Чёрные дыры и белые пятна

Что нам известно про чёрные дыры? По-настоящему, очень мало. Некоторым они знакомы только по страшилкам, связанным с Большим адронным коллайдером.

Да, да, действительно, в ночь с 9 на 10 сентября 2008 года учёные должны наконец-то запустить наш любимый БАК (Большой адронный коллайдер). Антиколлайдерные активисты паникуют и пишут в своих блогах постинги, в которых объявляют конец света. Не будем им мешать, благо речь сейчас у нас пойдёт вовсе не об адской установке, что под Женевой, а о том, что в ней, гипотетически, может образоваться. О чёрных дырах.

Если попытаться разобраться до конца в том, что же они собой представляют, то, в итоге, это просто не получится, так как зарегистрировать саму под чёрную дыру практически невозможно. Ничто не может избежать её притяжения, даже объекты, движущиеся со скоростью света. Наблюдать же чёрную дыру можно по косвенным признакам: когда она поглощает, вокруг неё образуется аккреционный диск раскалённой материи. К тому же, такие объекты, за счёт гравитационного искажения пространства-времени, могут работать в качестве гигантских космических линз.

Вообще, изначально чёрные дыры называли "коллапсарами" или "застывшими звёздами", а возможность их существования была впервые предположена на основе точных решений уравнений Эйнштейна, первое из которых было получено Карлом Шварцшильдом в 1916 году. Основными чертами, присущими чёрным дырам, являются горизонт событий и сингулярность. Если оба понятия ничего вам не говорят, по мере возможности поясним.

Горизонт событий представляет собой границу, происходящие за которой события недоступны внешнему наблюдателю. При этом для наблюдателя, свободно падающего на чёрную дыру, горизонта событий не существует, но стоит ему оказаться под ним, как он будет двигаться только внутри чёрной дыры и не сможет вернуться во внешнее пространство.

Гравитационной сингулярностью же называется точка в пространстве-времени, через которую невозможно гладко продолжить входящую в неё геодезическую линию. В ней неприменимы большинство физических теорий, так как в них пространство-время рассматривается как гладкое многообразие без края.

Что касается масс чёрных дыр, предположительно существующих во Вселенной, то пока они делятся на два типа: "звёздные" (образовавшиеся во время коллапса материи в результате вспышки сверхновой) и сверхмассивные, расположенные в центрах галактик (считается, что они "вырастают" из "звёздных", когда те поглощают всё большее количество материи). Недавно, правда, учёные обнаружили возможность существования чёрных дыр "средней" массы, находящихся в центре звёздных скоплений Млечного Пути, что, собственно, и неудивительно.

Кстати, если говорить о сверхмассивной чёрной дыре нашей галактики, специалисты недавно почти смогли доказать её существование. На прошлой неделе были сделаны сверхдетальные снимки объекта SgrA*, который, предположительно, ею и является.

Предыдущие наблюдения не были настолько точными из-за газово-пылевых облаков, заслоняющих SgrA* от Земли, но теперь американским исследователям удалось обнаружить высокочастотные сигналы от объекта, пробивающиеся сквозь эту преграду. Для того, чтобы сделать снимок, приведённый выше, потребовались мощности трёх радиотелескопов, расположенных на Гавайях, в штате Аризона и в штате Калифорния.

Размеры SgrA* говорят о том, что его материя в 10 раз плотнее, нежели показывали предыдущие измерения, что является косвенным доказательством того, что в этой области действительно находится чёрная дыра. Уже точно говорить о ней можно будет тогда, когда исследователи обнаружат в диске материи SgrA* "теневой регион", в котором свет тускнеет и смещается в красную часть спектра из-за близости к чёрной дыре.

Кстати, а какова же максимальная масса такого объекта? Ответ на этот вопрос, похоже, есть у двух учёных - Прии Натараджана из Центра астрофизики в Гарварде и Иезекииля Трейстера из Европейской южной обсерватории в Сантьяго, Чили. Они изучили чёрные дыры на разных этапах истории Вселенной и пришли к заключению, что в определённый момент в этих объектах включается некий "механизм саморегуляции", который не позволяет им расти дальше.

Вычислив то, с какой скоростью "ранние" сверхмассивные чёрные дыры поглощали материю, исследователи подсчитали, что, учитывая изначальную их массу, сравнимую с массой миллиардов Солнц, теперь этот показатель должен составлять от 5 до 50 миллиардов масс Солнца. Размеры таких образований действительно гигантские - самая маленькая из них будет примерно со всю Солнечную систему.

Но, можете сказать вы, возвращаясь к тому, с чего мы начали, эти объекты находятся на огромном расстоянии от нас, какое нам до них дело? А вот то, что БАК запустят - реальная угроза. Бац - и засосёт нас сингулярность. Что ж, если вам нравится бояться, то знайте, что до выхода коллайдера на полную мощность остался ещё год-полтора и нынешний запуск вам ничем не грозит. Так что время на то, чтобы покаяться и начать праведную жизнь, ещё есть.