Черные дыры список – Список чёрных дыр — это… Что такое Список чёрных дыр?

Список чёрных дыр — это… Что такое Список чёрных дыр?

Имя Созвездие Красное смещение Масса Расстояние Массивность Одиночная Активность
1ES 2344+514 Кассиопея [1] 0.044[2] 108.80±0.16[2] 172 мегапарсек [1] Сверхмассивная Блазар
3C 66B [3] Андромеда 0.021258 (1.2+0.5−0.2) × 109, (7.0+4.7−6.4) × 108[4] 300 млн. св. лет Сверхмассивная двойная [4] Радиогалактика
3C 75 [5] Кит 0.0231 296 млн. св. лет Сверхмассивная двойная Активная
3C 371 [6] Дракон[1] 0.05 730 млн св. лет [6] Сверхмассивная Блазар
4C +37.11 Созвездие КрасноеСмещение Масса Расстояние Сверхмассивная
AP Lib Созвездие КрасноеСмещение Масса Расстояние Сверхмассивная
APM 08279+5255 Созвездие КрасноеСмещение Масса Расстояние Сверхмассивная
Arp 220 Созвездие КрасноеСмещение Масса Расстояние Сверхмассивная
Центавр A (NGC 5128) Созвездие КрасноеСмещение Масса Расстояние Сверхмассивная
EXO 0706.1+5913 Созвездие КрасноеСмещение Масса Расстояние Сверхмассивная
Fornax A Созвездие КрасноеСмещение Масса Расстояние Сверхмассивная
HE0450-2958 Созвездие КрасноеСмещение Масса Расстояние Сверхмассивная
IC 1459 Созвездие КрасноеСмещение Масса Расстояние Сверхмассивная
J1728.2+5013 Созвездие КрасноеСмещение Масса Расстояние Сверхмассивная
MCG-6-30-15 Созвездие КрасноеСмещение Масса Расстояние Сверхмассивная
Messier 31 Созвездие КрасноеСмещение Масса 2,52±0,14 млн св. лет Сверхмассивная
Messier 32 Созвездие КрасноеСмещение Масса Расстояние Сверхмассивная
Messier 60 Созвездие КрасноеСмещение Масса Расстояние Сверхмассивная
Messier 77 Созвездие КрасноеСмещение Масса Расстояние Сверхмассивная
Messier 81 Созвездие КрасноеСмещение Масса Расстояние Сверхмассивная
Messier 84 Созвездие КрасноеСмещение Масса Расстояние Сверхмассивная
Messier 87 Созвездие КрасноеСмещение Масса Расстояние Сверхмассивная
Messier 105 Созвездие КрасноеСмещение Масса Расстояние Сверхмассивная
Messier 106 Созвездие КрасноеСмещение Масса Расстояние Сверхмассивная
Mrk 180 Созвездие КрасноеСмещение Масса Расстояние Сверхмассивная
Mrk 421 Созвездие КрасноеСмещение Масса Расстояние Сверхмассивная
Mrk 501 Созвездие КрасноеСмещение Масса Расстояние Сверхмассивная
NGC 821 Созвездие КрасноеСмещение Масса Расстояние Сверхмассивная
NGC 1023 Созвездие КрасноеСмещение Масса Расстояние Сверхмассивная
NGC 1097 Созвездие КрасноеСмещение Масса Расстояние Сверхмассивная
NGC 1566 Созвездие КрасноеСмещение Масса Расстояние Сверхмассивная
NGC 2778 Созвездие КрасноеСмещение Масса Расстояние Сверхмассивная
NGC 2787 Созвездие КрасноеСмещение Масса Расстояние Сверхмассивная
NGC 3079 Созвездие КрасноеСмещение Масса Расстояние Сверхмассивная
NGC 3115 Созвездие КрасноеСмещение Масса Расстояние Сверхмассивная
NGC 3245 Созвездие КрасноеСмещение Масса Расстояние Сверхмассивная
NGC 3377 Созвездие КрасноеСмещение Масса
Расстояние
Сверхмассивная
NGC 3384 Созвездие КрасноеСмещение Масса Расстояние Сверхмассивная
NGC 3608 Созвездие КрасноеСмещение Масса Расстояние Сверхмассивная
NGC 3894 Созвездие КрасноеСмещение Масса Расстояние Сверхмассивная
NGC 3998 Созвездие КрасноеСмещение Масса Расстояние Сверхмассивная
NGC 4151 Созвездие КрасноеСмещение Масса Расстояние Сверхмассивная
NGC 4261 Созвездие КрасноеСмещение Масса Расстояние Сверхмассивная
NGC 4291 Созвездие КрасноеСмещение Масса Расстояние Сверхмассивная
NGC 4342 Созвездие КрасноеСмещение Масса Расстояние Сверхмассивная
NGC 4350 Созвездие КрасноеСмещение Масса Расстояние Сверхмассивная
NGC 4438 Созвездие КрасноеСмещение Масса Расстояние Сверхмассивная
NGC 4459 Созвездие КрасноеСмещение Масса Расстояние Сверхмассивная
NGC 4473 Созвездие КрасноеСмещение Масса Расстояние Сверхмассивная
NGC 4486B Созвездие КрасноеСмещение Масса Расстояние Сверхмассивная
NGC 4564 Созвездие КрасноеСмещение Масса Расстояние Сверхмассивная
NGC 4579 Созвездие КрасноеСмещение Масса Расстояние Сверхмассивная
NGC 4596 Созвездие КрасноеСмещение Масса Расстояние Сверхмассивная
NGC 4697 Созвездие КрасноеСмещение Масса Расстояние Сверхмассивная
NGC 4742 Созвездие КрасноеСмещение Масса Расстояние Сверхмассивная
NGC 4791 Созвездие КрасноеСмещение Масса Расстояние Сверхмассивная
NGC 4945
Созвездие КрасноеСмещение Масса Расстояние Сверхмассивная
NGC 5033 Созвездие КрасноеСмещение Масса Расстояние Сверхмассивная
NGC 5845 Созвездие КрасноеСмещение Масса Расстояние Сверхмассивная
NGC 6251 Созвездие КрасноеСмещение Масса Расстояние Сверхмассивная
NGC 7052 Созвездие КрасноеСмещение Масса Расстояние Сверхмассивная
NGC 7457 Созвездие КрасноеСмещение Масса Расстояние Сверхмассивная
OJ 287 Созвездие КрасноеСмещение Масса Расстояние Сверхмассивная
PKS 0521-365 Созвездие КрасноеСмещение Масса Расстояние Сверхмассивная
PKS 0548-322 Созвездие КрасноеСмещение Масса Расстояние Сверхмассивная
PKS 2201+044 Созвездие КрасноеСмещение Масса Расстояние Сверхмассивная
Q0906+6930 Созвездие КрасноеСмещение Масса Расстояние Сверхмассивная
Стрелец A* (Sagittarius A*, Sgr A*) Созвездие КрасноеСмещение Масса Расстояние Сверхмассивная
Сомбреро (Messier 110, M 104, NGC 4594) Созвездие КрасноеСмещение Масса Расстояние Сверхмассивная
Водоворот (Messier 51, M51, NGC 5194/5194) Созвездие КрасноеСмещение Масса Расстояние Сверхмассивная

dic.academic.ru

Черные дыры: описание, факты, классификация

Объекты глубокого космоса > Черные дыры

Рассмотрите загадочные и невидимые черные дыры во Вселенной: интересные факты, исследование Эйнштейна, сверхмассивные и промежуточные типы, теория, строение.

Черные дыры – одни из наиболее интересных и таинственных объектов в космическом пространстве. Обладают высокой плотностью, а гравитационная сила настолько мощная, что даже свету не удается вырваться за ее пределы.

Впервые о черных дырах заговорил Альберт Эйнштейн в 1916 году, когда создал общую теорию относительности. Сам термин возник в 1967 году благодаря Джону Уилеру. А первую черную дыру «заметили» в 1971 году.

Классификация черных дыр включает три типа: черные дыры звездной массы, сверхмассивные и черные дыры средней массы. Обязательно посмотрите видео про черные дыры, чтобы узнать много интересных фактов и познакомиться с этими загадочными космическими формированиями поближе.

Интересные факты о черных дырах

  • Если вы оказались внутри черной дыры, то гравитация будет вас растягивать. Но бояться не нужно, ведь вы умрете еще до того, как достигнете сингулярности. Исследования 2012 года предположили, что квантовые эффекты превращают горизонт событий в огненную стену, сделавшую из вас кучку пепла.
  • Черные дыры не «всасывают». Этот процесс вызывается вакуумом, которого нет в этом образовании. Так что материал просто падает.
  • Первой черной дырой стал Лебедь Х-1, найденный ракетами со счетчиками Гейгера. В 1971 году ученые получили сигнал радиоизлучения от Лебедя Х-1. Этот объект стал предметом спора между Кипом Торном и Стивеном Хокингом. Последний считал, что это не черная дыра. В 1990 году он признал свое поражение.
  • Крошечные черные дыры могли появиться сразу после Большого Взрыва. Стремительно вращающееся пространство сжимало некоторые области в плотные дыры, с меньшей массивностью, чем у Солнца.
  • Если звезда подойдет слишком близко, то ее может разорвать.
  • По общим подсчетам, существует примерно до миллиарда звездных черных дыр с массой втрое больше солнечной.
  • Если сравнивать теорию струн и классическую механику, то первая порождает больше разновидностей массивных гигантов.

Опасность черных дыр

Когда у звезды заканчивается топливо, она может запустить процесс саморазрушения. Если ее масса была втрое больше солнечной, то оставшееся ядро станет нейтронной звездой или белым карликом. Но более крупная звезда трансформируется в черную дыру.

Зависимость между массой черной дыры и массой балджа

Такие объекты маленькие, но обладают невероятной плотностью. Представьте, что перед вами объект, размером в город, но его масса в три раза больше солнечной. Это создает невероятно огромную гравитационную силу, которая притягивает пыль и газ, увеличивая ее размеры. Вы удивитесь, но в Млечном Пути может располагаться несколько сотен миллионов звездных черных дыр.

Сверхмассивные черные дыры

Конечно, ничто во Вселенной не сравнится с устрашающими сверхмассивными черными дырами. Они превосходят солнечную массу в миллиарды раз. Полагают, что такие объекты есть практически в каждой галактике. Ученые пока не знают всех тонкостей процесса формирования. Скорее всего, они вырастают за счет накапливания массы из окружающего пыли и газа.

Размер крупнейшей из известных черных дыр

Возможно, они обязаны своим масштабам слиянию тысячи небольших черных дыр. Или же могло разрушиться целое звездное скопление.

Черные дыры в центрах галактик

Астрофизик Ольга Сильченко об открытии сверхмассивной черной дыры в туманности Андромеды, исследованиях Джона Корменди и темных гравитирующих телах:


Природа космических радиоисточников

Астрофизик Анатолий Засов о синхротронном излучении, черных дырах в ядрах далеких галактик и нейтральном газе:

Промежуточные черные дыры

Не так давно ученые нашли новый вид — черные дыры средней массы (промежуточные). Они могут формироваться, когда звезды в скоплении сталкиваются, поддавшись цепной реакции. В итоге, падают в центр и формируют сверхмассивную черную дыру.

Рост черных дыр

В 2014 году астрономы обнаружили промежуточный тип в рукаве спиральной галактики. Их очень сложно найти, потому что могут располагаться в непредсказуемых местах.

Микрочерные дыры

Физик Эдуард Боос о безопасности БАК, рождении микрочерной дыры и понятии мембраны:

Теория черных дыр

Черные дыры — чрезвычайно массивные объекты, но охватывают сравнительно скромный объем пространства. Кроме того, обладают огромной гравитацией, не позволяя объектам (и даже свету) покинуть их территорию. Однако, напрямую увидеть их невозможно. Исследователям приходится обращаться к излучению, появляющемуся, когда черная дыра питается.

Черные дыры в сливающихся галактиках

Интересно, но бывает так, что вещество, направляющееся к черной дыре, отскакивает от горизонта событий и выбрасывается наружу. При этом формируются яркие струи материала, передвигающиеся на релятивистских скоростях. Эти выбросы можно зафиксировать на больших дистанциях.

Черные дыры – удивительные объекты, в которых сила тяжести настолько огромна, что может сгибать свет, деформировать пространство и искажать время.

В черных дырах можно выделить три слоя: внешний и внутренний горизонт событий и сингулярность.

Горизонт событий черной дыры – граница, где у света пропадают все шансы на бегство. Как только частичка переходит этот рубеж, она не сможет уйти. Внутренняя область, где находится масса черной дыры, называется сингулярностью.

Черная дыра Млечного Пути может являться источником высокоэнергетических нейтрино

Если мы говорим с позиции классической механики, то ничто не может покинуть черную дыру. Но квантовая вносит свою поправку. Дело в том, что у каждой частицы есть античастица. Они обладают одинаковыми массами, но разным зарядом. Если пересеклись, то могут аннигилировать друг друга.

Когда такая пара возникает за пределами горизонта событий, то одна из них может втянуться, а вторая оттолкнется. Из-за этого горизонт способен уменьшиться, а черная дыра разрушиться. Ученые все еще пытаются изучить этот механизм.

Аккреция

Астрофизик Сергей Попов о сверхмассивных черных дырах, образовании планет и аккреции вещества в ранней Вселенной:

Наиболее известные черные дыры

Часто задаваемые вопросы о черных дырах

— Что такое черная дыра?

Если более емко, то черная дыра — определенный участок в космосе, в котором сконцентрировано такое огромное количество массы, что ни одному объекту не удается избежать гравитационного влияния. Когда речь идет о гравитации, мы полагаемся на общую теорию относительности, предложенную Альбертом Эйнштейном. Чтобы разобраться в деталях изучаемого объекта, будем двигаться поэтапно.

Давайте представим, что вы находитесь на поверхности планеты и подбрасываете булыжник. Если вы не обладаете мощью Халка, то не сможете приложить достаточно силы. Тогда камень поднимется на определенную высоту, но под давлением гравитации рухнет обратно. Если же у вас есть скрытый потенциал зеленого силача, то вы способны придать объекту достаточное ускорение, благодаря которому он полностью покинет зону гравитационного воздействия. Это называется «скорость убегания».

Если разбить на формулу, то эта скорость зависит от планетарной массы. Чем она больше, тем мощнее гравитационный захват. Скорость вылета будет полагаться на то, где именно вы находитесь: чем ближе к центру, тем проще выбраться. Скорость вылета нашей планеты – 11.2 км/с, а вот Луны – 2.4 км/с.

Приближаемся к самому интересному. Допустим у вас есть объект с невероятной концентрацией массы, собранной в крошечном месте. В таком случае скорость убегания превышает скорость света. А мы знаем, что ничто не движется быстрее этого показателя, а значит, никто не сможет преодолеть такую силу и сбежать. Даже световому лучу это не под силу!

Еще в 18 веке Лаплас размышлял над чрезвычайной концентрацией массы. После общей теории относительности Карл Шварцшильд смог найти математическое решение для уравнения теории, чтобы описать подобный объект. Дальше свою лепту внесли Оппенгеймер, Волькофф и Снайдер (1930-е гг.). С того момента люди начали обсуждать эту тему всерьез. Стало ясно: когда у массивной звезды заканчивается топливо, она не способна противостоять силе гравитации и обязана рухнуть в черную дыру.

В теории Эйнштейна гравитация выступает проявлением кривизны в пространстве и времени. Дело в том, что обычные геометрические правила здесь не работают и массивные объекты искажают пространство-время. Черная дыра обладает причудливыми свойствами, поэтому ее искажение видно отчетливее всего. Например, у объекта есть «горизонт событий». Это поверхность сферы, отмечающая черту дыры. То есть, если вы перешагнете этот предел, то назад пути нет.

Если буквально, то это место, где скорость убегания приравнивается к световой. Вне этого места скорость убегания уступает скорости света. Но если ваша ракета способна разогнаться, то энергии хватит на побег.

Сам горизонт довольно странный с точки зрения геометрии. Если вы расположены далеко, то вам покажется, что смотрите на статическую поверхность. Но если подойти ближе, то приходит осознание, что она движется наружу со световой скоростью! Теперь понятно, почему легко войти, но так сложно сбежать. Да, это очень запутанно, ведь фактически горизонт стоит на месте, но одновременно и мчится со скоростью света. Это как в ситуации с Алисой, которой нужно было бежать максимально быстро, чтобы просто остаться на месте.

При попадании в горизонт, пространство и время переживают такое сильное искажение, что координаты начинают описывать роли радиального расстояния и времени переключения. То есть «r», отмечающая дистанцию от центра, становится временной, а за «пространственность» теперь отвечает «t». В итоге, вы не сможете перестать передвигаться с меньшим показателем r, как и не способны в обычном времени попасть в будущее. Вы придете к сингулярности, где r = 0. Можно выбрасывать ракеты, запускать двигатель на максимум, но вам не убежать.

Термин «черная дыра» придумал Джон Арчибальд Уилер. До этого их называли «остывшими звездами».

Черные дыры

Физик Эмиль Ахмедов об изучении черных дыр, Карле Шварцшильде и гигантских черных дырах:

— Насколько велика черная дыра?

Существует два способа вычислить, насколько что-то велико. Можно назвать массу или какую величину занимает участок. Если брать первый критерий, то нет конкретного предела массивности черной дыры. Можно использовать любое количество, если вы способны сжать ее до необходимой плотности.

Большая часть этих образований появилась после смерти массивных звезд, поэтому можно ожидать, что их вес должен быть равнозначен. Типичная масса для такой дыры должна быть в 10 раз больше солнечной – 1031 кг. Кроме того, в каждой галактике должна проживать центральная сверхмассивная черная дыра, чья масса превосходит солнечную в миллион раз – 1036 кг.

Сравнительный размер сверхмассивной черной дыры TON 618

Чем массивнее объект, тем больше массы охватывает. Радиус горизонта и масса прямо пропорциональны, то есть, если черная дыра весит в 10 раз больше другой, то и ее радиус в 10 раз крупнее. Радиус дыры с солнечной массивностью равняется 3 км, а если в миллион раз больше, то 3 миллиона км. Кажется, что это невероятно массивные вещи. Но не будем забывать, что для астрономии это стандартные понятия. Солнечный радиус достигает 700000 км, а у черной дыры у в 4 раза больше.

— Что случится, если вы упадете в черную дыру?

Допустим, что вам не повезло и ваш корабль неумолимо движется к сверхмассивной черной дыре. Нет смысла бороться. Вы просто выключили двигатели и идете навстречу неизбежному. Чего ожидать?

Начнем с невесомости. Вы пребываете в свободном падении, поэтому экипаж, корабль и все детали невесомы. Чем ближе подходите к центру отверстия, тем сильнее ощущаются приливные гравитационные силы. Например, ваши ноги ближе к центру, чем голова. Тогда вам начинает казаться, что вас растягивают. В итоге, вас просто разорвет на части.

Эти силы неприметны, пока вы не подойдете на удаленность в 600000 км от центра. Это уже после черты горизонта. Но мы говорим об огромном объекте. Если вы падаете в дыру с солнечной массой, то приливные силы охватили бы вас в 6000 км от центра и разорвали до того, как вы подошли к горизонту (поэтому мы отправляем вас в большую, чтобы смогли умереть уже внутри дыры, а не на подходе).

Что внутри? Не хочется разочаровывать, но ничего примечательного. Некоторые объекты могут искажаться по внешнему виду и больше ничего необычного. Даже после перехода горизонта вы будете видеть вещи вокруг себя, так как они движутся с вами.

Сколько на все это уйдет времени? Все завит от вашей удаленности. Например, вы начали с точки покоя, где сингулярность в 10 раз больше радиуса дыры. Для подхода к горизонту понадобится лишь 8 минут, а затем еще 7 секунд, чтобы войти в сингулярность. Если падаете в маленькую черную дыру, то все произойдет быстрее.

Как только перешагнете горизонт, можете стрелять ракетами, кричать и плакать. На все это у вас 7 секунд, пока не попадете в сингулярность. Но ничего уже не спасет. Поэтому просто насладитесь поездкой.

— Что увидит мой друг с безопасного расстояния?

Допустим, вы обречены и падаете в дыру, а ваш друг/подруга наблюдает за этим издалека. Ну, он увидит все по-другому. Заметит, что ближе к горизонту вы замедлите свой ход. Но даже если человек просидит сотню лет, он так и не дождется, когда вы достигнете горизонта.

Попробуем объяснить. Черная дыра могла появиться из коллапсирующей звезды. Так как материал разрушается, то Кирилл (пусть будет вашим другом) видит его уменьшение, но никогда не заметит подхода к горизонту. Именно поэтому их называли «замороженными звездами», ведь кажется, будто они замерзают с определенным радиусом.

В чем же дело? Назовем это оптической иллюзией. Для формирования дыры не нужна бесконечность, как и для перехода через горизонт. По мере вашего подхода свету требуется больше времени, чтобы добраться к Кириллу. Если точнее, то излучение в реальном времени от вашего перехода зафиксируется у горизонта навечно. Вы уже давно перешагнули за линию, а Кирилл все еще наблюдает световой сигнал.

Или же можно подойти с другой стороны. Время тянется дольше возле горизонта. Например, вы обладаете супермощным кораблем. Вам удалось приблизиться к горизонту, побыть там пару минут и выбраться живым к Кириллу. Кого же вы увидите? Старика! Ведь для вас время текло намного медленнее.

Что тогда верно? Иллюзия или игра времени? Все зависит от используемой системы координат при описании черной дыры. Если полагаться на координаты Шварцшильда, то при пересечении горизонта временная координата (t) приравнивается к бесконечности. Но показатели этой системы предоставляют размытое представление того, что происходит возле самого объекта. У линии горизонта все координаты искажаются (сингулярность). Но вам можно использовать обе системы координат, поэтому два ответа имеют силу.

В реальности вы просто станете невидимкой, и Кирилл перестанет вас видеть еще до того, как пройдет много времени. Не стоит забывать о красном смещении. Вы излучаете наблюдаемый свет на определенной волне, но Кирилл увидит его на более длинной. Волны удлиняются по мере приближения к горизонту. Кроме того, не стоит забывать, что излучение происходит в определенных фотонах.

Например, в момент перехода вы отправите последний фотон. Он достигнет Кирилла в определенное конечное время (примерно час для сверхмассивной черной дыры).

— А не может ли черная дыра поглотить все вещество во Вселенной?

Конечно, нет. Не забывайте про существование горизонта событий. Только из этой области вы не можете выбраться. Достаточно просто не приближаться к ней и чувствуйте себя спокойно. Более того, с безопасного расстояния вам этот объект будет казаться самым обычным.

Информационный парадокс Хокинга

Физик Эмиль Ахмедов о действии гравитации на электромагнитные волны, информационном парадоксе черных дыр и принципе предсказуемости в науке:

— Что будет, если наша звезда станет черной дырой?

Не паникуйте, так как Солнцу никогда не трансформироваться в подобный объект, потому что ему просто не хватит массы. Тем более, что оно будет сохранять свой теперешний внешний вид еще 5 миллиардов лет. Затем перейдет к этапу красного гиганта, поглотив Меркурий, Венеру и хорошо поджарив нашу планету, а затем станет обычным белым карликом.

Но давайте предадимся фантазии. Итак, Солнце стало черной дырой. Начнем с того, что сразу нас укутает темнота и холод. Земля и прочие планеты не будут всасываться в дыру. Они продолжат вращаться вокруг нового объекта по обычным орбитам. Почему? Потому что горизонт будет достигать всего 3 км, и гравитация ничего не сможет с нами сделать.

— Есть доказательства существования черных дыр?

Да. Естественно, мы не можем полагаться на видимое наблюдение, так как свету не удается вырваться. Но есть косвенные улики. Например, вы видите участок, в котором может быть черная дыра. Как это проверить? Начните с измерения массы. Если видно, что в одной области ее слишком много или она как бы незаметна, то вы на верном пути. Есть две точки поиска: галактический центр и двойные системы с рентгеновским излучением.

Таким образом, в 8 галактиках нашли массивные центральные объекты, чья масса ядер колеблется от миллиона до миллиарда солнечных. Массу вычисляют через наблюдение за скоростью вращения звезд и газа вокруг центра. Чем быстрее, тем больше должна быть масса, чтобы удержать их на орбите.

Эти массивные объекты считают черными дырами по двум причинам. Ну, больше просто нет вариантов. Нет ничего массивнее, темнее и компактнее. К тому же есть теория, что у всех активных и крупных галактиках в центре прячется такой монстр. Но все же это не 100% доказательства.

Но в пользу теории говорят две последних находки. У ближайшей активной галактики заметили систему «водяного мазера» (мощный источник микроволнового излучения) возле ядра. При помощи интерферометра ученые отобразили распределение газовых скоростей. То есть, они измерили скорость в пределах половины светового года в галактическом центре. Это помогло им понять, что внутри расположен массивный объект, чей радиус достигает половины светового года.

Вторая находка убеждает еще больше. Исследователи при помощи рентгена наткнулись на спектральную линию галактического ядра, указывающую на присутствие рядом атомов, скорость движения которых невероятно высокая (1/3 световой). Кроме того, излучение соответствовало красному смещению, что отвечает горизонту черной дыры.

Еще один класс можно найти в Млечном Пути. Это звездные черные дыры, формирующиеся после взрыва сверхновой. Если бы они существовали отдельно, то даже вблизи мы бы вряд ли ее заметили. Но нам везет, ведь большинство существуют в двойных системах. Их легко отыскать, так как черная дыра будет тянуть массу своего соседа и влиять на него гравитацией. «Вырванный» материал формирует аккреционный диск, в котором все нагревается, а значит, создает сильное излучение.

Предположим, вам удалось найти двойную систему. Как понять, что компактный объект представляет собою черную дыру? Снова обращаемся к массе. Для этого измерьте орбитальную скорость соседней звезды. Если масса невероятно огромная при таких малых размерах, то вариантов больше не остается.

— Как исчезают черные дыры?

Это сложный механизм. Подобную тему Стивен Хокинг затронул еще в 1970-х годах. Он говорил, что черные дыры не совсем «черные». Там присутствуют квантово-механические эффекты, заставляющие ее создавать излучение. Постепенно дыра начинает сжиматься. Скорость излучения растет с уменьшением массы, поэтому дыра излучает все больше и ускоряет процесс сжатия, пока не растворится.

Однако, это лишь теоретическая схема, ведь никто не может точно сказать, что происходит на последнем этапе. Некоторые думают, что остается небольшой, но стабильный след. Современные теории не придумали пока ничего лучше. Но сам процесс невероятен и сложен. Приходится вычислять параметры в искривленном пространстве-времени, а сами результаты не поддаются проверке в привычных условиях.

— Почему они испаряются?

Здесь можно воспользоваться Законом сохранения энергии, но только для коротких продолжительностей. Вселенная может создавать энергию и массу с нуля, но только они должны быстро исчезать. Одно из проявлений – вакуумные флуктуации. Пары частиц и античастиц вырастают из ниоткуда, существуют определенный недолгий срок и гибнут во взаимном уничтожении. При их появлении энергетический баланс нарушается, но все восстанавливается после исчезновения. Кажется фантастикой, но этот механизм подтвержден экспериментально.

Допустим, одна из вакуумных флуктуаций действует возле горизонта черной дыры. Возможно, одна из частиц падает внутрь, а вторая убегает. Сбежавшая забирает с собою часть энергии дыры и может попасть на глаза наблюдателю. Ему покажется, что темный объект просто выпустил частицу. Но процесс повторяется, и мы видим непрерывный поток излучения из черной дыры.

— А не может ли черная дыра испариться до того, как я туда попаду?

Мы уже говорили, что Кириллу кажется, будто вам нужна бесконечность, чтобы перешагнуть через линию горизонта. Кроме того, упоминалось, что черные дыры испаряются через конечный временной промежуток. То есть, когда вы достигнете горизонта, дыра исчезнет?

Нет. Когда мы описывали наблюдения Кирилла, мы не говорили о процессе испарения. Но, если этот процесс присутствует, то все меняется. Ваш друг увидит, как вы перелетите через горизонт именно в момент испарения. Почему?

Над Кириллом властвует оптическая иллюзия. Излучаемому свету в горизонте событий нужно много времени, чтобы добраться к другу. Если дыра длится вечно, то свет может идти бесконечно долго, и Кирилл не дождется перехода. Но, если дыра испарилась, то свет уже ничто не остановит, и он доберется к парню в момент взрыва излучения. Но вам уже все равно, ведь вы давно погибли в сингулярности.

— Что такое белая дыра?

В формулах общей теории относительности есть интересная особенность – симметричность во времени. Например, в любом уравнении вы можете представить, что время течет назад и получите другое, но все же правильно, решение. Если применить этот принцип к черным дырам, то рождается белая дыра.

Черная дыра – определенная область, из которой ничто не может выбраться. Но второй вариант, это белая дыра, в которую ничто не может упасть. Фактически, она все отталкивает. Хотя, с математической точки зрения, все выглядит гладко, но это не доказывает их существование в природе. Скорее всего, их нет, как и способа это выяснить.

— Что такое червоточина?

До этого момента мы говорили о классике черных дыр. Они не вращаются и лишены электрического заряда. А вот в противоположном варианте начинается самое интересное. Например, вы можете попасть внутрь, но избежать сингулярности. Более того, ее «внутренность» способна контактировать с белой дырой. То есть, вы попадете в своеобразный туннель, где черная дыра – вход, а белая – выход. Подобную комбинацию называют червоточиной.

Интересно, что белая дыра может находиться в любом месте, даже в другой Вселенной. Если уметь управлять такими червоточинами, то мы обеспечим быструю транспортировку в любую область пространства. А еще круче – возможность путешествий во времени.

Но не пакуйте рюкзак, пока не узнаете несколько моментов. К сожалению, велика вероятность, что таких формирований нет. Мы уже говорили, что белые дыры – вывод из математических формул, а не реальный и подтвержденный объект. Да и все наблюдаемые черные дыры создают падение материи и не формируют червоточин. И конечная остановка – сингулярность.

Но даже реальная червоточина лишена стабильности. Небольшое нарушение (например, ваше путешествие) может привести к коллапсу. Не верите? Тогда как насчет безопасности? Стабильная червоточина не обеспечит вам комфортного передвижения. Излучение внутри нее (реликтовое, звездное и т.д.) пребывает в синхронности на высоких частотах. Войти в такое место – это добровольное согласие поджариться.

Наблюдательные проявления черных дыр и кротовых нор

Астрофизик Александр Шацкий о фурье-образе, интерферометре «Радиоастрон» и объектах с нетривиальной топологией:

v-kosmose.com

Самая большая чёрная дыра в известной Вселенной / Habr

Чёрная дыра возникает в результате коллапса сверхмассивной звезды, в ядре которой заканчивается «топливо» для ядерной реакции. По мере сжатия температура ядра повышается, а фотоны с энергией более 511 кэВ, сталкиваясь, образуют электрон-позитронные пары, что приводит к катастрофическому снижению давления и дальнейшему коллапсу звезды под воздействием собственной гравитации.

Астрофизик Этан Сигел (Ethan Siegel) опубликовал статью «Крупнейшая чёрная дыра в известной Вселенной», в которой собрал информацию о массе чёрных дыр в разных галактиках. Просто интересно: где же находится самая массивная из них?

Поскольку наиболее плотные скопления звёзд — в центре галактик, то сейчас практически у каждой галактики в центре находится массивная чёрная дыра, образованная после слияния множества других. Например, в центре Млечного пути есть чёрная дыра массой примерно 0,1% нашей галактики, то есть в 4 млн раз больше массы Солнца.

Определить наличие чёрной дыры очень легко, изучив траекторию движения звёзд, на которые воздействует гравитация невидимого тела.

Но Млечный путь — относительно маленькая галактика, которая никак не может иметь у себя самую большую чёрную дыру. Например, недалеко от нас в скоплении Девы находится гигантская галактика Messier 87 — она примерно в 200 раз больше нашей.

Так вот, из центра этой галактики вырывается поток материи длиной около 5000 световых лет (на фото). Это сумасшедшая аномалия, пишет Этан Сигел, но выглядит очень красиво.

Учёные считают, что объяснением такого «извержения» из центра галактики может быть только чёрная дыра. Расчёт показывает, что масса этой чёрной дыры где-то в 1500 раз больше, чем масса чёрной дыры в Млечном пути, то есть примерно 6,6 млрд масс Солнца.

Но где же во Вселенной самая большая чёрная дыра? Если исходить из расчёта, что в центре почти каждой галактики имеется такой объект с массой 0,1% от массы галактики, то нужно найти самую массивную галактику. Учёные могут дать ответ и на этот вопрос.

Самая массивная из известных нам — галактика IC 1101 в центре скопления Abell 2029, который находится от Млечного пути в 20 раз дальше, чем скопление Девы.

В IC 1101 расстояние от центра до самого дальнего края — около 2 млн световых лет. Её размер вдвое больше, чем расстояние от Млечного пути до ближайшей к нам галактики Андромеды. Масса почти равняется массе всего скопления Девы!

Если в центре IC 1101 есть чёрная дыра (а она должна там быть), то она может быть самой массивной в известной нам Вселенной.

Этан Сигел говорит, что может и ошибиться. Причина — в уникальной галактике NGC 1277. Это не слишком большая галактика, чуть меньше нашей. Но анализ её вращения показал невероятный результат: чёрная дыра в центре составляет 17 млрд солнечных масс, а это аж 17% общей массы галактики. Это рекорд по соотношению массы чёрной дыры к массе галактики.

Есть и ещё один кандидат на роль самой большой чёрной дыры в известной Вселенной. Он изображён на следующей фотографии.

Странный объект OJ 287 называется блазар. Блазары — особый класс внегалактических объектов, разновидность квазаров. Они отличаются очень мощным излучением, которое в OJ 287 меняется с циклом 11-12 лет (с двойным пиком).

По мнению астрофизиков, OJ 287 включает в себя сверхмассивную центральную чёрную дыру, по орбите которой вращается ещё одна чёрная дыра меньшего размера. Центральная чёрная дыра в 18 млрд масс Солнца — самая большая из известных на сегодняшний день.

Эта парочка чёрных дыр станет одним из самых лучших экспериментов для проверки общей теории относительности, а именно — деформации пространства-времени, описанной в ОТО.

Из-за релятивистских эффектов перигелий чёрной дыры, то есть ближайшая к центровой чёрной дыре точка орбиты, должен смещаться на 39° за один оборот! Для сравнения, перигелий Меркурия сместился всего на 43 арксекунды за столетие.

habr.com

ИССЛЕДОВАНИЯ, ВИДЫ, МОДЕЛИ И ФАКТЫ

Черные дыры – это компактные объекты, существование которых было предсказано Общей теорией от­но­си­тель­нос­ти (ОТО) [1]. Ещё в начале XX века Карл Шварцшильд нашёл такое решение уравнений ОТО, которое описывало компактный объект, получивший впоследствии название чёрная дыра [2]. Хотя долгое время всё это оставалось без должного внимания, о чём сви­де­тельст­ву­ет тот факт, что даже сам термин вошёл в обиход только в 1967 году [1]. Впрочем, черные дыры были не новой идеей! Её придумали ещё в XVIII веке [3]. Принадлежит данная идея Джону Мичеллу и Пьеру-Симону Лапласу. И они не просто придумали химеру, а нашли точную ма­те­ма­ти­чес­кую ин­тер­пре­та­цию объекту, в со­от­вет­ст­вии с имеющимся тогда научным аппаратом.

Сегодня мы знаем, что черные дыры могут быть разными. Существуют сверх­мас­сив­ные черные дыры и черные дыры звёздных масс [4]. Масса черных дыр звёздных масс может тео­ре­ти­чес­ки быть от 2–3 до 80 масс Солнца (Mʘ) [5], но, в основном, от 10 до 24Mʘ[1]. А масса сверх­мас­сив­ных чёрных дыр может достигать миллионов и даже миллиардов Mʘ[6]. Формируются черные дыры звёздных масс в результате эволюции звёзд. Если масса звезды в итоге не превышает предел Чанд­ра­се­ка­ра, равный 1,44Mʘ, то она эво­лю­цио­ни­ру­ет в белого карлика [7]. Если в итоге масса звезды находится в пределах 1,44–2(3)Mʘ, то звезда эво­лю­цио­ни­ру­ет в нейтронную [8]. Если же масса больше 2–3Mʘ, то эволюция звезды должна привести к формированию черной дыры звёздной массы [5].

Как именно формируются сверхмассивные чёрные дыры до конца не понятно [9]. Вероятно, что они могут фор­ми­ро­вать­ся, как напрямую из газа, так и из первых массивных звёзд. Впрочем, хотя черные дыры хорошо описаны ма­те­ма­ти­чес­ки, и их су­щест­во­ва­ние под­тверж­да­ет­ся на­блю­да­тель­ны­ми данными [10], и даже гра­ви­та­ци­он­ны­ми волнами [11], пока существуют только кандидаты в черные дыры [12]. А наиболее вероятным кандидатом на роль черной дыры является Sgr A* в центре Млечного пути с массой 4*106Mʘ[13]. В то время как первым надёжным кандидатом стал Лебедь X-1 (Cygnus X-1) в начале 70-х годов XX столетия [14]. Давайте же разбираться во всём по порядку!

Черные дыры: основы

Самой главной характеристикой черной дыры является её способность удерживать свет [15]. Черные дыры обладают таким сильным притяжением, что даже фотоны света не способны выбраться из под их горизонта. Именно поэтому главным критерием определения компактного объекта в качестве черной дыры является огромная масса. И именно компактного! Потому что для получения черной дыры важно, чтобы большая масса со­сре­до­та­чи­ва­лась в небольшом объёме. Собственно, огромная масса в небольшом объёме – это и есть ключевое свойство любых компактных объектов [16]. А известными компактными объектами являются нейтронные звёзды, белые карлики и черные дыры.

Другими отличительными особенностями черных дыр являются отсутствие рент­ге­новс­ко­го барстера и мощное рент­ге­новс­кое излучение [12]. Именно поэтому одиночную черную дыру издалека увидеть за­труд­ни­тель­но, если ни невозможно. В связи с чем, увидеть можно только ту черную дыру, которая взаи­мо­дейст­ву­ет с другими телами [1]. Каким образом? Через аккрецию вещества и мик­ро­лин­зи­ро­ва­ние [17]. Аккреция в астрофизике означает пе­ре­тя­ги­ва­ние на себя вещества более тяжелым объектом, а мик­ро­лин­зи­ро­ва­ние – это искажение пространства вокруг черной дыры, которое проявляется в том, что вращающиеся вокруг звёзды светят с переменной яркостью.

Но, как мы уже писали выше, всё это позволяет отобрать лишь кандидатов в черные дыры, а что касается самих черных дыр, то о них точно известно совсем немного [10]. Собственно, всего существует 4 основные модели черных дыр: незаряженная и не­вра­щаю­щая­ся черная дыра Шварцшильда [2], заряженная и невращающаяся черная дыра Рейсснера-Нордстрема [18], незаряженная и вращающаяся черная дыра Керра [19], и заряженная и вращающаяся дыра Керра-Ньюмана [20]. Каждая модель обладает своей топологией, а некоторые из них описывают туннели, связывающие разные вселенные [21]. Правда, Лаплас и Мичелл в XVIII веке ничего этого не знали и просто рас­смат­ри­ва­ли уравнения Ньютона.

\[ V_1=\sqrt{G\frac{M}{R}} \]

\[ V_2=\sqrt{2G\frac{M}{R}} \]

, где V – ускорение, которое необходимо придать объекту, G – гравитационная постоянная, M – масса тела, R – радиус тела.

V1 – это первая космическая скорость, которую необходимо придать объекту для того, чтобы он оставался на орбите некоторого тела. V2 – это вторая космическая скорость, которую необходимо придать объекту для того, чтобы он смог покинуть орбиту тела. Со­от­вет­ст­вен­но, если очень сильно сжать некоторое тело, то в итоге оно может стать настолько компактным, что его орбиту не сможет покинуть даже свет. Собственно, такой объект и будет черной дырой. Вот именно его и нашли Лаплас с Мичеллом. И именно этим и является черная дыра в первом приближении. Со­от­вет­ст­вен­но, найти гра­ви­та­ци­он­ный радиус не­вра­щаю­щей­ся черной дыры (rg) можно по формуле:

\[ r_g=2\frac{GM}{c^2} \]

, где G – гравитационная постоянная, M – масса тела, а c – скорость света.

Для Земли гравитационный радиус такого объекта ~8,7мм, а для Солнца ~3км. Правда, ни тот, ни другой объект, ни какой-либо другой в Солнечной системе, не обладают достаточной массой для превращения в черную дыру. Гравитационный радиус шварц­шиль­дов­с­кой черной дыры равен радиусу её горизонта событий [22]. Называется он радиусом Шварцшильда, и по формуле выше можно найти именно его. Если же вы хотите найти массу черной дыры, то предел на массу можно определить по светимости квазара. Существует так называемый эд­динг­то­новс­кий предел (LEdd), из которого следует, что по­тен­ци­аль­ная светимость звезды зависит ис­клю­чи­тель­но от её массы [23]. Выражается LEdd в эрг/с [24] и рассчитывается по формулам:

\[ L_{Edd}=\frac{4\pi GM_{пр}}{\sigma_т} \]

\[ L_{Edd}=10^{38}\frac{M}{M_ʘ} \]

Более точными способами определения массы черной дыры являются соотношение между массой черной дыры и массой балджа, изменение орбит звёзд и мазерных источников вокруг черной дыры, кинематика газа, профиль звёздной плотности и ре­вер­бе­ра­ци­он­ное кар­ти­ро­ва­ние [25]. Собственно, первую сверх­мас­сив­ную черную дыру в центре галактики Андромеда в 1988 году Джон Корменди обнаружил именно по орбитам вращающихся вокруг неё звёзд [26]. Все остались этим очень недовольны. Самого Джона Корменди высмеяли [27], но, исходя из того, что науке известно сегодня, он был прав. Правда, вопрос эволюции сверх­мас­сив­ных черных дыр остаётся дискуссионным.

Сверхмассивные черные дыры

Исходя из общей картины эволюции Вселенной, казалось бы, что сверхмассивные черные дыры должны фор­ми­ро­вать­ся из первых сверх­мас­сив­ных звёзд. Но на­блю­да­тель­ные данные указывают на то, что сверх­мас­сив­ные черные дыры уже существовали через 1млрд лет после Большого взрыва, а значит, они должны были появиться как-то по-другому. По всей видимости, наиболее вероятной моделью формирования первичных сверх­мас­сив­ных черных дыр является прямой коллапс газа [9]. Поэтому теперь кандидатов в сверх­мас­сив­ные черные дыры астрономы наблюдают в центрах галактик [13], [27]. Со­от­вет­ст­вен­но, возникает нормальный научный вопрос: когда мы упадём в черную дыру?

На самом деле, вероятность того, что вся вселенная в итоге станет одной большой черной дырой, существует [10]. И можно по­спе­ку­ли­ро­вать на эту тему! Есть, так называемый, «ин­фор­ма­ци­он­ный парадокс» Стивена Хокинга [28], суть которого заключается в том, что восстановить информацию о процессе формирования черной дыры невозможно. Не все ученые согласны с тем, что проблема «ин­фор­ма­ци­он­но­го парадокса» существует [29], но, допустим, что это так. А так же нам известно то, что невозможно получить информацию о том, что было до Большого взрыва, когда вселенная была син­гу­ляр­нос­тью [30]. Вот и можно сделать спе­ку­ля­тив­ный вывод о том, что эволюция Вселенной приведёт к образованию единой черной дыры, масса которой будет настолько велика, что она «взорвётся», и в этот момент родится новая вселенная [31].

Впрочем, как мы уже писали выше, существуют разные модели черных дыр, и среди них есть такие, в которых отсутствует син­гу­ляр­ность [10] или горизонт событий [32]. Кстати говоря, проверить наличие горизонта у черных дыр хотят в начале 2030-х годов с помощью детектора LISA. Но в связи с разной топологией черных дыр, интересно посмотреть, что может тео­ре­ти­чес­ки произойти с человеком, попавшим в черную дыру. И теоретически – это значит, исходя из модели, а не просто из бурной фантазии, как в случае выше. Хотя сами ма­те­ма­ти­чес­кие модели тут мы, конечно, представлять не будем. Обойдёмся коротким описанием!

Что произойдет с человеком в черной дыре?

Если черная дыра обладает нетривиальной топологией, то у неё 2 горизонта: горизонт событий и горизонт Коши, между которыми находится Т-область [33], [34]. По мере движения в Т-области к горизонту Коши приливные силы будут возрастать, а объект начнёт замедляться, после чего его вытолкнет в другую вселенную через белую дыру. Таким образом, черная дыра в нашей вселенной является белой дырой в другой вселенной, а белые дыры в нашей вселенной являются черными дырами в третьей вселенной [35]. Если же у черной дыры есть син­гу­ляр­ность, то объект просто в неё упадёт. Впрочем, если этим объектом будет человек, то прежде, чем всё это произойдёт, он успеет умереть.

Умрёт ли человек сразу? Не обязательно! В сверх­мас­сив­ных черных дырах приливные силы действуют не так интенсивно, как в черных дырах звёздных масс, поэтому разорвёт человека или космический корабль ближе к син­гу­ляр­нос­ти [36]. Правда, хотя для падающего человека пройдёт не так много времени, вне черной дыры пройдут тысячи или даже сотни тысяч лет [37]. А для стороннего наблюдателя падающий объект будет просто постепенно темнеть [38]. Мы ведь видим свет, который отражают или испускают объекты, поэтому по мере снижения ин­тен­сив­нос­ти «излучения», до стороннего наблюдателя будут доходить всё менее и менее длинные лучи, пока сила притяжения черной дыры не скроет объект окончательно.

Типы черных дыр

Как уже неоднократно отмечалось выше, не­по­сред­ст­вен­но черных дыр пока никто не видел. Но есть кандидаты в черные дыры, среди которых есть сверх­мас­сив­ные и черные дыры звёздных масс. Хороших кандидатов 10 штук [12], и, как сказал Эдвин Солпитер: «Черная дыра в источнике Лебедь X-1 – это самая кон­сер­ва­тив­ная гипотеза». А 2018 год, вообще, обещает быть годом, когда мы впервые «увидим» черную дыру в центре нашей галактики – Srg A* [39]. Но, кроме сверх­мас­сив­ных и черных дыр звёздных масс, ги­по­те­ти­чес­ки так же существуют первичные [9] и про­ме­жу­точ­ные черные дыры [1]. Первичные – это сфор­ми­ро­ван­ные из газа, а про­ме­жу­точ­ные – это те, которые достаточно большие, чтобы опуститься в центр галактики и ак­кре­ци­ро­вать окружающие звёзды, в результате чего стать сверх­мас­сив­ны­ми.

Заключение

  1. Черные дыры – это компактные объекты, то­по­ло­гию ко­то­рых мож­но опи­сы­вать раз­ны­ми мо­де­ля­ми. Ско­рее все­го, что чер­ные ды­ры есть, но по­ка кор­рект­но го­во­рить лишь о том, что мы на­блю­да­ем кан­ди­да­тов в чер­ные ды­ры.
  2. Гипотетически эволюция Вселенной может привести к то­му, что вся ма­те­рия скон­цент­ри­ру­ет­ся в од­ной чер­ной ды­ре, но сце­на­рий этот ма­ло­ве­роя­тен. В лю­бом слу­чае, ес­ли толь­ко вы не Мак­ко­на­хи, то в чер­ную ды­ру луч­ше не пры­гать!

Лимит времени: 0

Информация

Вы уже проходили тест ранее. Вы не можете запустить его снова.

Тест загружается…

Вы должны войти или зарегистрироваться для того, чтобы начать тест.

Вы должны закончить следующие тесты, чтобы начать этот:

Правильных ответов: 0 из 5

Ваше время:

Время вышло

Вы набрали 0 из 0 баллов (0)

  1. С ответом
  2. С отметкой о просмотре

P.S. Бла­го­да­рим за вни­ма­ние! На­де­ем­ся, что ста­тья бы­ла ин­те­рес­на и по­з­на­­ва­­тель­­на. Ес­ли у вас ос­та­лись ка­кие-ли­бо воп­ро­сы, есть за­ме­ча­ния или вы хо­ти­те выс­ка­зать сло­ва бла­­го­­дар­­нос­­ти, то для все­го это­го мож­но вос­­поль­­зо­­вать­­ся фор­мой ком­­мен­­та­­ри­­ев ни­же. Оце­ни­вай­те ста­тью, де­ли­тесь ею с друзь­я­ми в со­ци­аль­ных се­тях, до­бав­ляй­те сайт в из­бран­ное и бо­ри­тесь с мра­ко­бе­си­ем во всех его про­яв­ле­ни­ях, аминь!

Источники

[1] science.nasa.gov/astrophysics/focus-areas/black-holes

[2] sciencedirect.com/science/article/pii/S0370269317303532

[3] adsabs.harvard.edu/full/2009JAHH…12…90M

[4] nasa.gov/audience/forstudents/5-8/features/nasa-knows/what-is-a-black-hole-58.html

[5] iopscience.iop.org/article/10.1088/0004-637X/714/2/1217/meta

[6] sciencedirect.com/science/article/pii/S0370269306009646

[7] sciencedirect.com/science/article/pii/S0370269313007983

[8] sciencedirect.com/science/article/abs/pii/0375947482900252

[9] nature.com/articles/ncomms2314

[10] arxiv.org/abs/1003.0291

[11] journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.119.141101#fulltext

[12] astronet.ru/db/msg/1210267?text_comp=gloss_graph.msn

[13] iopscience.iop.org/article/10.1088/1742-6596/942/1/012001/meta

[14] sciencedirect.com/science/article/pii/S0370269314000495

[15] sciencedirect.com/science/article/pii/S0550321316301274

[16] sciencedirect.com/science/article/pii/S0375960112001223

[17] ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC58496/

[18] sciencedirect.com/science/article/pii/S0370269316304336

[19] sciencedirect.com/science/article/pii/S0370269317308341

[20] sciencedirect.com/science/article/pii/S037026931630452X

[21] arxiv.org/pdf/1712.07964.pdf

[22] astronomy.swin.edu.au/cosmos/S/Schwarzschild+Radius

[23] iopscience.iop.org/article/10.1086/311182/fulltext/975632.text.html

[24] ru.wikipedia.org/wiki/Эрг

[25] youtu.be/j2My_ieOsXs?t=59m13s

[26] adsabs.harvard.edu/abs/1988ApJ…335…40K

[27] postnauka.ru/video/57338

[28] nature.com/news/hawking-s-latest-black-hole-paper-splits-physicists-1.19236

[29] nplus1.ru/material/2015/09/09/hawking-and-the-paradox

[30] sciencedirect.com/science/article/pii/S221268641300037X

[31] sciencedirect.com/science/article/pii/S0262407907616807

[32] sciencedirect.com/science/article/pii/S0370269317303398

[33] journals.aps.org/prd/abstract/10.1103/PhysRevD.93.041501

[34] link.springer.com/article/10.1023%2FA%3A1015328519392

[35] postnauka.ru/video/38489

[36] nature.com/news/2007/070514/full/news070514-21.html

[37] nature.com/scitable/blog/thebeyond/what_happens_to_matter_inside

[38] quora.com/From-an-outside-observer-perspective-does-an-object-ever-really-fall-into-a-black-hole-If-not-why-is-it-so-much-of-a-big-issue-that-information-would-get-lost-and-should-all-the-Hawking-black-hole-wars-stuff-matter

[39] forbes.com/sites/startswithabang/2017/12/27/2018-will-be-the-year-humanity-directly-sees-our-first-black-hole

[свернуть]

Загрузка…

pop-science.ru

Список чёрных дыр Википедия

Имя Созвездие Красное смещение Масса в M⊙{\displaystyle M{\odot }} Расстояние Массивность Одиночная Активность
1ES 2344+514 Кассиопея[3] 0.044[4] 108.80±0.16[4] 172 мегапарсек[3] Сверхмассивная Блазар
3C 66B (англ.)русск. Андромеда 0.021258 (1.2+0.5−0.2) × 109, (7.0+4.7−6.4) × 108[5] 300 млн св. лет Сверхмассивная двойная[5] Радиогалактика
3C 75 Кит 0.0231 296 млн св. лет Сверхмассивная двойная Активная
3C 371 (англ.)русск. Дракон[3] 0.05 730 млн св. лет Сверхмассивная Блазар
4C +37.11 Сверхмассивная
AP Lib Сверхмассивная
APM 08279+5255 Сверхмассивная
Arp 220 Сверхмассивная
Центавр A (NGC 5128) 12 млн св. лет Сверхмассивная
EXO 0706.1+5913 Сверхмассивная
Fornax A Сверхмассивная
HE0450-2958 Сверхмассивная
IC 1459 Сверхмассивная
J1728.2+5013 Сверхмассивная
MCG-6-30-15 Сверхмассивная
Messier 31 2,52±0,14 млн св. лет Сверхмассивная
Messier 32 2,9 млн св. лет Сверхмассивная
Messier 60 60 млн св. лет Сверхмассивная
Messier 77 Сверхмассивная
Messier 81 Сверхмассивная
Messier 84 Сверхмассивная
Messier 87 Сверхмассивная
Messier 105 Сверхмассивная
Messier 106 Сверхмассивная
Mrk 180 Сверхмассивная
Mrk 421 Сверхмассивная
Mrk 501 Сверхмассивная
NGC 821 Сверхмассивная
NGC 1023 Сверхмассивная
NGC 1097 Сверхмассивная
NGC 1277 Персей +0,0166 17±3 млрд 220 млн св. лет Сверхмассивная
NGC 1566 Сверхмассивная
NGC 2778 Сверхмассивная
NGC 2787 Сверхмассивная
NGC 3079 Сверхмассивная
NGC 3115 Сверхмассивная
NGC 3245 Сверхмассивная
NGC 3377 Сверхмассивная
NGC 3384 Сверхмассивная
NGC 3608 Сверхмассивная
NGC 3894 Сверхмассивная
NGC 3998 Сверхмассивная
NGC 4151 Сверхмассивная
NGC 4261 Сверхмассивная
NGC 4291 Сверхмассивная
NGC 4342 Сверхмассивная
NGC 4350 Сверхмассивная
NGC 4438 Сверхмассивная
NGC 4459 Сверхмассивная
NGC 4473 Сверхмассивная
NGC 4486B Дева 0,005144 ± 0,000130 6+3−2*108 Сверхмассивная
NGC 4564 Сверхмассивная
NGC 4579 Сверхмассивная
NGC 4596 Сверхмассивная
NGC 4697 Сверхмассивная
NGC 4742 Сверхмассивная
NGC 4791 Сверхмассивная
NGC 4945 Сверхмассивная
NGC 5033 Сверхмассивная
NGC 5845 Сверхмассивная
NGC 6251 Сверхмассивная
NGC 7052 Сверхмассивная
NGC 7457 Сверхмассивная
OJ 287 Рак 18,1 млрд 3,5 млрд. световых лет Сверхмассивная Лацертида
PKS 0521-365 Сверхмассивная
PKS 0548-322 Сверхмассивная
PKS 2201+044 Сверхмассивная
Q0906+6930 Большая Медведица 5,47 1010 12,7 млрд св. лет Сверхмассивная Блазар
SDSS J0159+0033[6] 100 млн.[6] Сверхмассивная[6]
Стрелец A* (Sagittarius A*, Sgr A*) Стрелец (4,31 ± 0,36)·106 26 000 св. лет Сверхмассивная
Сомбреро (Messier 110, M 104, NGC 4594) Дева 109 28 млн св. лет
Водоворот (Messier 51, M51, NGC 5194/5194) Гончие Псы 23 млн св. лет Сверхмассивная
A0620-200 8-15 (Солнце=1) 3000 св. лет
Лебедь X-1 Лебедь 14,8[7] 6070 св. лет двойная
Лебедь X-3 Лебедь 15 30 000 св. лет двойная Блазар[8]
A0620-00 Единорог 3-5[9] ~3000 св. лет[9] двойная
GRO J1655-40 Скорпион 5 500—11 000 св. лет[10] двойная
GRS 1124-683 3,01 ± 0,15 двойная
M33 X-7 Треугольник 70/15,65[11][12] 3 млн световых лет[12] двойная
SS 433 Орёл 18 000±700 св. лет[13] двойная

wikiredia.ru

Список чёрных дыр Вики

Имя Созвездие Красное смещение Масса в M⊙{\displaystyle M{\odot }} Расстояние Массивность Одиночная Активность
1ES 2344+514 Кассиопея[3] 0.044[4] 108.80±0.16[4] 172 мегапарсек[3] Сверхмассивная Блазар
3C 66B (англ.)русск. Андромеда 0.021258 (1.2+0.5−0.2) × 109, (7.0+4.7−6.4) × 108[5] 300 млн св. лет Сверхмассивная двойная[5] Радиогалактика
3C 75 Кит 0.0231 296 млн св. лет Сверхмассивная двойная Активная
3C 371 (англ.)русск. Дракон[3] 0.05 730 млн св. лет Сверхмассивная Блазар
4C +37.11 Сверхмассивная
AP Lib Сверхмассивная
APM 08279+5255 Сверхмассивная
Arp 220 Сверхмассивная
Центавр A (NGC 5128) 12 млн св. лет Сверхмассивная
EXO 0706.1+5913 Сверхмассивная
Fornax A Сверхмассивная
HE0450-2958 Сверхмассивная
IC 1459 Сверхмассивная
J1728.2+5013 Сверхмассивная
MCG-6-30-15 Сверхмассивная
Messier 31 2,52±0,14 млн св. лет Сверхмассивная
Messier 32 2,9 млн св. лет Сверхмассивная
Messier 60 60 млн св. лет Сверхмассивная
Messier 77 Сверхмассивная
Messier 81 Сверхмассивная
Messier 84 Сверхмассивная
Messier 87 Сверхмассивная
Messier 105 Сверхмассивная
Messier 106 Сверхмассивная
Mrk 180 Сверхмассивная
Mrk 421 Сверхмассивная
Mrk 501 Сверхмассивная
NGC 821 Сверхмассивная
NGC 1023 Сверхмассивная
NGC 1097 Сверхмассивная
NGC 1277 Персей +0,0166 17±3 млрд 220 млн св. лет Сверхмассивная
NGC 1566 Сверхмассивная
NGC 2778 Сверхмассивная
NGC 2787 Сверхмассивная
NGC 3079 Сверхмассивная
NGC 3115 Сверхмассивная
NGC 3245 Сверхмассивная
NGC 3377 Сверхмассивная
NGC 3384 Сверхмассивная
NGC 3608 Сверхмассивная
NGC 3894 Сверхмассивная
NGC 3998 Сверхмассивная
NGC 4151 Сверхмассивная
NGC 4261 Сверхмассивная
NGC 4291 Сверхмассивная
NGC 4342 Сверхмассивная
NGC 4350 Сверхмассивная
NGC 4438 Сверхмассивная
NGC 4459 Сверхмассивная
NGC 4473 Сверхмассивная
NGC 4486B Дева 0,005144 ± 0,000130 6+3−2*108 Сверхмассивная
NGC 4564 Сверхмассивная
NGC 4579 Сверхмассивная
NGC 4596 Сверхмассивная
NGC 4697 Сверхмассивная
NGC 4742 Сверхмассивная
NGC 4791 Сверхмассивная
NGC 4945 Сверхмассивная
NGC 5033 Сверхмассивная
NGC 5845 Сверхмассивная
NGC 6251 Сверхмассивная
NGC 7052 Сверхмассивная
NGC 7457 Сверхмассивная
OJ 287 Рак 18,1 млрд 3,5 млрд. световых лет Сверхмассивная Лацертида
PKS 0521-365 Сверхмассивная
PKS 0548-322 Сверхмассивная
PKS 2201+044 Сверхмассивная
Q0906+6930 Большая Медведица 5,47 1010 12,7 млрд св. лет Сверхмассивная Блазар
SDSS J0159+0033[6] 100 млн.[6] Сверхмассивная[6]
Стрелец A* (Sagittarius A*, Sgr A*) Стрелец (4,31 ± 0,36)·106 26 000 св. лет Сверхмассивная
Сомбреро (Messier 110, M 104, NGC 4594) Дева 109 28 млн св. лет
Водоворот (Messier 51, M51, NGC 5194/5194) Гончие Псы 23 млн св. лет Сверхмассивная
A0620-200 8-15 (Солнце=1) 3000 св. лет
Лебедь X-1 Лебедь 14,8[7] 6070 св. лет двойная
Лебедь X-3 Лебедь 15 30 000 св. лет двойная Блазар[8]
A0620-00 Единорог 3-5[9] ~3000 св. лет[9] двойная
GRO J1655-40 Скорпион 5 500—11 000 св. лет[10] двойная
GRS 1124-683 3,01 ± 0,15 двойная
M33 X-7 Треугольник 70/15,65[11][12] 3 млн световых лет[12] двойная
SS 433 Орёл 18 000±700 св. лет[13] двойная

ru.wikibedia.ru

Справочник астронома-любителя: Черные дыры


       Однажды, английский астроном и физик Джон Митчел выдвинул предположение о том, что во Вселенной существуют такие звезды, которые могут быть настолько массивными, что даже световой луч не сможет «уйти» с их поверхности. При помощи законов Ньютона Митчел рассчитал, что если существует звезда, масса которой равна массе солнца, а радиус ее не более трех километров, то даже частички света не могли бы сильно удалиться от такой звезды. Посему, такая звезда казалась бы наблюдателю темной. Данная идея была озвучена Митчелом 27 ноября 1783 года, на заседании Королевского общества Лондона. Так появилась концепция так называемой «ньютоновской» черной дыры.

       Черные дыры обладают особенными свойствами. Неподалеку от черной дыры очень велико напряжение гравитационного поля, и потому оказывается так, что любой физический процесс можно описать лишь при помощи релятивистской теории о тяготении. Если верить общей теории относительности, время и пространство подвергаются искривлению под воздействием гравитационного поля массивного тела, притом самое высокое искривление наблюдается неподалеку от черной дыры.

       На все физические системы черная дыра оказывает одинаковое действие. Это означает, что все часы будут показывать замедление времени, а все линейки будут отмечать растягивание пространства вокруг черной дыры. Вдали от черной дыры данное воздействие практически не обнаруживается, а вблизи оно настолько сильное, что световые лучи могут перемещаться по окружности вокруг черной дыры.


фото: Галактика Сигара (NGC 3034) со сверхмассивной черной дырой в центре
       Если бы существовала возможность понаблюдать за звездой в телескоп в тот момент, когда она начинает свое превращение в черную дыру, мы бы увидели, что вначале звезда сжимается с огромной скоростью, но когда она начнет приближаться к своему гравитационному радиусу, замедлится и само сжатие, а потом совсем остановится. При этом свет, который исходит от звезды, начнет краснеть и слабеть до тех пор, пока не потухнет совсем. Так происходит из-за того, что фотоны, пытаясь преодолеть силу тяжести, теряют все больше энергии и требуется все больше времени, чтобы достичь пределов видимости. В тот момент, когда звезда достигнет своего гравитационного радиуса, свету, который ее покидает, потребуется бесконечное количество времени для того, чтобы достичь какого-либо наблюдателя, пусть даже он находится не очень далеко от нее. Поэтому невозможно увидеть происходящее со звездой на горизонте событий, но теоретическое исследование данного процесса возможно.

       Основные свойства черных дыр:

       1) Чем ближе к черной дыре, тем медленней течет время
Представим, что вы кинули в сторону дыры фонарь. Вы увидите, что он все быстрее и быстрее будет падать, но, по мере приближения начнет замеляться. Затем его свет потухнет. Вам покажется, что фонарь исчез, так и не достигнув черной звезды. Но если бы вы прыгнули в сторону черной дыры вместе с фонарем, то за довольно короткое время вы бы достигли центра черной дыры, где вас бы разорвало из-за разницы притяжения на различных от центра расстояниях.

       2) Каким бы сложным по строению и составу не было тело, после того, как оно будет сжато в черную дыру, определению будут доступны только три его параметра: электрический заряд, момент импульса и полная масса. Остальные особенности тела, такие как химический состав и плотность будут стерты в результате «коллапса». Довольно шуточное утверждение по поводу простоты строения черных дыр для наблюдателя, было высказано Джоном Уилером: «У черной дыры нет волос».


рис. Художественное представление черной дыры
       3) Если тело, из которого возникла черная дыра, вращалось, то гравитационное поле будет «вихревым». Подобное поле вращения также называется полем Керра, по имени математика, который в 1963 году смог решить соответствующее уравнение.

       4) Веществом, которое попадает в горизонт событий черной дыры, непременно будет образована сингулярность с неизмеримо огромной плотностью.

       5) Стивен Хоукинг открыл то, что черная дыра может очень медленно «испаряться». Им было доказано, что черные дыры способны выпускать вещество и излучение, но это можно заметить только в том случае, если масса самой черной дыры достаточно низкая.


фото: IRAS16504+0228 — ближайшая к Земле пара сверхмассивных черных дыр

astroinformer.com

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *