Один из возможных концов света, которые пророчат не только фантасты, но и ученые: нашу планету может поглотить черная дыра
Астрофизики называют черными дырами область пространства-времени с необычайно сильным гравитационным полем. Что бы в нее ни попало, обратно оно не вернется. Это касается даже света, вот почему черные дыры и получили свое название: тело, поглощающее весь свет, падающий на него, и не испускающее собственного кажется абсолютно черным. И поэтому они невидимы.
Ученые судят о существовании черных дыр лишь по излучению, которое испускают падающие в них и разогревающееся при этом космические тела. Так, например, сверхмассивного монстра центре нашей галактики – Млечного пути – астрономам удалось засечь потому, что в этом месте ежедневно бесследно исчезает межзвездная материя.
Может ли черная дыра поглотить и нашу Солнечную систему? Вряд ли. Ведь она расположена все-таки очень далеко. Угроза – в другом.
Астрофизик из Кембриджского университета Альберт Шервинский уверяет, что еще в 2010 году обсерватория НАСА “Чандра” зафиксировала огромное облако пыли и “кислотного тумана” (“acid nebula”) размером в 16 миллионов километров. Якобы оно движется в нашу сторону почти со скоpостью света, разрушая все на своем пути: кометы, астероиды и даже звезды. И должно достигнуть Земли 1 июня 2014 года. Ученый полагает, что это облако в свое время было порождено деятельностью той самой прожорливой черной дыры в Млечном пути. И эта “страшилка” сегодня самая популярная в Интернете.
– Эффект воздействия облака на планету будет сродни тому, как если пролить на рукописный чернильный текст воду, которая разъедает слова и превращает в месиво, – пугает Шервинский. – Полное разрушение Солнечной системы неминуемо.
Российские ученые не верят. Так, заведующий отделением радиоастрономии Государственного астрономического института им. Штернберга Валентин Есипов заверил, что никаких данных об “облаке-убийцы”, приближающемся к Земле, нет.
Хотя, может, эта информация засекречена? Шервинский, например, уверяет, что НАСА скрывает данные “Чандры”, чтобы не вызывать панику. Ведь зловещее облако может рассеяться до 2014 года. А, может, испариться.
Так, по словам известного теоретика, члена Лондонского королевского общества, Стивена Хокинга, даже черные дыры могут терять свою энергию, и в конце концов испаряются. Хотя подобных финалов астрономы пока не наблюдали.
ДВА ВЕЛИКАНА
Однако на этом страшилки не заканчиваются. В конце декабря 2011 года профессор Чун-Пей Ма из Калифорнийского университета и его коллегами с помощью наземных телескопов на Гавайях были обнаружили еще две гигантские черные дыры. Таких астрономы еще не видели. Каждая из них – почти в 10 миллиардов раз превосходит по массе наше Солнце. До этого открытия самой мощной считалась дыра из галактики Messier 87 с массой в 6 миллиардов солнечных масс. Эти чудовища настолько велики, что наша Солнечная система на их фоне выглядит карликом. Они могут съесть ее даже не заметив.
Первая расположена в галактике NGC 3842, находящейся на расстоянии 320 миллионов световых лет от Земли в созвездии Льва. Вторая – в галактике NGC 4889, самой яркой в скоплении Волос Вероники на расстоянии около 336 миллионов световых лет от Земли.
Существование таких огромных дыр астрономы даже не предполагали. Исходя из современных научных теорий, центробежные силы должны были бы просто разорвать их на части.
– Черные дыры – самое странное космическое явление, – объяснял астроном Есипов. – Их гравитация настолько сильна, что нормальные законы физики просто не применимы к ним.
Для того, чтобы обнаружить все представляющие опасность для Земли объекты, специалисты планируют в 2016 году начать строительство новейшего, самого большого и мощного в мире радиотелескопа Square Kilometre Array (SKA). Он будет в 50 раз чувствительнее и в 10 000 раз быстрее самого мощного работающего сейчас радиотелескопа. В 2012 году международный совет сообщит, где возведут 3000 антенн, из которых SKA будут состоять, – в ЮАР или Австралии.
Но сегодня пока не понятно, насколько угрозы, исходящие от черных дыр, реальны? И есть ли способ их уничтожать? Пока наука бессильна ответить на эти вопросы, ученые пытаются изучить гастрономические пристрастия и характер космических монстров.
ДОСЬЕ НА МОНСТРА
“ЛЮБИМЫЕ БЛЮДА” – КОМЕТЫ…
В июне 2010 года исследователи Европейского космического агентства обрабатывали изображение с японского орбитального телескопа Сузаки. И в 53 миллионах световых лет от Земли обнаружили черную дыру массой в несколько миллионов раз больше массы Солнца. По словам руководителя астрономического института в Харькове Олега Сиделина, эта черная дыра “питается” кометами. Одна из них и выдала ее местонахождение. Ледовая комета, пролетая сквозь Солнечную систему, оказалась частью кометного облака, которое вращается вокруг этой дыры.
– Мы заметили, что они исчезают в этом месте галактики с периодичностью год-два, – объясняет Сиделин. – Облако постепенно уменьшается, потому что гравитация черной дыры очень сильная. Сила притяжения дыры разбивает кометы и формирует из них кольца материи вокруг себя. Когда они падают в дыру, мы фиксируем большие всплески рентгеновского излучения.
…ЗВЕЗДЫ
28 марта 2011 года ученым удалось наблюдать за тем, как мощная гравитация космического монстра разорвала звезду буквально на куски в считанные минуты. И умирающая звезда послала во Вселенную свой последний вздох – мощнейшую вспышку излучения. Акт убийства произошел в созвездии Дракона. Запечатлел его орбитальный гамма-телескоп “Свифт”.
…И ГАЗОВЫЕ ОБЛАКА
В декабре 2011 года в центре нашей галактики с помощью расположенного в чилийских Андах гигантского телескопа Very Large Telescope астрономы из Института Макса Планка внеземной физики в Гархинге (Германия) обнаружили газовое облако, масса которого превышает массу Земли в три раза.
Оно вращается по спирали вокруг черной дыры, масса которой превышает массу Солнца в четыре миллиона раз. Скорость вращения облака сегодня – 2350 километров в секунду, и она постоянно увеличивается в результате воздействия чудовищной гравитации. Пока “обед” дыры находится от нее в 40 миллионах километров. По расчетам, в “желудке” дыры он полностью окажется лишь к концу 2013 года. По предполагаемому сценарию астрономов, во время “трапезы” черная дыра может разорвать газовое облако в “клочья”. Потом произойдет всплеск рентгеновского излучения из-за сжатия и нагревания газа. А наземные и космические телескопы могут зафиксировать вспышку радиации.
КСТАТИ
СКОЛЬКО МОНСТРОВ ВО ВСЕЛЕННОЙ?
Астрофизики нашли десятки массивных черных дыр в центрах соседних с нашей галактик. И подозревают, что центр любой галактики — и есть черная дыра.
Также возможно, что космос нашпигован “микроскопическими” черными дырами массой со средний астероид.
НЕОЖИДАННОЕ МНЕНИЕ СПЕЦИАЛИСТА
Физик Лоуренс Кросс из Кливлендского Университета, штат Огайо, США: “Черных дыр нет”
– Мною выведены математические формулы, из которых следует: черных дыр не существует. Это открытие сможет разрешить парадокс, сбивающий последние четыре десятилетия физиков с толку.
В 1974 году Хоукинг показал, что черные дыры не только поглощают материю, но и теоретически допускают утечку из нее. Случайным образом в пространстве может возникнуть пара “частица-античастица”, одна из которых упадет в черную дыру, а другая перешагнет через горизонт событий (воображаемая граница дыры) и становится свободной. Благодаря этому эффекту – излучению Хоукинга – черная дыра медленно испаряется. Так что все, что было поглощено черной дырой, в конечном итоге за миллионы лет излучается обратно в окружающее пространство. Но как может черная дыра быть одновременно всепоглощающей и излучающей?
Если бы черные дыры излучали свою материю вовне с течением времени, как показал Хоукинг, то они должны были бы испариться не успев сформироваться. Это было бы похоже на наливание воды в стакан без дна.
Меня спрашивают оппоненты: но почему же, тем не менее, Вселенная ведет себя так, как будто полна черных дыр? И я им отвечаю: “Откуда вы знаете, что это – черные дыры?” Никто, вообще говоря, их не видел. Любой объект с огромным гравитационным полем – например, сверхмассивные остатки звезд – могут давать эффекты подобные приписываемым черным дырам. Наши вычисления показывают, что это именно так.
А В ЭТО ВРЕМЯ
По сто тысяч евро дали за открытие черной дыры
В Швеции на днях были объявлена лауреаты премии Крафорда, присуждающейся за открытия в области астрономии, математики, а также биологии, наук о земле и исследований методов лечения полиартрита. В 2012 году награда вручена и астрономам и математикам. Основания присуждения премии указаны в пресс-релизе призового комитета Шведской королевской академии наук. Денежный эквивалент премии составляет 4 миллиона шведских крон (около 400 тысяч евро).
Астрономической награды удостоились Рейнхард Генцель (Reinhard Genzel) и Андреа Гез (Andrea Ghez) за обнаруженные ими доказательства того, что в центре Млечного Пути находится сверхмассивная черная дыра. Оба астронома наблюдали звезды, обращающиеся вокруг центра Галактики и пришли к одному и тому же выводу независимо друг от друга.
Премия Крафорда была учреждена в 1980 году шведским промышленником Хольгером Крафордом. Решение о присуждении награды принимается Шведской королевской академией наук. Россияне попадали в число лауреатов премии дважды: в 1980 году награду получил математик Владимир Арнольд, а в 2008 году премии удостоились астрофизик Рашид Сюняев и математик Максим Концевич.
КСТАТИ
Новая сеть телескопов будет следить за гигантской черной дырой
“Монстр” находится в центре нашей галактики, Млечного пути. Успокаивает одно, что она находится от нас так далеко, что кажется размером с грейпфрут.
Новый массив телескопов может позволить ученым впервые сфотографировать черную дыру. Для этого были объединены 50 радиотелескопов по всему миру в глобальный телескоп. Они разбросаны по всему миру, в том числе – на горе Грэхэм в штате Аризона, на Мауна-Кеа на Гавайях, в Калифорнии, несколько радиотелескопов в Европе, на Южном полюсе и в Мексике. Этот гигантский “глаз” будет фиксировать “жизнь” черной дыры, находящейся в центре Млечного пути, сообщает dailymail.
Этот проект под названием “Телескоп Горизонт событий” астрономы из разных стран собираются обсудить уже в эту среду 18 января. По словам специалистов, этот проект позволит также проверить общую теорию относительности Эйнштейна. Но пока главная цель – сверхмассивная черная дыра, которая в четыре миллиона раз больше массы нашего Солнца. Успокаивает одно, что она находится от нас так далеко – почти 26 000 световых лет, что кажется размером с грейпфрут на Луне. Телескопы будет отлеживать малейшие явления, происходящие на так называемой границе черной дыры, названной астрономами “горизонт событий”. Дальше, к сожалению, заглянуть не удастся: внутри “монстра” законы физики не могу описать, что происходит. “Горизонт событий” – это “точка невозврата”, откуда не может вырваться даже свет.
Именно из-за этого эффекта черные дыры невидимы с Земли. Поэтому телескопы будут следить за “тенью” дыры – свет вокруг ее границы. Он должен создаваться всасываемыми и кружащимися вокруг нее пылью и газом. Закрученной вокруг черной дыры, как вода кружит сток в ванной, пыль сжимается и в результате трения превращается в плазму, нагретую до миллиарда градусов и более, заставляя его светится и излучать энергию, которую мы можем обнаружить здесь, на Земле.
И по изображению свечения материи, закрученной вокруг черной дыры, прежде чем он дойдет по краю до точки “невозврата”, ученые смогут увидеть схему черную дыру, которую они назвали “тенью”.
Вопрос существования черных дыр был впервые поднят Эйнштейном в его общей теории относительности, и была подтверждена десятилетиями измерений и наблюдений пространства. Однако ученые сегодня говорят, что если они найдут “тень” черной дыры, которая не будет круглой, то это будет означать, что общая теория относительности Эйнштейна должна иметь недостатки.
– Никто и никогда не видел черной дыры, – говорит профессор астрофизики в университете Стюард обсерватории в Аризоне Димитриос Псалтис. – Мы собираемся сделать именно это. Как только мы увидим его тени, не будет никаких сомнений.
– Даже пять лет назад такое предложение не показалось бы надежным, – поддержал коллегу Шеперд Доелеман, доцент Массачусетского технологического института и главный исследователь проекта. – Теперь у нас есть технологические средства принять “удар”.
– Пока у нас есть только косвенные доказательства того, что черная дыра находится в центре Млечного Пути,- признается профессор Псалтис. – Но как только мы увидим ее тени, то не будет никаких сомнений в ее существовании.
Кстати, наш Млечный Путь имеет около 25 небольших черных дыр в пределах от 5 до 10 раз масса Солнца.
