Author Archives: xsi - Page 192

Каждому из нас, наверное, доводилось слышать про чёрные дыры. Странным образом, они имеют весьма дурную репутацию, обещая каждому гибель, как только он в неё «провалится». Само название «чёрная дыра» таит в себе нечто зловещее. Этот пост (и, возможно, следующий) я хочу посвятить тому, насколько полезными чёрные дыры могут оказаться «в хозяйстве» и тому, что они вовсе не такие страшные, как может показаться на первый взгляд.

Я предполагаю, что большинство читателей имеет хотя бы смутное представление о том, что такое чёрная дыра, поэтому подробно я буду останавливаться лишь на отдельных аспектах физики чёрных дыр и не буду особо занудствовать с условиями их формирования, принципом запрета Паули, гравитационным коллапсом, и т. д.

Начнём с того, что никакие они на самом деле не чёрные, и вовсе не дыры. Обычно о чёрных дырах говорят, что это умершие звёзды, области вокруг точек сингулярности с бесконечно большой плотностью материи, хотя на самом деле, чёрной дырой можно назвать любую область пространства, где первая космическая скорость превышает скорость света. Граница такой области называется горизонт событий, потому что информация из-под горизонта никогда не сможет достичь стороннего наблюдателя.

Это не значит, что все чёрные дыры имеют большую плотность. Объекты в центре галактик обычно имеют среднюю плотность меньше, чем у белых карликов или нейтронных звёзд, а монстры с диаметром около светового года, имеющие массу целой галактики в триллион звёзд, будут иметь среднюю плотность сравнимую с земным воздухом.

Чёрная дыра, наверное, простейший макро-объект в нашей вселенной. По большому счёту, простейшую чёрную дыру можно полностью описать лишь одной характеристикой – её массой. Вокруг любой массы существует условный радиус сферы, образующей горизонт событий (воображаемая линия раздела причинно-следственных связей) для этой массы, ещё его называют радиусом Шварцшильда. Обычно, этот радиус сильно меньше объёма, который занимает эта масса, однако, если довольно плотно упаковать материю, а именно, – поместить всю массу М внутри этого радиуса, то получится чёрная дыра. На формуле ниже, G – гравитационная постоянная, c – скорость света.

Смотреть далее