«Что, если сила тяжести окажется такой, что даже свет не сможет ее преодолеть?» Над этим вопросом, оказывается, первым задумался не Альберт Эйнштейн, а английский священник, естествоиспытатель и геолог Джон Митчелл, еще в 1783 году. Позже для звезды на последней стадии, когда свет не может покинуть ее поверхность, ввели термин «замороженная звезда». Современный термин «черная дыра» предложил в XX веке американский физик Джон Уилер. Он же является автором другого популярного термина — «кротовая нора».
У каждой звезды настает конец — ее водородное топливо выгорает, и внутренние силы ослабевают настолько, что внешние слои звезды начинают обрушиваться внутрь. При этом гравитация непрерывно возрастает. Обычная звезда при этом становится белым карликом или нейтронной звездой. Однако если масса звезды больше определенной величины, гравитация при сжатии, преодолевая критический рубеж уходит в бесконечность. Так рождается черная дыра.
При размерах, сопоставимых с молекулярными, черная дыра имеет чудовищную массу. Сила ее гравитации такова, что кванты света — фотоны, имеющие скорость 300 тысяч км/с, самую большую во Вселенной, не в силах преодолеть притяжение. В районе черной дыры деформируется сама ткань пространства-времени!
Сфера вокруг черной дыры, за пределы которой не может вырваться свет, называется горизонтом событий. Это гигантская гравитационная ловушка для любых материальных предметов во Вселенной — от фотонов до звезд. Пересекая границу горизонта событий, они становятся невидимыми и исчезают навсегда.
Еще не так давно считалось, что черные дыры во Вселенной — довольно редкое явление. Однако по мере усовершенствования наземных астрономических и астрофизических инструментов, а также появления космических телескопов, выяснилось: в центре почти каждой галактики, в том числе и нашей — Млечного пути — находится сверхмассивная черная дыра, своей гравитацией придающая всей системе стабильность. Если это так, то во Вселенной как минимум 25 миллионов черных дыр.
Находящийся в центре галактики Млечный Путь компактный радиоисточник Стрелец А имеет массу в 4,3 миллиона раз большую, чем масса Солнца. Ничем другим, как сверхмассивной черной дырой, этот объект быть не может. В 2004 году было открыто движущееся по орбите вокруг Стрельца А скопление из семи звезд. Анализ их движения показал: в их составе — еще одна черная дыра массой 1300 солнечных!
Как же обнаруживают черные дыры, если они невидимы? Во-первых, по оптическому искажению: проходящие через гравитационное поле черной дыры лучи света от звезд, расположенных позади нее, искривляются. Во-вторых, по искривлению траекторий других звезд, проходящих в ее районе. В-третьих, по излучению, испускаемому материей, попавшей в гравитацию черной дыры: приближаясь к ее центру, любое тело разогревается до звездных температур, пока не разрушится.
Если в физической системе двойной звезды одна становится черной дырой, она тут же начинает буквально пожирать свою «сестру». Срывает с нее газовую оболочку и верхние слои и засасывает в себя. При этом газ вращается вокруг нее со скоростью до 600 км/с! Однако эта гигантская центрифуга способна и выбрасывать наружу «непереваренные» струи газа — джеты со скоростью, близкой к скорости света!
Согласно квантовой механике, черные дыры должны не только поглощать, но и излучать. Это излучение было предсказано в 1974 году всемирно известным ученым Стивеном Хокингом и получило его имя. Несовершенство телескопов пока не позволяет его обнаружить. Вокруг излучения Хокинга ведутся споры. Но если его существование подтвердится — решатся многие «проклятые» вопросы квантовой механики. И тут же возникнут новые…
Также теоретически возможны «кротовые норы» — туннели в пространстве, соединяющие две удаленные области Вселенной и дающие гипотетическую возможность путешествий во времени. Предполагают, что каждая черная дыра — естественный вход в гиперпространство. Но тогда должна существовать и «белая дыра», то есть, выход…
