У народі існує стійкий вираз «зник, як у чорну діру провалився». Так ми намагаємось пояснити найнеймовірніше зникнення чого або кого-небудь. Цей вираз має свої підстави. Вчені дійсно приписують чорним дірам просто-таки фантастичні властивості.
Американський фізик Кіп Стівен Торн так писав про незвичайні космічні тіла: «З усіх вигадок людського розуму, від єдинорогів і химер до водневої бомби, напевно, найбільш фантастичне — це образ чорної діри».
Фото 1. Чорні діри: імітація чорної діри перед Великою Магелановою Хмарою. Ілюстрація: Uk.wikipedia.org
Чорна діра — це область космічного простору, що характеризується таким величезним гравітаційним тяжінням, що навіть об’єкти, які рухаються зі швидкістю світла, не можуть вилетіти з неї. Ось чому їй присвоєно статус «чорної», бо навіть кванти світла не можуть залишити цю зону!
Фото 2. Чорні діри: диск горячої плазми навколо колапсара. Фото: ESA/Getty Images
Наука зацікавилася теорією чорних дір після відкриття Ісааком Ньютоном закону всесвітнього тяжіння. Першим про них заговорив англійський священик і геолог Джон Мічелл. У 1784 році він опублікував роботу про можливе існування чорних дір.
До такої думки він прийшов, аналізуючи поведінку гарматного ядра в залежності від його швидкості. Користуючись законами логіки, Джон Мічелл переніс це на зірки і припустив, що може існувати такий маленький космічний об’єкт з дуже великою масою, що «швидкість його втечі» була б більшою за швидкість світла. Це означає, що таку зірку неможливо побачити, її можна лише виявити за силою тяжіння.
Фото 3. Чорні діри. Фото: FAECIASP/NASA/ Conicet
Припущення Джона Мічелла знайшло своє підтвердження завдяки загальній теорії відносності Альберта Ейнштейна.
У 1975 році ідею існування чорних дір розвинув один з найвідоміших фізиків-теоретиків нашого часу Стівен Хокінг. Він припустив, що чорні діри не є абсолютно всепоглинаючими об’єктами, а випромінюють елементарні частинки.
Як же виникають чорні діри? Ними можуть ставати дуже великі зірки (маса яких перевищує масу нашого Сонця в десятки разів) при гравітаційному колапсі. Колапс — це кінцевий етап еволюції зірок, їх катастрофічне стиснення. Ось чому чорні діри також називають «сколапсованими зірками», «колапсарами» або «застиглими зірками».
Фото 4. Чорні діри. Фото: En.wikipedia.org
Колапсари набувають дивовижних властивостей, усередині них з’являються нові закони природи. Простір і час тут стискаються в одну точку і практично перестають існувати. Простіше кажучи, якщо хтось потрапив би на край чорної діри, то для нього не існувало б ні часу, ні відстані.
Варто також відзначити, що імовірно існують й «антиподи» чорних дір — білі діри. На відміну від перших, у білі діри ніщо не може потрапити. Теорія їх існування ще не отримала свого розвитку. Не було виявлено жодного фізичного об’єкту, який відповідав би цій назві, доки в 2006 р. ізраїльські астрономи Алон Реттер і Шломо Хеллер не дали таке визначення аномальному гамма-сплеску.
Фото 5. Кадр з фільму «Чорна діра» Девіда Туі. Фото: Kinopoisk.ru
Сьогодні вчені можуть похвалитися майже тисячею виявлених ними об’єктів, яким присвоєно статус чорних дір. Дослідники припускають, що насправді їх у Всесвіті існує десятки мільйонів і людство вже впритул наблизилось до низки дивовижних космічних відкриттів.