- Любителям вселенной, космоса и космологии.
Монстр, тёмная звезда, космический обжорка, - как только не называют чёрные дыры, самые грозные объекты во Вселенной! Мы знаем, что они поглощают всё, что встречается у них на пути, даже свет, поэтому может возникнуть вполне логичный и интересный вопрос: а под силу ли им съесть всю материю во Вселенной?
- Чтобы разобраться в данном вопросе, нужно знать, что именно представляет из себя такой объект, как чёрная дыра, и откуда они вообще берутся. Общепринятое определение говорит нам о том, что чёрная дыра - это область пространства-времени, силы гравитации которой настолько велики, что ничто, даже свет, не может покинуть её горизонт событий (границу). Чем массивнее объект, тем сильнее сила его притяжения. Например, чтобы взлететь с Земли, космический корабль должен развить, как минимум, первую космическую скорость - выше 7,9 км/с. Если мы немного пофантазируем и представим, что мы живём, например, в облаках Юпитера, то чтобы покинуть Юпитер - массивную и огромную планету, нужна скорость куда больше - выше 42,5 км/с. Но не тягаться Юпитеру с чёрными дырами, поэтому даже самый быстрый во Вселенной обитатель - фотон света не может преодолеть притяжение чёрной дыры.
Существует 3 вида чёрных дыр:
1. Сверхмассивные чёрные дыры. Они находятся в центрах галактик и являются, по сути, их сердцем. Поглощая вещество (а кормом для них в основном служат старые звёзды, как правило обитающие в галактическом центре), они выделяют огромное количество энергии, необходимой для рождения новых светил. Если во Вселенной свыше 100 млрд галактик, значит, в ней примерно столько же будет и сверхмассивных чёрных дыр!
- Обычные чёрные дыры - они рождаются, когда гибнут массивные звёзды - после вспышки сверхновой их ядро под действием гравитации сжимается и становится очень плотным. Этих вообще огромное количество, поскольку постоянно во Вселенной звёзды рождаются и погибают. Ещё один вариант их появления - столкновение нейтронных звёзд. И ещё вариант - если нейтронная звезда захотела полакомиться своей звездой - компаньоном и начала стягивать с неё вещество на себя, то масса нейтронной звезды увеличится, произойдёт коллапс - и вот ещё одна чёрная дыра. Можно сказать с уверенностью, что новая чёрная дыра рождается где-то на просторах космоса каждую секунду!
3. Первичные чёрные дыры - это гипотетический вид чёрных дыр, которые родились после Большого взрыва, в период, когда вещество в процессе расширения Вселенной распределялось неоднородно - где-то его было больше, где-то меньше, и в участках большей концентрации оно сжималось, и как следствие этого - рождались чёрные дыры. Согласно теории, они были не слишком крупными и, вероятно, ни одна из них не дожила до наших дней или, даже если они где-то и есть, то настолько малы, что мы их не замечаем.
Итак, чёрных дыр во Вселенной огромное количество. Несмотря на всю свою мощь, чёрные дыры не так страшны, как кажутся на первый взгляд. Если не приближаться к ним на опасное расстояние и не попасть под их гравитационное влияние, то они ничего не смогут поглотить. Многие объекты, будь то звёзды, или газопылевые облака, умеют держать дистанцию, поэтому остаются в живых, ну а кто приблизится, тому не миновать своей печальной участи. Но возникает другой вопрос: ведь чёрные дыры, поглощая объекты, становятся всё больше, а раз они становятся всё больше, значит, и их гравитационное влияние будет распространяться на более отдалённые объекты, и они продолжат ловить новую добычу? Разве нет?
Хороший вопрос, ведь если бы чёрные дыры постоянно питались материей, они бы разрослись до невероятных размеров, но мы такого не наблюдаем. В чём дело?
Во Вселенной на всё управа найдётся, и на чёрные дыры - тоже. Единственное объяснение тому, что чёрные дыры не стали к настоящему моменту хозяевами космоса - это излучение Хокинга. Чёрных дыр очень много, но не питаться они могут довольно долгое время, ведь миллионами лет к ней может ничто не приближаться, и она будет в "спящем" режиме. Согласно идее Стивена Хокинга, всё пространство во Вселенной заполнено парами частиц и античастиц, которые так или иначе будут взаимодействовать с чёрными дырами. Если из этой пары чёрная дыра поглощает одну частицу, то другая имеет шанс вырваться, получив импульс от своей напарницы, а заодно и немного "воруя" вещество чёрной дыры. Излучение Хокинга слабое, но именно благодаря нему эти "монстры" могут "похудеть". Со временем чёрные дыры теряют массу и даже могут и вовсе исчезнуть, причём, чем меньше чёрная дыра, тем быстрее она исчезнет. Кстати, в процессе своей трапезы, когда чёрная дыра поглощает вещество, она становится более активной, и, соответственно, взаимодействует активнее с квантовыми частицами, окружающими её, поэтому, поглощая вещество, она будет и одновременно из-за усиленного излучения Хокинга терять массу быстрее. Конечно, "съест" она, всё же, больше, чем потеряет, но, тем не менее, игра идёт не в одни ворота.
Как работает излучение Хокинга.
Получается, что чёрные дыры не вечны, да и "едят" они не всегда - так и уцелела видимая материя во Вселенной до сего дня. Возможно, первичные чёрные дыры уже испарились, так как были слишком маленькими. Многие из обычных, вероятно, тоже уже исчезли. Вселенная всё предусмотрела, в ней всё слишком сбалансировано, и уж от разросшихся чёрных дыр она явно не даст себе погибнуть.