазоне.

Этого достаточно для существования сложной жизни, по крайней мере, в течение короткого периода времени (то есть для развития цивилизации этого всё же не хватит). На пусть даже старую чёрную дыру, которая "подъела" все крохи вещества в своих окрестностях, постоянно падает какая-то материя. А значит, долго такое "холодное солнце" в прохладном состоянии не задержится.

Добавим, что ранняя Вселенная была ещё более разогретой. Через 15 миллионов лет после Большого взрыва, по расчётам физиков, её температура составляла и вовсе 27 кельвинов. То есть в ранней Вселенной могла существовать вода, а планета, которая обитала в окрестностях относительно прохладной чёрной дыры, могла получать и вовсе 130 гигаватт энергии (это около миллионной части того, что дарит Земле Солнце, и всё же достаточно много). Могла бы образоваться даже сложная жизнь, однако прошло ещё слишком мало времени с Большого взрыва, чтобы она смогла развиться.

Опатрны полагает, что чёрная дыра под названием Гаргантюа, показанная в фантастическом фильме "Интерстеллар", могла бы организовать достаточно энергии, чтобы поддерживать сложную жизнь, хоть и достаточно недолго (в контексте всей Вселенной).

Впрочем, нужно учитывать одно важное обстоятельство. Гравитационное притяжение чёрной дыры замедляет время на планете Миллер (один час там эквивалентен семи земным годам). Это означает, что реликтовое излучение в её окрестностях гораздо более высокоэнергетическое (замедление увеличивает частоту света). То есть температура этого мира должна была достигать около 900 градусов по Цельсию. Соответственно, огромные приливные волны этого мира должны были состоять не из воды, а скорее уж, из расплавленного алюминия!

Учёные в своей работе также предположили, что, когда спустя 100 миллиардов лет выгорят все звёзды Вселенной, жизнь может перебраться поближе к чёрным дырам, которые будут подогревать окрестности светом, образующимся из-за падающего на них вещества.

Научная работа Опатрны была опубликована на сайте arxiv.org.