Як помирають чорні діри?

Найбільш таємничими об'єктами у Всесвіті поправу можна назвати чорні діри - області простору-часу гравітація яких настільки сильна, що ніщо, навіть світло, не може їх покинути. Цікаво, що на просторах нескінченної Всесвіту існують чорні діри, маса яких перевищує масу Сонця в п'ять-сто раз, але є і такі, чия маса перевищує мільярд сонячних. Сьогодні астрономи вважають, що надмасивні чорні діри ховаються в серце більшості галактик, відзначаючи при цьому, що Всесвіт перебуває в так званій «зоряної ери» - етапі еволюції Всесвіту, під час якого зірки і галактики народжуються безперервно. Але що лежить за кордоном зоряної ери? Дослідники вважають, що в кінцевому підсумку все інгредієнти для створення чорних дір будуть вичерпані, а зірки в нічному небі повільно згаснуть, перетворивши тим самим чорні діри в єдиних мешканців Всесвіту. Але навіть ці космічні монстри не можуть існувати вічно. Коли-небудь і вони загинуть, опромінивши, на прощання, яка загине пусте і неживе простір феєрверком.

Довести існування чорних дір вченим вдалося зовсім недавно.

Як з'являються чорні діри?

Своє існування чорні діри починають зі смерті:коли в ядрах деяких масивних зірок закінчується паливо, вони переходять на наступний щабель своєї еволюції і вибухають. Під час потужного вибуху яскравість наднових зірок (саме так їх називають вчені) різко збільшується, а потім повільно згасає. Вибух також є причиною викиду в міжзоряний простір значної маси речовини із зовнішньої оболонки зірки, а також величезної кількості енергії.

Та частина речовини, що її викинуло в міжзоряне середовище, як правило, перетворюється або в компактний об'єкт - нейтронну зірку (В разі, якщо маса зірки до вибуху становила понад 8 сонячних мас), або в чорну діру - область простору-часу, в якій всім керує її величність гравітація (в разі, якщо маса залишилося після вибуху ядра перевищує сонячну в п'ять разів).

Так виглядає спалах наднової в об'єктиві космічного телескопа NASA Hubble.

Як відзначають астрономи, подібний зв'язок міжнародженням чорної діри і смертю зірки, яка її утворила, досить поширене явище у Всесвіті. Особливо близькі чорні діри з іншими зірками в тих її куточках, де зореутворення відбувається з високою швидкістю. Нагадаємо також, що зореутворення є великомасштабним процесом, в ході якого з міжзоряного газу в галактиці починають масово формуватися зірки.

Хочете завжди бути в курсі останніх новин зі світу астрономії та фізики? Підписуйтесь на наш новинний канал в Telegram щоб не пропустити нічого цікавого!

Еволюція чорних дір

Отже, після народження чорної діри в результатізагибелі масивної зірки, її головним заняттям стає поглинання будь-яких об'єктів, що опинилися поблизу. У деяких випадках цілком зайнятий матеріал (газ і зірки) оточує цих космічних монстрів, рухаючись все швидше і накопичуючись навколо. Так як тертя між пилом генерує тепло, аккреційний диск чорної діри починає світитися, окреслюючи її тінь або горизонт подій. Саме його в 2019 році вдалося сфотографувати вченим, про що докладно розповів мій колега Микола Хижняк в своєму матеріалі.

Але крім того, що горизонт подій оточуєчорну діру, він також є ключем до її загибелі. Все тому, що будь-який поглинений чорною дірою матеріал пропадає назавжди, принаймні, це випливає з нашого розуміння гравітації. Однак ця так звана точка неповернення не враховує квантову механіку - так, так, фізики і раніше працюють над створенням єдиної теорії квантової гравітації і, до речі, недавно домоглися досить цікавих результатів.

Стівен Хокінг - англійський фізик-теоретик,космолог і астрофізик. Хокінг першим виклав космологічні теорію, в якій були об'єднані уявлення загальної теорії відносності і квантової механіки.

У 1974 році видатний британський фізик-теоретик Стівен Хокінг довів, що з точки зору квантової механіки втечу з чорної діри можливий, Хоча і дуже, дуже повільно.Те, як довго проживе окрема чорна діра, залежить від її маси. Чим більше стає чорна діра, тим довше вона випаровується. У цьому сенсі, як відзначають астрономи в інтерв'ю порталу astronomy.com, чорні діри можуть обдурити смерть, стаючи більше.

Дослідники порівнюють цей процес із пісочнимгодинами, де пісок нагорі - це кількість часу, що залишився у чорної діри. Поглинаючи все більше зірок і газу, ненажерливий космічний монстр продовжує додавати піщинки в «цокаючий» пісочний годинник, навіть коли окремі частки просочуються назовні. Але в міру старіння Всесвіту матеріал навколо чорної діри вичерпається, знаменуючи її неминучу погибель.

В останню десяту частку секунди життя чорної діри вона осяє все навколо яскравим феєрверком, подібно мільйону термоядерних бомб, які вибухають в дуже маленькій області космосу.

До речі, найпотужніша з коли-небудьзареєстрованих наднових (ASSASN-15lh) сьогодні вважається в 22 трильйона разів більш вибухонебезпечною, ніж чорна діра в її останні миті. А як ви думаєте, яким буде кінець Всесвіту? Відповідь будемо чекати тут, а також в коментарях до цієї статті.