Знаете ли тези 5 факта за черните дупки – най-мистериозните космически обекти?

Повечето хора си представят черните дупки като някакъв ненаситен водовъртеж в Космоса, който поглъща всичко около себе си. Но това не е съвсем така! Черната дупка е място, в което по някаква причина гравитацията е станала много по-силна, толкова силна, че дори е „по-бърза“ от скоростта на светлината и съответно един път влязла, дори светлината не може да излезе от черната дупка. Може да се каже, че тя е като прахосмукачката на Вселената. Но какво още интересно има около тези космически обекти? Прочетете и ще останете удивени!

1. Черните дупки възникват от умиращите звезди

Когато животът на една звезда свърши, много интересни неща могат да ѝ се случат. От една страна има гравитация, която се опитва да я компресира, а от друга енергия от ядрени реакции в центъра, която се опитва да я разшири. Когато звездата изчерпи своето гориво (водород), ядрените реакции се забавят и външните слоеве на звездата се изхвърлят в открития космос. Поради това тя колабира – тоест намалява, вече неспособна да устои на силата на собствената си гравитация. Малки светила като нашето Слънце се превръщат в бели джуджета – малки, но горещи звезди. Но тежки обекти с маса най-малко три пъти (а понякога десетки и стотици хиляди пъти) вече не спират дотам и се компресират до такава степен, че се превръщат в черни дупки.

2. Във Вселената има много, много черни дупки

Много хора вярват, че черните дупки са разрушителни и плашещи, но много редки небесни тела. Но в действителност в Космоса се срещат на всяка крачка. Откриването на такъв обект е много трудно, тъй като една черна дупка не произвежда видима радиация. Но ако наблизо има звезди, чиято маса поглъща или на чиито орбити може да повлияе с гравитацията си, дупката става видима. И учените вече са преброили много хиляди от тях. НАСА изчислява, че само в нашата галактика Млечен път има между 10 милиона и милиард черни дупки. Най-близката до нас черна дупка се нарича Еднорог и се намира само на 1500 светлинни години от Земята. Има сателит – червен гигант, благодарение на който е изчислено къде е тази черна дупка. Интензитетът на светлината на тази звезда гигант се променя периодично, което ни позволява да видим как черната дупка „издърпва“ част от масата и променя формата на звездата.

3. Черните дупки могат да бъдат много големи или много малки

В зависимост от масата си тези обекти се делят на три основни категории. Първата е черните дупки със звездна маса. Това са най-простите и най-често срещаните обекти. Те се образуват в резултат на колапса на масивни звезди. Тяхната маса може да варира от три до няколко десетки слънчеви маси. Тези небесни тела са сравнително малки по размер; радиусите на техния хоризонт могат да бъдат сравними с размера на малки градове – няколко десетки километра. Споменатият Еднорог е един от тях. Втората категория са свръхмасивните черни дупки. Тези гиганти обикновено се намират в центровете на галактиките, включително нашия собствен Млечен път. Тяхната маса може да варира от милиони до милиарди слънчеви маси. Те идват или от много древни черни дупки, които абсорбират много материя, или от колапса на огромни газови облаци. Има и трета категория – черни дупки със средна маса. Това е сравнително нов и по-слабо проучен клас обекти. По размер те са между звездните и свръхмасивните черни дупки. Тяхната маса варира от 10 до няколко десетки слънчеви маси. Не е особено ясно как се образуват, най-вероятно в резултат на сливането на по-малки черни дупки или в резултат на колапса на особено плътни звездни купове.

4. Черните дупки не съществуват вечно

Дълго време учените смятаха, че черните дупки трябва да са практически вечни обекти, тъй като те са способни само да абсорбират материя и радиация, но не и да ги излъчват обратно. Но през 1974 г. британският физик Стивън Хокинг, използвайки квантовата теория на полето в изкривеното пространство-време, прогнозира така нареченото изпаряване на черни дупки. Хокинг теоретизира, че поради вакуумните ефекти близо до хоризонта на събитията, те трябва да излъчват частици и следователно да губят маса с течение на времето. Изчисленията показват, че двойки квантови частици и античастици могат да се разделят. Едната от тях пада отвъд хоризонта на събитията, а другата отлита в космоса, отнасяйки със себе си част от енергията и масата на черната дупка.

5. Черните дупки влияят не само на пространството, но и на времето

Айнщайн, когато развива своята Теория на относителността, прогнозира, че гравитационните полета, създадени от масивни обекти като планети, звезди или черни дупки, изкривяват пространството и времето в близост до тях. Този ефект се нарича „гравитационно забавяне на времето“. Да, времето тече малко по-бавно на повърхността на нашата планета, отколкото на борда на космическата станция. Това е доказано експериментално: атомните часовници на сателитите са с 38 наносекунди по-бързи от подобно настроените часовници на Земята. Затова за бордовите хронометри на GPS спътниците е необходимо дори да се правят така наречените релативистични корекции. Ако трябваше да обикаляте около този обект, ще се върнете в регион на пространството с по-малко гравитация, за да откриете, че там е минало повече време, отколкото сте прекарали в пътуване. Но... на теория. На практика ще имате много, много сериозни проблеми много преди да се доближите до ергосферата.

Image by vecstock on Freepik

Вижте още:

• 5 факта за гравитацията – една от най-мистериозните сили във Вселената
• Какво е свръхнова?
• Знаехте ли, че на Луната ще имате различно тегло?