Три причины, почему чёрные дыры — самые страшные объекты во Вселенной

Больше 30 лет Крис Импи, заслуженный профессор астрономии из Университета Аризоны, изучает чёрные дыры. В статье для The Conversation он объяснил, почему эти загадочные объекты — самые страшные во Вселенной.

Фото: ESO by M. Kornmesser, CC BY 4.0

Чёрные дыры страшны по трём причинам. Если вы упадёте в чёрную дыру, оставшуюся после смерти звезды, вас разорвёт на куски. В них не работают законы физики, они ненасытны — и почти вечны.

Считается, что чёрные дыры образуются после смерти массивных звёзд. Когда ядерное топливо звезды заканчивается, её ядро ​​коллапсирует до самого плотного состояния материи, которое только можно себе представить, — в сто раз плотнее атомного ядра. Это вырожденное вещество — протоны, нейтроны и электроны в нём слиты в кашу.

Чёрную дыру можно обнаружить только при наличии у неё обычной звезды-компаньона. Так было с самой первой подтверждённой чёрной дырой Лебедь X-1 — одним из ярчайших источников рентгеновского излучения на небе.

Чёрные дыры — это могилы материи: ничто не может их покинуть, даже свет. Судьбой любого, кто упадёт в черную дыру, станет болезненная спагетификация, как называл это знаменитый Стивен Хокинг в своей книге "Краткая история времени". При спагетификации сильная гравитация черной дыры разорвёт вас на части, разделив ваши кости, мышцы, сухожилия и даже молекулы.

За последние 30 лет наблюдения с помощью космического телескопа "Хаббл" показали, что в центре каждой галактики есть массивная чёрная дыра.

Природа умеет создавать чёрные дыры в ошеломляющем диапазоне масс — от звёздных трупов в несколько раз больше массы Солнца до монстров в десятки миллиардов раз тяжелее. Это как разница между яблоком и Великой пирамидой в Гизе.

Первая в истории сфотографированная чёрная дыра в центре эллиптической галактики M87 в тысячу раз больше, чем Стрелец A* в ядре Млечного пути, её масса — 7 миллиардов солнечных.

Обычно такие чёрные дыры соответствуют своему названию, ничего не излучая в окружающее пространство, но когда они засасывают вещество, то выбрасывают колоссальное количество радиации, превращаясь в квазар.

Насколько ярок квазар? Представьте себе Лос-Анджелес ночью. Примерно 100 миллионов огней от автомобилей, домов и улиц города соответствуют звёздам в галактике. Так вот квазар — это лампочка размером в дюйм в центре мегаполиса, которая всего вокруг в сотни или тысячи раз.

Самая большая чёрная дыра, обнаруженная на сегодняшний день, весит в 40 миллиардов раз больше, чем Солнце, или в 20 раз больше Солнечной системы. В то время как внешние планеты в нашей Солнечной системе совершают один оборот за 250 лет, этот гораздо более массивный объект вращается с периодом три месяца. Его внешний край движется со скоростью, равной половине скорости света. В центрах чёрных дыр — сингулярность, точка с бесконечной плотностью. Неясно, что там происходит, потому что время остановлено, а законы физики не работают.

По словам Стивена Хокинга, чёрные дыры медленно испаряются. В далёком будущем Вселенной, спустя долгое время после того, как все звёзды умрут, а галактики исчезнут из-за ускоряющегося космического расширения, останутся лишь чёрные дыры. На их испарение уйдёт 10¹⁰⁰ лет (10 со ста нулями), так что можно считать эти невероятные объекты вечными.

Уточнения

Messier 87 (англ  M 87, NGC 4486, Virgo A (Дева А), рус. Мессье 87) — сверхгигантская эллиптическая галактика в созвездии Девы. Находится на расстоянии около 16,4 млн парсек (53,5 млн св. лет) от Земли. M 87 — вторая по яркости галактика в Скоплении Девы и одна из самых массивных галактик в Местном сверхскоплении галактик (также известном как Сверхскопление или Суперкластер Девы).

Лебедь X-1 (сокращённо Cyg X-1) — известный галактический источник рентгеновского излучения в созвездии Лебедя. Он был открыт в 1964 году во время суборбитального полёта и является одним из ярчайших источников рентгеновского излучения, обладая максимальной плотностью потока 2,3⋅10⁻²³ Вт·м⁻²Гц⁻¹. Лебедь X-1 был первым рентгеновским источником-кандидатом в чёрные дыры и является среди них одним из самых изученных объектов.