к списку статей 
Помнишь планету Миллер из фильма «Интерстеллар»? Там один час был равен семи годам на Земле из-за близости к чёрной дыре Гаргантюа 🕳️
Разберёмся, откуда берутся чёрные дыры, каких размеров они бывают и что ждёт смельчака, который рискнёт приблизиться к ним. А ещё делимся другими статьями про космос в Умскул Журнале!
Откуда берутся чёрные дыры
Чёрные дыры — это бывшие звёзды, которые пережили коллапс (сжатие). Всю жизнь светило балансирует между двумя силами:
- собственной гравитацией, которая пытается его сжать;
- энергией ядерных реакций, которая как бы раздувает его изнутри.
Когда у звезды заканчивается топливо (водород), ядерные реакции останавливаются. Её внешние слои сбрасываются в космос, а ядро не может сопротивляться силе тяжести. Оно коллапсирует, то есть стремительно сжимается.
Если звезда была небольшой, как Солнце, она превращается в белого карлика. Но если объект массивнее, сжатие не останавливается. Его масса фиксируется в одной точке — сингулярности, где привычные законы и формулы перестают работать, а пространство и время становятся бесконечными.
Вокруг этой точки образуется горизонт событий — невидимая граница вокруг чёрной дыры, пересекая которую объект не возвращается обратно. Гравитация там настолько сильная, что не может вырваться даже свет.
Если уже готовишься к ОГЭ/ЕГЭ по физике или другим предметам, приходи на курсы Умскул. Тебя ждёт погружение в нужные темы, индивидуальный подход и много-много практики. Узнавай больше на бесплатной консультации:
Сколько чёрных дыр во Вселенной
Многие думают, что чёрные дыры — редкое явление. Но учёные уже насчитали тысячи таких объектов, а по оценкам NASA только в нашей галактике (Млечный Путь) их может быть от 10 миллионов до 1 миллиарда.
Астрофизики выяснили, что в космосе есть около 40 квинтиллионов чёрных дыр — это 40 с восемнадцатью нулями. Они составляют примерно 1% от всей нормальной материи в космосе.
Самая близкая к нам чёрная дыра называется Единорог и находится в 1 500 световых годах от Земли. Её обнаружили по необычному поведению соседней звезды — Красного гиганта V723 Mon. Чёрная дыра меняет её форму и яркость.
Если хочешь разгадывать загадки вселенной и планируешь поступать в вуз в сфере авиационной и ракетно-космической техники, обрати внимание на статью «Куда идти, если ты просто космос» в Умскул Журнале.
Каких размеров бывают чёрные дыры
Есть три размера:
- Звёздной массы. Это самый распространённый тип, который рождается из коллапса крупных звёзд. Их масса — от трёх до нескольких десятков масс Солнца. Размер небольшой — горизонт событий может быть с маленький город. Чёрная дыра Единорог — как раз из этой категории.
- Средней массы. Новый и малоизученный тип. Они массивнее звёздных, но гораздо легче сверхмассивных. Как они появляются — пока загадка, но, возможно, это происходит при слиянии меньших по размеру соседей.
- Сверхмассивные. Это гиганты, скрывающиеся в центре галактик, в том числе в Млечном Пути. Их масса — от миллионов до миллиардов солнечных масс. Центральную чёрную дыру нашей галактики называют Стрелец A*. Мы движемся по орбите вокруг неё. Один полный оборот занимает около 230 миллионов лет.
Почему чёрные дыры не вечны
Раньше учёные считали, что чёрные дыры вечные и ничто не может их уничтожить. Но в 1974 году Стивен Хокинг доказал, что они испаряются. Вблизи горизонта событий рождаются пары квантовых частиц. Одна из частиц падает внутрь дыры, а вторая улетает в космос, унося с собой часть энергии. Этот процесс называют излучением Хокинга.
Из-за этого чёрная дыра теряет массу. Правда, происходит это очень медленно: дыра звёздной массы испаряется примерно 10⁶⁷ лет, а сверхмассивная — 2 ⋅ 10¹⁰⁰ лет.
Хочешь узнать ещё больше фактов о Вселенной? Читай статью «Топ-5 открытий космоса за 20 лет» в Умскул Журнале.
Что не так с планетой Миллер
Ещё Альберт Эйнштейн говорил, что массивные тела вроде чёрных дыр искажают не только пространство, но и время. Этот эффект называется гравитационным замедлением времени. Атомные часы на спутниках спешат на 38 наносекунд по сравнению с земными из-за того, что в космосе гравитация слабее. Ещё больше об открытиях Эйнштейна можешь узнать в Умскул Учебнике.
У чёрных дыр этот эффект ещё больше. Около горизонта событий один день длился бы 141 день. Если тебе интересно узнать, какие ещё необычные явления происходят во Вселенной, читай статью «Топ самых странных вещей в космосе».
Важно, что рядом с чёрной дырой нет стабильных орбит. Планету, которая оказалась бы близко, разорвало бы приливными силами или затянуло за горизонт событий.
Что будет с космонавтом вблизи чёрной дыры
- Попадёт под влияние радиации.
Большинство чёрных дыр окружены аккреционным диском — водоворотом газа и пыли, разогретым до миллионов градусов. Он испускает мощные рентгеновские и гамма-лучи. Космонавт получит радиационное облучение до того, как он увидит дыру вблизи.
- Не выдержит температуры.
Допустим, что защита от радиации есть. Но аккреционный диск — это раскалённая плазма. Вещество там может нагреваться до триллионов кельвинов (для сравнения: ядро Солнца — 15 миллионов кельвинов). Космонавт не выживет.
- Произойдёт спагеттификация.
Если чёрная дыра окажется без диска и космонавт всё-таки приблизится к ней, подействуют приливные силы. Из-за огромной гравитации ноги будут притягиваться к центру дыры сильнее, чем голова. Тело начнёт растягиваться — учёные называют это явление спагеттификацией.
Есть нюанс: у сверхмассивных чёрных дыр горизонт событий далёк от центра, и спагеттификация произойдёт уже внутри дыры — за горизонтом событий. Что там — остаётся тайной.
Сегодня наука говорит честно: мы не знаем, что находится внутри чёрной дыры. Горизонт событий скрывает сингулярность, где рушатся привычные законы физики. Поэтому тайна чёрных дыр остаётся неразгаданной. Хочется верить, что открытия в физике в ближайшие десятилетия помогут найти ответ.
