| Регистрация | / | ВХОД |
Астрономия без конца и края
Глава одиннадцатая
Опасны ли чёрные дыры?
Существование чёрных дыр было предсказано давно. Это можно было сделать, опираясь на закон всемирного тяготения и закон постоянства скорости света.
Чёрная дыра, как видит её художник
Закон всемирного тяготения говорит, что сила гравитации растёт с увеличением массы тела и уменьшением расстояния до него. Поэтому растёт и величина скорости, которую нужно набрать, чтобы улететь и не вернуться. Например, на поверхности Земли вторая космическая скорость составляет примерно 11 км в секунду, а на поверхности Луны — 2,4 км/с, потому что Луна гораздо легче.
Можно вообразить огромную массу, заключённую в шар небольшого размера, так, что вторая космическая скорость будет равна скорости света — триста тысяч километров в секунду. Этот размер называют радиусом Шварцшильда.
Что же это будет за объект? Для того, чтобы от него улететь, необходимо будет набрать скорость, большую скорости света. По современным представлениям учёных, это невозможно. Поэтому такое тело и назвали чёрной дырой, потому что ни частицы, ни свет не могут его покинуть. Чёрная дыра не светится ни в обычном свете, ни в радиолучах, ни в каком другом диапазоне электромагнитного излучения.
Конечно, при удалении от чёрной дыры сила тяготения уменьшается, её влияние становится всё слабее и слабее. Но стоит объекту неосторожно приблизиться к чёрной дыре, как чудовищная гравитация захватит его, притянет и навечно заключит в сферу Шварцшильда.
Некоторые не очень знающие люди полагают, что чёрные дыры способны поглотить всю Вселенную. Они, например, протестуют против экспериментов, проводимых на Большом адронном коллайдере, потому что в его туннеле гипотетически могут образовываться микроскопические чёрные дыры, якобы опасные для нашей планеты.
А что думают по этому поводу астрономы и астрофизики? Конечно, им было очень интересно найти чёрную дыру. Ведь это — один из возможных сценариев окончания эволюции достаточно массивной звезды. Но как же её наблюдать, если она сама не светится и не излучает ни радиоволны, ни рентгеновские лучи, ни гамма-кванты?
Здесь на помощь приходит удивительный факт. Оказывается, более половины звёзд — это двойные звёзды. То есть многие звёзды существуют парами: они движутся «вокруг друг друга», как бы в парном танце, подчиняясь всё тому же закону всемирного тяготения.
Если бы наше Солнце было двойной звездой, то у каждого предмета было бы по две тени. Рисунок автора
Открыл двойные звёзды английский астроном Вильям Гершель в конце XVIII века. Сэр Вильям Гершель знаменит многим: он самостоятельно строил гигантские телескопы-рефлекторы, систематически исследовал Млечный Путь, открыл планету Уран.
Двойные звёзды необычайно интересны для астрономов. Дело в том, что наблюдения за движением такой «звёздной пары» позволяют «взвесить» звезду, потому что параметры орбиты определяются законом всемирного тяготения, а сила тяготения определяется массой и расстоянием.
Конечно, для точного «взвешивания» нужно наблюдать за звёздной системой хотя бы половину одного «оборота» звёзд друг относительно друга. А это не так-то легко: во многих двойных системах это время составляет 50–100 лет и более. Многолетние кропотливые наблюдения нескольких поколений астрономов за двойными звёздами позволили вычислить массу огромного количества звёзд. Оказалось, например, что звёзды не бывают слишком большими (больше, чем примерно сто наших солнц) и слишком маленькими (меньше, чем одна сотая часть нашего солнца).
В тесной двойной системе, где одна из звёзд — чёрная дыра, а вторая — обычная, должны происходить события, которые астрономы могут наблюдать, хотя сама по себе чёрная дыра «невидима».
Чёрная дыра захватывает вещество звезды-соседки. Рисунок автора
В этой системе вещество с обычной звезды захватывается чёрной дырой. Газ из звёздной атмосферы «перетекает» в чёрную дыру. Но вращение не позволяет ему «прямо» падать, а заставляет закручиваться. Вокруг чёрной дыры образуется аккреционный диск, частицы вещества которого движутся по спиралям, втягиваясь в сферу Шварцшильда. Более близкие слои движутся быстрее, дальние — медленнее. Силы вязкого трения сильно разогревают это вещество, и оно начинает светиться. Излучение аккреционного диска и фиксируют астрономы.
Чёрные дыры другого типа — сверхмассивные — нашли в центрах галактик. Например, в центре нашей галактики обнаружен как раз такой объект.
Вопросы для вдумчивого читателя
1. Велика ли скорость света?
2. Что такое чёрная дыра?
3. Чем знаменит сэр Вильям Гершель?
4. Как можно наблюдать чёрную дыру?
5. Что такое сфера Шварцшильда?
© Автор текстов, заданий, рисунков: Антонина Лукьянова,
специально для портала «Солнышко» — solnet.ee,
опубликовано 4 декабря 2020 г.
специально для портала «Солнышко» — solnet.ee,
опубликовано 4 декабря 2020 г.
Комментарии к публикации
Астрономия без конца и края
28.09.2020, 10:05
Наталья
Спасибо за новую рубрику! Будем с дочкой читать.
09.10.2020, 10:19
Inessa
Ochen poznavatelno. Spasibo, chto pomogaete razvivat detei!
30.10.2020, 12:09
Инна
Очень познавательно. Спасибо!
23.11.2020, 10:31
Валентина
Очень интересно, доступно, познавательно. Большое спасибо!
08.12.2020, 09:04
Валентина
Ещё раз убедилась, что рубрика "Астрономия без конца и края" очень познавательная и полезнп не только для детей, но и для взрослых читателей
11.12.2020, 18:19
Редактор портала «Солнышко»
Наталья, Инесса, Инна, Валентина, спасибо за отклики! Нам очень важна обратная связь с читателями!
06.01.2021, 17:48
Алена
Очень интересно
15.01.2021, 12:45
Людмила
Дочери очень понравилась викторина. С удовольствием отвечала на вопросы. Узнали много новой информации. Хотим чаще подобные викторины!
16.01.2021, 10:09
Светлана
Спасибо большое за книгу, викторину и кроссворды! Очень интересно и познавательно!
16.01.2021, 10:25
Елена :)
Не только детям, но и взрослым интересно :) Спасибо!
18.01.2021, 09:21
Валентина
Большое спасибо за очень увлекательную книгу, за интересные викторину "Астрономия без конца и края" и кроссворд "Небесные тела".
19.01.2021, 23:31
КСЕНИЯ
спасибо за познавательную книгу! викторина супер!
24.01.2021, 11:53
Валентина
Спасибо за второй кроссворд по астрономии "Великие имена", очень интересный и позновательн.
Оставить свой комментарий