Наш Всесвіт на 25 відсотків складається з так званих чорних дір, які є найбільш містичними космічними об'єктами. Їх впливу не може уникнути ні випромінювання, ні будь-яка речовина.

Вченим вперше випала можливість спостерігати чорну діру візуально, простежити за її народженням, визначити, що первинне – чорна діра чи галактика, і навіть спростувати теорію сингулярності Ейнштейна, згідно з якою щільність речовини всередині чорної діри прагне до нескінченно малою величиною.

1. На початку січня 2011 групі американських астрономів на чолі з Карлом Гебхардтом з Техаського університету в Остіні вдалося відкрити найбільшу з нині відомих чорних дір. З масою, що перевищує вагу 6,6 мільярда сонць, ця "космічна воронка" може стати першою, параметри якої можна буде оцінити візуально. Феномен знаходиться в галактиці М87 в 50 мільйонах світлових років від Землі і доступний для спостереження навіть любительського телескопа.

Для того щоб уявити грандіозність цього монстра, досить сказати, що діаметр його горизонту подій (тобто межі, перейшовши яку об'єкт вже не уникне "пастки") імовірно в три рази більше, ніж орбіта Плутона. "До цих пір немає прямих доказів існування чорних дір – нуль, жодного спостереження", – пояснює Карл Гебхардт. Однак чорна діра в М87 настільки велика і перебуває настільки "близько", що, на його думку, через кілька років, об'єднавши субміліметрових телескопи (поки їх можна перерахувати на пальцях) планети в єдину мережу, вчені зможуть спостерігати "тінь" від горизонту подій в газовому диску, який оточує чорну діру. У дослідженні використовувалися восьмиметровий телескоп Gemini North на Гавайських островах і телескоп обсерваторії McDonald Університету Техасу. Робота представлена Американським астрономічним товариством Сіетла і опублікована в січні 2011 року в The Astrophysical Journal.

2. В кінці 2010 року за допомогою космічного рентгенівського телескопа Чандра група астрономів НАСА виявила в галактиці М100, віддаленої від Землі також на відстань 50 мільйонів світлових років, чорну діру, яку можна назвати наймолодшою з нині відомих. Відкриття НАСА підтвердило Європейське космічне агентство на підставі спостережень з телескопа XMM-Newton. Цей феномен знаходиться серед залишків матерії наднової (1979С) і "харчується" ними.

З його відкриттям вчені отримали можливість визначити, як еволюціонують чорні діри і чому при вибуху масивних зірок (які за масою мінімум втричі перевершують Сонце) одні з них стають нейтронними зірками, а інші – чорними дірами. "Якщо наша інтерпретація вірна", говорить Деніел Патнауде, автор дослідження центру астрофізики Harvard-Smithsonian, то "мспостерігаємо народження чорної діри ". Вчені вважають, що вона сформувалася після вибуху зірки з масою в 21 разів більшою, ніж у Сонця.

Багато чорні діри виявляються по сплеску гамма-випромінювання. Дана чорна діра належить до іншого типу, а саме коли ядро дуже масивної зірки, як кажуть астрофізики, "обрушується саме на себе" без гамма-випромінювання. Це перший випадок спостереження, як вважають вчені, найбільш поширеної форми народження чорних дірок. Однак висновок потребує кількох десятиліть безперервного спостереження в діапазоні рентгенівських променів.

3. Чорна діра народжує галактику або галактика – чорну діру? Питання неоднозначне. На нього спробували відповісти співробітники Віргінського університету і Національної радіоастрономічної обсерваторії (США). У невеликій (1 / 10 маси нашої галактики Чумацький шлях) молодий галактиці Henize 2-10, віддаленої від Землі приблизно на 30 мільйонів світлових років, вчені виявили масивну чорну діру, яка досліджувалася за допомогою того ж телескопа Чандра. Раніше вважалося, що між масою чорних дір і масою центральній області ("балджа") галактик існує пряме співвідношення. Однак даний випадок порушує цю кореляцію і ставить під сумнів теорію про первинність галактик і вторинності чорних дір.

За словами керівника проекту Емі Рейнс, "виявлена молода карликова галактика зовсім не має балджа, але має дуже масивну чорну діру. Це сильний аргумент на користь думки про те, що чорні діри формуються першими, ще до появи балджа". Рейнс, однак, підкреслює, що її гіпотеза потребує підтвердження. Результати спостережень астрофізик презентувала на щорічних зборах Американського астрономічного товариства в Сіетлі, і вони будуть опубліковані в Nature.

4. Однак саме неймовірне припущення останнього часу зробив Никодим Поплавський з Університету Індіани. Він прийшов до висновку, що "величезні чорні діри в центрі Чумацького шляху й інших галактик є" мостами "між різними всесвітами" і що ми живемо в одній з чорних дір. Його теорія була опублікована в Physics Letters і підхоплена New Scientist в червні 2010 року.

Відповідно до теорії відносності Ейнштейна, всередині кожної чорної діри існує "сингулярність", тобто щільність речовини там сягає безкінечності. Величезна сила гравітації цього ультраплотного речовини така, що навіть світло не може вирватися, тому для нас ці об'єкти чорні, непроникні. Так як об'єкт оцінюється побічно, фізика не зовсім ясно уявляє, що є сингулярність – обсяг, що дорівнює об'єму атома, або "там все ж таки щось є".

Тоді треба припустити, що математичні рівняння Ейнштейна, що описують явище, невірні. Це і зробив Поплавський. Для аналізу він использвал рівняння Картана-Кібл-Сціама (ККС) теорії гравітації. ККС враховує спін – момент імпульсу елементарних частинок, який фізики образно називають "крученням". Передбачається, що, коли щільність речовини сягає гігантських розмірів (більше ніж 1050 кілограм на кубічний метр), кручення проявляється як сила, еквівалентна гравітації. Матерія не стискується до нескінченності всередині чорної діри, а реорганізується і починається розширюватися.

Сценарій нагадує те, що відбувається, коли ви стискаєте пружину. Спочатку сила гравітації переборює сили відштовхування і кручення і зберігає стиснення матерії, але в кінцевому підсумку сила відштовхування стає настільки потужною, що матерія перестає стискатися і розширюється.

Згідно Поплавському, світобудову – це лише низка чорних дір і ми живемо в межах однієї з них. І для того щоб довести це, треба виміряти переважне напрямок нашої власної Всесвіту. Чорна діра в крученні, по суті, передає частину свого спина простору-часу всередині себе, що веде до порушення симетрії, яка об'єднує простір і час.

Поплавський припускає, що в нашому Всесвіті існують сліди такого порушення. Це те, як нейтрино осцилюючою між матерією і антиматерією, в результаті чого остання майже відсутня. Нагадуємо, що осциляції нейтрино – це процес перетворення елементарної частинки нейтрино одного сорту (наприклад, електронного, тобто утворюється при β-розпаді разом з електроном) у нейтрино іншого сорту (покоління) або ж у антинейтрино. Експериментально було показано, що при осциляції з нейтрино майже завжди утворюються частинки і дуже рідко – античастинки.

І от, з точки зору Поплавського, це відбувається тому, що наш Всесвіт насправді знаходиться всередині чорної діри. Однак поки що це лише теоретичні викладки. Тим не менш, можливо, найближчим часом вченому вдасться довести їх експериментально …

За матеріалами: pravda.ru

Tweet

РОЗРОБКА ВЕБ-САЙТІВ, ПРОСУВАННЯ В ІНТЕРНЕТІ