Опасны ли чёрные дыры или нет

Черные дыры – это объекты, обладающие огромной массой, а значит сильно притягивающие другие тела. И действительно, если бы какая-либо достаточно крупная черная дыра притянула Землю или любую другую планету или даже звезду, то она бы её «поглотила». И тем не менее черные дыры вовсе не представляют для человечества какой-либо повышенной опасности.

Первая причина. Столкновение с любым космическим объектом, даже значительно меньшей массы чем черная дыра, таким как крупный астероид, другая планета, её спутник, или звезда, также может привести к полному исчезновению жизни на Земле. Поэтому нет особых причин отдельно бояться встречи именно с черной дырой (ведь не так и важно, «засосет» черная дыра Землю в сингулярность, или она сгорит внутри другой звезды). Таким образом, если и бояться, то любой космической встречи.

Во-вторых. Встреча с черной дырой, для Земли, наименее вероятна, из всех возможных космических встреч. Дело в том, что черные дыры, как уже было сказано, очень массивные объекты. По массе они сопоставимы или больше звезд. Объекты такой массы не могут подкрасться незаметно, они вначале будут долго действовать на внешний объект своей гравитацией, изменяя тип его движения. Такое «подкрадывание» в итоге может длиться миллионы лет, прежде чем черная дыра возьмется за «засасывание». На данный момент, никто не вмешивается в спокойное и равномерное вращение Земли вокруг Солнца, т.е. никто к нам не подкрадывается.

Таким образом, главное, что нужно понять о черных дырах в аспекте их опасности для Земли, так это то, что такие массивные объекты как черные дыры, не блуждают по космосу, они наоборот формируют законы движения остальных тел с помощью своего колоссального притяжения. В итоге получается, что это остальные тела как бы «блуждают» вокруг черных дыр. Так, например, в центре нашей галактики «Млечный Путь» находится огромная черная дыра, вокруг которой всё и вертится.

Важно также отметить, что остальные тела не совсем «блуждают», а двигаются в соответствии с фундаментальными законами природы, по конкретным устоявшимся орбитам. Наша галактика уже не молодая, и в ней движение уже является устоявшимся. Это значит, что все тела уже сформировали за счет взаимного притяжения некоторую общую картинку движения, в которой для каждого есть свое место, и столкновения крупных объектов фактически не происходят.

Всё что должно было столкнуться уже столкнулось, всё что должно было быть поглощено черными дырами уже поглощено, а остальные крупные тела, такие как звезды и черные дыры закружились друг вокруг друга в устойчивом танце.

Черные дыры — объекты в космосе, сила притяжения которых настолько велика, что преодолеть ее невозможно даже со скоростью света — поглощают все, что встречается им на пути.

Каждый раз, когда мы видим новость об обнаружении новой черной дыры в Галактике, невольно становится страшно: угрожает ли нам что-нибудь?

Давайте посмотрим занимательное видео где рассказывают, как устроены черные дыры, что происходит с объектом, который попадает в ее радиус и грозит ли Голубой планете встреча с этим «пылесосом космоса».

Сейчас у ученых есть только два способа измерения черных дыр — либо с помощью их массы, либо с помощью скорости вращения. Скорость вращения может составлять от 0 до 1, и, к примеру, недавно обнаруженная черная дыра в бинарной звездной системе под названием 4U 1630-47 вращается со скоростью 0,9. Теория Эйнштейна подразумевает, что если черная дыра вращается достаточно быстро, то она способна заставить вращаться пространство вокруг себя.

 Так или иначе, о расположении черных дыр знать необходимо, поэтому ученые продолжают поиски. К примеру, анализ странного поведения облака межзвездного газа позволил им предположить, что рядом с ним может находиться черная дыра.

Представьте материю, упакованную так плотно, что ничто не может покинуть ее пределы. Ни луна, ни планета, ни даже свет. Таковые черные дыры — точки, в которых гравитационная сила настолько велика, что представляет собой опасность для всего, что случайно перейдет роковую черту рядом с черной дырой. Мы часто говорим о том, откуда берутся черные дыры и почему они так важны.

Факты о черных дырах

1. Вы не можете увидеть черную дыру напрямую 

Поскольку черная дыра воистину черная — свет не может покинуть ее пределы — ее невозможно увидеть напрямую, используя наши инструменты, вне зависимости от того, какой тип электромагнитного излучения вы видите (видимого света, рентгеновских лучей, чего угодно). Но мы можем наблюдать эффекты, которые черная дыра оказывает на ближайшее окружение. Допустим, звезда оказалась слишком близко к черной дыре. Черная дыра, естественно, притягивает звезду и разрывает ее на части. Когда материя звезды начинает всасываться черной дырой, она ускоряется, становится горячее и ярко светится в рентгеновском спектре. 

2. В Млечном Пути, скорее всего, есть черная дыра 

Очевидно, многих заботит вопрос, насколько опасна черная дыра и угрожает ли Земле хоть какая-нибудь возможность быть поглощенной этим объектом? Ответ: нет, говорят астрономы, хотя есть определенная вероятность, что огромная сверхмассивная черная дыра прячется в центре нашей галактики. К счастью, мы достаточно далеки от этого монстра — примерно в две трети нашей галактики от центра, — но можем наблюдать его эффекты издалека. Европейское космическое агентство утверждает, что черная дыра в центре Млечного Пути в миллион раз массивнее нашего Солнца и окружена удивительно горячим газом. 

3. Умирающие звезды создают звездные черные дыры 

Допустим, у вас есть звезда в 20 раз массивнее нашего Солнца. Наше Солнце медленно выгорает; когда ядерное топливо закончится, Солнце медленно превратится в белого карлика. Но в случае с более массивными звездами такого не происходит. Когда у них заканчивается топливо, гравитация подавляет естественное давление звезды и выдавливает ее внутрь. Когда давление ядерных реакций коллапсирует, гравитация жестоко стискивает звезду в ядро, внешние ее слои разлетаются в космосе. Это называется сверхновая. Оставшееся ядро коллапсирует в сингулярность — точку с бесконечной плотностью и с почти нулевым объемом. Сингулярность — сердце черной дыры.

4. Черные дыры бывают разных размеров 

Есть по меньшей мере три разных типа черных дыр, утверждает NASA, начиная от относительно небольших до тех, которые размещаются в центрах галактик. Первичные черные дыры — самые маленькие, их размеры бывают от одного атома до целой горы. Звездные черные дыры, самый распространенный тип, до 20 раз массивнее нашего Солнца. И есть монстры в центрах галактик — сверхмассивные черные дыры. Они достигают миллионов масс Солнца и больше. Как эти чудища образуются, до сих пор толком неясно. 

5. Вокруг черных дыр происходят странные вещи 

Это лучше всего иллюстрируется следующим примером. Один человек (назовем его Неудачник) падает в черную дыру, в то время как другой человек (Счастливчик) — смотрит. С точки зрения Счастливчика, часы Неудачника будут тикать все медленнее и медленнее. Это потому, что в соответствии с общей теорией относительности Эйнштейна время зависит от того, с какой скоростью вы движетесь, когда вы подбираетесь к экстремальным околосветовым скоростям. Черная дыра искажает пространство и время настолько, что время Неудачника идет медленнее. Однако с его точки зрения часы идут нормально, а у Счастливчика — спешат. 

6. Первую черную дыру нашли только с появлением рентгеновской астрономии 

Cygnus X-1 впервые обнаружили во время полетов на воздушном шаре в 1960-х годах, но еще десять лет этот объект не был идентифицирован как черная дыра. По данным NASA, эта черная дыра в 10 раз более массивна, чем Солнце. Рядом с ней находится голубой звездный сверхгигант, примерно в 20 раз более массивный, чем Солнце. Черная дыра засасывает эту звезду, и та ярко светится в рентгеновском спектре. 

7. Считалось, что ближайшая черная дыра — в 1600 световых годах 

Ошибочное измерение V4641 Sagitarii привело к появлению новостей о том, что ближайшая к нам черная дыра находится слишком близко к Земле, всего в 1600 световых годах. Недостаточно близко, чтобы создавать опасность, но намного ближе, чем думалось. Дальнейшие исследования показали, что черная дыра находится куда дальше. Глядя на вращение ее звезды-компаньона, а также на другие факторы, ученые в 2014 году предоставили более точные результаты — 20 000 световых лет. 

8. Мы не знаем, существуют ли червоточины 

Популярная тема для научно-фантастического сюжета — это когда кто-то падает в черную дыру. Некоторые люди считают, что эти объекты являются своего рода червоточинами, кротовыми нормами, в другие части Вселенной, позволяющими путешествовать быстрее скорости света. Но правда в том, что мы до сих пор не знаем, как описать их с точки зрения физики. «У нас пока нет теории, которая объединила бы общую теорию относительности с квантовой механикой, мы не знаем всего зоопарка возможных структур пространства-времени, в которых могли бы разместиться червоточины», — говорит Ави Лоеб, физик Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики. 

9. Черные дыры опасны, только если вы окажетесь слишком близко 

Как люди в зоопарке, мы можем наблюдать за черными дырами только если находимся за пределами горизонта событий — можно представить его в качестве гравитационного поля планеты. Эта зона является точкой невозврата, если вы подойдете слишком близко, у вас уже не будет шансов спастись. Но за пределами этой области за черной дырой можно безопасно наблюдать. В более широком смысле это означает, что черная дыра вряд ли поглотит всю Вселенную (если, конечно, в нашем понимании физики космоса не произойдет серьезный переворот). 

10. Черные дыры — любимчики научной фантастики 

Снято так много фильмов с участием черных дыр, что невозможно перечислить их всех. Из последних можно отметить «Интерстеллар» Кристофера Нолана  — в нем люди путешествуют через Вселенную, чтобы взглянуть на черную дыру. «Горизонт событий» исследует феномен искусственных черных дыр — что-то похожее обсуждалось и в «Звездном пути». Очевидно, эти загадочные объекты, искажающие наше восприятие реальности и попросту не укладывающиеся в голове обычного человека, пользуются успехом у писателей, сценаристов и режиссеров — тоже, в общем-то, не самых обычных людей.

Чёрная дыра в нашей галактике, опасна как уснувший вулкан?

3,5 миллиона лет назад сверхмассивная черная дыра в центре нашей Галактики выбросила огромный поток энергии, который можно было наблюдать с Земли. По мнению авторов нового исследования, которое в скором времени будет опубликовано в журнале Astrophysical Journal, в результате взрыва образовались два гигантских конусообразных луча энергии, вершины которых соприкоснулись в центре галактики и, прорезав его, устремились в космос, расширяясь по мере удаления от источника. Астрономы полагают, что вспышка была настолько мощной, что ударила в располагающийся на расстоянии 200 000 световых лет от Земли Магелланов поток – длинный шлейф газа, идущий от соседних карликовых галактик, известных как большие и малые Магеллановы Облака. 

Примечательно, что открытие австралийских ученых под руководством профессора Джосса Блэнд-Хоторна (Joss Bland-Hawthorn) меняет общепринятое мнение по поводу центральной черной дыры нашей галактики, которая на протяжении всей истории человечества считалась «заснувшей». Напротив, астрономы пришли к выводу, что черная дыра была активна и даже взрывалась, причем, по галактическим меркам (измеряемым миллионами лет), это происходило относительно недавно.

Активность черной дыры возникала и угасала в течение миллиардов лет. Почему она периодична, ученые объяснить не могут, но считают, что это связано с тем, как материя попадает в черную дыру. Это можно сравнить с каплями воды на раскаленной сковородке, которые взрываются хаотично, в зависимости от своего размера.

Таким образом, нынешнее положение Земли напоминает жизнь возле чрезвычайно активного в прошлом, полностью разрушившего древнюю Помпею, а ныне заснувшего вулкана Везувия.

По сути, центральные массивные черные дыры присутствуют во всех крупных галактиках. Причина этого явления не установлена, однако существует большая вероятность, что фазы роста этих монстров оказывают влияние на галактики. Понимание влияния взаимодействий между черными дырами и их галактиками является одним из важных вопросов современной астрофизики.

Около трех миллионов лет на Земле уже жили наши древнейшие предки – австралопитеки, которые вполне могли наблюдать за созвездием Стрельца и видеть исходящие из Млечного пути потоки света, по своей яркости превышающие звезды. Сегодня единственным видимым остатком этого явления является холодный газ в далеком Магеллановом потоке.

Что бы произошло с Землей, если бы взрывная струя оказалась направленной прямо на нас? Если луч был направлен прямо на Солнечную систему, то поток должен был бы пробить диск Млечного пути, и примерно через десять миллионов лет достичь нашей планеты. Таким образом, существует вероятность, что еще более древний взрыв мог произвести другой мощный поток, который все еще нас не достиг.

Тем не менее, ученые не считают это поводом для беспокойства, ведь когда поток нас достигнет, его интенсивность не будет превышать мощность большинства солнечных вспышек. Эти вспышки могут поражать спутники или представлять угрозу для находящихся в космосе астронавтов, однако атмосфера Земли большей частью защищает нас от их воздействия.

Источники:

 Показать / Скрыть текст