Загадочные объекты Вселенной: 5 фактов о черных дырах, которые вас удивят

О том, что во Вселенной могут существовать объекты, обладающие массой, которая позволяет им удерживать свет своей гравитацией, ученые задумались еще в XVIII веке. Только в начале XX века нашлось решение уравнений общей теории относительности Альберта Эйнштейна, предсказавшее возможность существования черных дыр, и лишь в середине 1960-х годов была открыта первая черная дыра. С тех астрофизики постепенно проникают в тайны черных дыр, но многим загадкам этих объектов все еще не нашлось однозначного объяснения. В этом материале мы собрали несколько занимательных фактов о черных дырах.

1. Не являются «пылесосами Вселенной»

До сих пор распространено заблуждение, что черные дыры безостановочно поглощают все вокруг. Однако это не совсем так — черные дыры притягивают только те объекты, которые находятся в пределах их гравитационного влияния. Материи, которая находится на большем расстоянии, «засасывание» в черную дыру не грозит. Другое дело, что черные дыры, как и другие объекты во Вселенной, находятся в движении и могут приблизиться к области, богатой материей.

Например, в центре нашей галактики Млечный Путь расположена сверхмассивная черная дыра — Стрелец A*. Большинство звезд, особенно находящихся на периферии галактики, не подвержены ее непосредственному влиянию и продолжают двигаться по своим траекториям.

2. Могут «петь»

Черные дыры способны генерировать звуковые волны. Это явление было впервые обнаружено учеными при наблюдении за сверхмассивной черной дырой в центре скопления галактик Персей.

С помощью данных, полученных рентгеновским космическим телескопом «Чандра», исследователи установили, что эта черная дыра создает колебания давления в окружающем горячем газе, порождая звуковые волны. Частота этих волн примерно на 57 октав ниже ноты «до» первой октавы, что делает их недоступными для человеческого слуха без дополнительной обработки.

3. Могут испаряться

В 1974 году британский физик Стивен Хокинг предположил, что черные дыры способны не только поглощать материю, но и излучать различные элементарные частицы. Ныне предсказанное ученым явление известно как излучение Хокинга.

Согласно квантовой теории, вблизи горизонта событий черной дыры могут появляться и аннигилировать пары, состоящие из частиц и античастиц. В редких случаях одна из частиц может попасть в черную дыру до аннигиляции, тогда другая уходит в космос. Этот процесс приводит к медленной утрате массы черной дырой, то есть к ее испарению. Некоторые ученые полагают, что излучение Хокинга можно использовать для получения энергии из черных дыр.

4. Могут быть мощными источниками света

Сами по себе черные дыры не светятся, но сверхмассивные черные дыры можно обнаружить по яркому свечению вокруг. Дело в том, что гравитация таких дыр закручивает падающее на них вещество в диск (это явление называется аккрецией). Чем ближе оно находится к горизонту событий, тем выше скорость его вращения.

Трение газа и другой материи в аккреционном диске черной дыры приводит к нагреву вещества — в результате в энергию может перейти до 10% массы вещества. Эти области вокруг черных дыр могут выбрасывать мощные джеты — узкие потоки частиц, движущиеся с околосветовой скоростью и видимые во всем электромагнитном спектре (от радиоволн до гамма-лучей), что делает их заметными даже в самых отдаленных уголках Вселенной.

5. Могут сливаться, порождая мощные волны

Черные дыры, как и звезды, могут образовывать двойные системы, в которых их взаимное вращение друг вокруг друга заканчивается сближением и слиянием.

Так ученые представляют слияние двух черных дыр

Процесс слияния черных дыр сопровождается изменениями гравитационного поля — так называемыми гравитационными волнами, которые распространяются со скоростью света, создавая колебания пространства-времени. Подтвердить их существование, предсказанное общей теорией относительности, впервые удалось в 2015 году, когда детекторы LIGO уловили гравитационные волны от слияния двух очень далеких черных дыр.