Чи існують чорні дірки? Чорна діра. Що всередині чорної дірки

Космічний телескоп Хаббл, можливо, вперше, дозволив отримати чіткий доказ існування чорних дірок. Він спостерігав зникнення речовини, що падає у зону дії чорної діри, за так званий "горизонт подій".

Слабкі світлові імпульси потоків гарячого газу, що спостерігалися, в ультрафіолетовому спектрі знебарвлювалися і потім зникали, утворюючи завихрення навколо масивного, компактного об'єкта на ім'я Cygnus XR-1. Цей механізм падіння, схожий, наприклад, на падіння води край водоспаду, відповідає чіткої аналогії теоретичних розрахунків падіння речовини в чорну діру.

Горизонт подій - це область простору, що оточує чорну дірку, потрапивши в яку речовина вже ніколи не зможе покинути цю область і провалиться в чорну дірку. Світло ще може подолати величезну силугравітації і надіслати останні потоки від пропадаючої речовини, але тільки протягом невеликого проміжку часу, поки речовина, що падає, не потрапить у так звану зону сингулярності, за яку вже не може вийти навіть світло.

Відповідно до загальновідомих теорій ніякий інший астрономічний об'єкт, крім чорної дірки не може мати зону горизонту подій.

Чорні дірки були виявлені шляхом спостереження картин із засмоктування (перетікання) у них мас зоряного газу. Оцінюючи, скільки маси переходить у крихітну область простору, можна визначити, скільки чорна діра займає місця та її масу.

Ніхто досі ніколи не бачив, щоб речовина, що вже потрапила до зони горизонту подій, падала в чорну дірку. Зазвичай спостерігалася картина простого перетікання речовини із сусідньої із чорною діркою зіркою. При цьому, чорна діра була повністю сферично огорнута масою перетікаючого газу і сама нагадувала по зовнішньому виглядуневелику зірку, але випромінює світло у спектрі, близькому до ультрафіолетового або в нейтронах.

Цей секрет був прихований від загалу досить довго. Вчені займалися ретельним аналізом та перевіркою цих даних.

Сам Хаббл, звичайно, не бачив зони горизонту подій - це надто мала область простору на такій відстані, щоб її можна було б оцінити. Хаббл виміряв хаотичні флуктуації в ультрафіолетовому світлі киплячого газу, упійманого в зоні гравітаційного впливу чорної діри. Хаббл упіймав унікальні моменти "загасаючої послідовності імпульсів", які дуже швидко слабшали.

Цей механізм відповідає загальноприйнятій теорії, передбаченій вченими: коли речовина падає близько в зоні горизонту подій, світло від неї швидко тьмяніє, оскільки чим ближче до центру чорної діри сильніша силагравітації і тим довшими стають хвилі, поступово переходячи від ультрафіолетового спектру до нейтронного, а потім зовсім зникають. Цей ефект зветься "червоного зміщення".

Спостережуваний фрагмент падаючої речовини зник з поля зору телескопа Хаббла, перш ніж він фактично досяг горизонту подій. Швидкодіючий фотометр Хаббла світловий імпульс, що відбирається, зі швидкістю 100000 вимірювань в секунду. Ультрафіолетова здатність Хаббла дозволила бачити слабке мерехтіння падаючої речовини в межах 1000 миль від горизонту подій.

Динамічні моделі передбачали і раніше, що Cygnus XR-1"s відноситься до чорної дірки. Газ не може безпосередньо падати в неї, як у канаву, але утворює завихрення у вигляді згладженого спірального диска.

Але сьогодні мало хто з вчених сумнівається у їхньому існуванні. Надщільні об'єкти з майже абсолютною масою та гравітацією є кінцевим продуктом еволюції гігантських зірок, вони викривляють простір і час і не дозволяють навіть світлу.

Тим не менш, Лаура Мерсіні-Хоутон (Laura Mersini-Houghton), професор фізики з Північного Каліфорнійського університету, довела математично, що чорних дірок взагалі може не бути в природі. У зв'язку зі своїми висновками дослідниця не пропонує переглядати сучасні уявленняпро простір-час, але вважає, що в теоріях про походження Всесвіту вчені щось упускають.

"Я досі шокована. Упродовж півстоліття ми вивчаємо явище чорних дірок, і ці гігантські обсяги інформації разом з нашими новими висновками дають нам їжу для серйозного роздуму", - зізнається Мерсіні-Хоутон у прес-релізі.

Загальноприйнята теорія свідчить, що чорні дірки утворюються, коли потужна зірка колапсує під впливом своєї гравітації до однієї точки простору. Так народжується сингулярність, нескінченно щільна точка. Її оточує так званий обрій подій, умовна риса, яку все те, що будь-коли перетинало, більше ніколи не поверталося назад у відкритий космос, настільки сильним виявлялося тяжіння чорної діри.

Причина незвичайності таких об'єктів полягає в тому, що природу чорних дірок описують фізичні теорії, що суперечать одна одній, — релятивізм і квантова механіка. Теорія гравітації Ейнштейна передбачає формування чорних дірок, але фундаментальний закон квантової теорії свідчить, що ніяка інформація з Всесвіту не може зникнути назавжди, а чорні дірки, згідно з Ейнштейном, частинки (і інформація про них) зникають для решти Всесвіту за горизонтом подій назавжди.

Спроби об'єднати ці теорії та дійти єдиного опису чорних дірок у Всесвіті закінчилися тим, що виник математичний феномен – парадокс втрати інформації.

У 1974 році найвідоміший космолог Стівен Хокінг (Stephen Hawking) використовував закони квантової механіки, щоб довести, що за горизонт подій все ж таки можуть виходити частки. Цей гіпотетичний потік "удачливих" фотонів отримав назву випромінювання Хокінга. З того часу астрофізики виявили кілька досить точних свідчень про існування такого випромінювання.

(Ілюстрація NASA/JPL-Caltech).

Але тепер Мерсіні-Хоутон описує зовсім новий сценарійеволюції Всесвіту. Вона погоджується з Хокінгом у тому, що зірка колапсує під дією власної гравітації, після чого випромінює потоки частинок. Тим не менш, у своїй новій роботіМерсіні-Хоутон показує, що, випромінюючи це випромінювання, зірка також втрачає свою масу і робить це з такою швидкістю, що при стисканні вона не може знайти щільність чорної діри.

У статті дослідниця стверджує, що сингулярність неспроможна сформуватися і, як наслідок, . З документами ( , ), що спростовують існування чорних дірок, можна ознайомитись на сайті препринтів ArXiv.org.

Оскільки вважається, що наш Всесвіт сам, то питання про вірність теорії Великого Вибуху також ставиться під сумнів у зв'язку з новими висновками. Мерсіні-Хоутон стверджує, що в її розрахунках квантова фізика і релятивізм йдуть пліч-о-пліч, як і завжди мріяли вчені, і тому саме її сценарій може виявитися достовірним.

Так, є. Чорною діркоюназивається область простору-часу, в якій гравітаційне поле настільки сильне, що навіть світло не може покинути цю область. Це відбувається, якщо розміри тіла менші за його гравітаційний радіус rg.

Що це таке?

Чорні дірки повинні виникати в результаті дуже сильного стиснення масиПри цьому поле тяжіння зростає настільки сильно, що не випускає ні світло, ні якесь інше випромінювання. Щоб подолати тяжіння і вирватися з чорної дірки, знадобилася б друга космічна швидкість- Більше світловий. Але, згідно з теорією відносності, ніяке тіло не може розвинути швидкість, більшу за швидкість світла. Тому із чорної діри ніщо не може вилетіти. Звідти також не може надходити інформація. Неможливо дізнатися, що сталося з тим, хто потрапив до чорної діри. Вже поблизу дірок різко змінюються властивості простору та часу.

Теоретична можливість існування таких областей простору-часу випливає із деяких точних рішень рівнянь Ейнштейна. Простіше кажучи, Ейнштейн передбачив дивовижні властивості чорних дірок, У тому числі найважливіше – наявність в чорної дірки горизонту подій. Згідно з найновішими даними спостережень, чорні дірки справді існують і їм притаманні дивовижні властивості. Існування чорних дірок випливає з теорії гравітації: якщо ця теорія вірна, то дійсним є існування чорних дірок. Тому твердження про безпосередні докази існування чорних дірок слід розуміти в сенсі підтвердження існування астрономічних об'єктів, таких щільних і масивних, а також з деякими іншими властивостями, що спостерігаються, що їх можна інтерпретувати як чорні діри загальної теоріївідносності. Крім того, чорними дірками часто називають об'єкти, що не суворо відповідають даному вище визначенню, а лише наближаються за своїми властивостями до такої чорної дірки- наприклад, це можуть бути зірки, що колапсують, на пізніх стадіях колапсу.

Чорна діра, що не обертається

Для чорної діри, що не обертається, радіус горизонту подій збігається з гравітаційним радіусом. На горизонті подій для зовнішнього спостерігача перебіг часу зупиняється. Космічний корабель, посланий до чорної діри, з погляду далекого спостерігача ніколи не перетне горизонт подій, а безперервно сповільнюватиметься в міру наближення до нього. Все, що відбувається під горизонтом подій, усередині чорної дірки зовнішній спостерігач не бачить. Космонавт у своєму кораблі в принципі здатний проникнути під обрій подій, але передати будь-яку інформацію зовнішньому спостерігачеві він не зможе. При цьому космонавт, що вільно падає під горизонтом подій, ймовірно, побачить інший Всесвіт і навіть своє майбутнє. Це пов'язано з тим, що всередині чорної діри просторова та часова координати змінюються місцями, і подорож у просторі тут замінюється подорожжю у часі.

Чорна діра, що обертається

Її властивості ще дивовижніші. У них горизонт подій має менший радіус, він занурений всередину ергосфери – такої області простору-часу, в якій тіла повинні безперервно рухатися, підхоплені вихровим гравітаційним полем чорної діри, що обертається.
Ці незвичайні властивості чорних дірок здаються просто фантастичними, тому їхнє існування у природі часто ставиться під сумнів.

Чорна діра у складі подвійної зіркової системи

І тут найбільше проявляються ефекти чорної дірки, т.к. у подвійній зірковій системі одна зірка – яскравий гігант, а друга – чорна діра. Газ із оболонки зірки-гіганта витікає до чорної діри, закручується навколо неї, утворюючи диск. Шари газу в диску по спіральних орбітах наближаються до чорної дірки і падають до неї. Але до падіння біля кордону чорної діри газ розігрівається в результаті тертя до величезної температури мільйони градусів і випромінює в рентгенівському діапазоні. За цим рентгенівським випромінюванням чорні дірки і знаходять у подвійних зоряних системах.

Висновок

Передбачається, що потужні темні діри з'являються в центрах малогабаритних зоряних скупчень. Можливо, рентгенівське джерело у сузір'ї Лебедя – Лебідь-Х-1 і є така чорна діра.

Астрономи не виключають, що в минулому чорні діри могли виникати на початку розширення Всесвіту, тому не виключено утворення дуже маленьких чорних дірок.

Значення мас великої кількостінейтронних зірок та чорних дірок підтверджують справедливість передбачень теорії відносності А. Ейнштейна. У Останніми рокамипроблема гіпотези чорних дірок у Всесвіті перетворилася на спостережну реальність. Це означає якісно новий етапу дослідженнях чорних дірок та їх дивовижних властивостей є надія на нові відкриття в цій галузі.

2007-09-12 / Володимир Покровський

Чорні дірки вмирають ще до свого народження. Принаймні так стверджують американські фізики-теоретики з Університету Case Western Reserve зі штату Огайо. Вони вивели математичні формули, з яких випливає, що чорні дірки не можуть формуватися. Якщо ці формули вірні, то руйнується найголовніша космологічна конструкція XX століття.

Що таке чорна дірка? Ми всі знаємо, про це нам багато разів повідомлено. Це таке надмасивне тіло, гравітація якого просто жахлива. Як тільки щось наближається до нього на відстань від центру, що називається горизонтом подій, то все – вже ніколи це щось, чи то матеріальне тіло, чи то просто квант електромагнітного випромінювання – фотон, який теж матеріальне тіло, але водночас і електромагнітна хвиля назад вирватися не зможе. Таким чином, ще не знаючи про фотони, колись визначив чорну дірку великий Лаплас, потім 1916 року її передбачив німецький фізик Шварцшильд, хоча сам термін – «чорна діра» – був запропонований лише 1967 року.

Ну чи мало, надмасивне тіло, яке втягує в себе все, що необережно виявиться поблизу, - що в цьому особливого для нашого космосу, що перевершує всяку уяву? Особливе є його привніс Ейнштейн, щоправда, не сам, а за допомогою своєї теорії відносності. Згідно з цією теорією, все, що потрапляє в чорну дірку, звалюється в математичну точку. Діра при цьому абсолютно порожня, крім тієї точки. А в точці тієї спостерігається вже зовсім неможливе – так звана сингулярність: розподіл на нуль, нескінченна щільність, а вже звідси випливають найфантастичніші наслідки. Наприклад, проникнення в паралельний всесвіт або миттєве переміщення в іншу точку нашого простору.

Але вже якось незвично для нашого світу з погляду фізики мати поділ на нуль, він завжди бентежило. Типу воно лише в математиці може бути, а насправді – ніколи.

У 1976 році знаменитий британський фізик-теоретик Стівен Хокінг виявив квантовий ефект, завдяки якому чорна дірка, тобто тіло, гравітація якого вже за визначенням не може випустити світло назовні, таки його випромінює. Він показав, що якщо є пара «частинка-античастинка», пов'язані між собою квантово-механічно, і одна з цих частинок падає в дірку, то вільна може її звідти витягнути. Тепер клівлендські теоретики начебто довели, що випаровування чорної діри, що виникає таким чином, настільки інтенсивне, що вона випарується, не встигнувши навіть сформуватися.

Як вони це зробили і наскільки вони мають рацію у своїх висновках, давайте не будемо гадати, надамо судити їх колегам. Але насправді сумніви щодо існування чорних дірок висловлюються вже давно, і іноді з'являються публікації, автори яких доводять, що жодних чорних дірок немає. Незважаючи на те, що до сьогоднішнього дняїх вже відкрито кілька сотень. «Але це не чорні дірки, – стверджують клівлендські теоретики. – Це просто надмасивні космічні об'єкти».

Член-кореспондент РАН Анатолій Черепащук, директор Державного астрономічного інституту ім. Штернберг МДУ ім. М.В.Ломоносова, з цього приводу у коментарях обережний.

«Справді, – сказав він у розмові з кореспондентом НГ, – тут є певна термінологічна плутанина. Ми бачимо в небі об'єкти, які поводяться точно так само, як повинні поводитися чорні дірки, і ми віримо, що це чорні дірки, і ми називаємо їх так, однак доведеться ще довести, що це об'єкти, що не мають поверхні. Але існує багато непрямих вказівок на те, що поверхні вони таки не мають».

У тому, що чорні дірки випаровуються, Черепащук не бачить нічого нового: «Вони всі випаровуються. Якщо маса чорної дірки не перевищує маси середньої гори, такої, наприклад, як Ленінські гори в Москві, тобто 1015 г, то вона дійсно випарується в один момент, вибухом; тоді як дірам масою кілька Сонців на повне випаровування знадобляться тисячі космологічних часів. Є, щоправда, екзотичні теорії, які враховують те, що наш простір має не 4 виміри, а 11, і за цими додатковими вимірами чорна діра теж випаровується. І, отже, процес випаровування відбувається набагато швидше, ніж у звичайному чотиривимірному просторі. У якомусь сенсі робота, про яку ви кажете, схожа на логічне продовження цих теорій. Але, повторюю, існує безліч непрямих свідчень про те, що чорні дірки таки є».

ЧОРНА ДІРА
область у просторі, що виникла в результаті повного гравітаційного колапсу речовини, в якій гравітаційне тяжіння таке велике, що ні речовина, ні світло, ні інші носії інформації не можуть її залишити. Тому внутрішня частина чорної діри причинно не пов'язана з рештою Всесвіту; фізичні процеси, що відбуваються всередині чорної діри, не можуть впливати на процеси поза нею. Чорна діра оточена поверхнею з властивістю односпрямованої мембрани: речовина та випромінювання вільно падає крізь неї у чорну дірку, але звідти ніщо не може вийти. Цю поверхню називають "горизонтом подій". Оскільки досі є лише непрямі вказівки на існування чорних дірок на відстанях у тисячі світлових років від Землі, наш виклад грунтується головним чином на теоретичних результатах. Чорні діри, передбачені загальною теорією відносності (теорією гравітації, запропонованої Ейнштейном в 1915) та іншими, більш сучасними теоріями тяжіння, були математично обгрунтовані Р. Оппенгеймером і Х. Снайдером в 1939. Але властивості простору і часу в околиці що астрономи та фізики протягом 25 років не ставилися до них серйозно. Проте астрономічні відкриття у середині 1960-х років змусили глянути на чорні дірки як на можливу фізичну реальність. Їх відкриття та вивчення може принципово змінити наші уявлення про простір та час.
Освіта чорних дірок.Поки що у надрах зірки відбуваються термоядерні реакції, вони підтримують високу температуру і тиск, перешкоджаючи стиску зірки під впливом власної гравітації. Однак згодом ядерне паливо виснажується, і зірка починає стискатися. Розрахунки показують, що якщо маса зірки не перевищує трьох мас Сонця, то вона виграє "битву з гравітацією": її гравітаційний колапс буде зупинено тиском "виродженої" речовини, і зірка назавжди перетвориться на білий карлик або нейтронну зірку. Але якщо маса зірки більше трьох сонячних, то вже ніщо не зможе зупинити її катастрофічного колапсу і вона швидко піде під обрій подій, ставши чорною діркою. У сферичної чорної діри маси M горизонт подій утворює сферу з колом по екватору в 2p разів більшої за "гравітаційний радіус" чорної діри RG = 2GM/c2, де c - швидкість світла, а G - постійна тяжіння. Чорна діра з масою 3 сонячних має гравітаційний радіус 8,8 км.

Якщо астроном спостерігатиме зірку в момент її перетворення на чорну дірку, то спочатку він побачить, як зірка все швидше і швидше стискається, але в міру наближення її поверхні до гравітаційного радіусу стиск почне сповільнюватися, доки не зупиниться зовсім. При цьому світло, що приходить від зірки, буде слабшати і червоніти, поки не згасне зовсім. Це відбувається тому, що в боротьбі з гігантською силою тяжіння світло втрачає енергію і йому потрібно все більше часу, щоб досягти спостерігача. Коли поверхня зірки досягне гравітаційного радіусу, світлу, що залишив її, знадобиться нескінченний час, щоб досягти спостерігача (і при цьому фотони повністю втратить свою енергію). Отже, астроном ніколи не дочекається цього моменту і, тим більше, не побачить того, що відбувається з зіркою під горизонтом подій. Але теоретично цей процес можна дослідити. Розрахунок ідеалізованого сферичного колапсу показує, що за короткий часзірка стискається в точку, де досягаються нескінченно великі значення щільності та тяжіння. Таку точку називають "сингулярністю". Більш того, загальний математичний аналіз показує, що якщо виник обрій подій, то навіть несферичний колапс призводить до сингулярності. Однак усе це вірно лише в тому випадку, якщо загальна теорія відносності застосовується аж до дуже маленьких просторових масштабів, у чому ми поки що не впевнені. У мікросвіті діють квантові закони, а квантова теорія гравітації поки що не створена. Зрозуміло, що квантові ефекти не можуть зупинити стиснення зірки в чорну дірку, а от запобігти появі сингулярності вони могли б. Сучасна теоріязіркової еволюції та наші знання про зіркове населення Галактики вказують, що серед 100 млрд. її зірок має бути близько 100 млн. чорних дірок, що утворилися при колапсі найпотужніших зірок. До того ж чорні дірки дуже великої маси можуть перебувати в ядрах великих галактик, у тому числі нашої. Як уже зазначалося, в нашу епоху чорною діркою може стати лише маса, яка більш ніж утричі перевищує сонячну. Однак одразу після Великого вибуху, з якого прибл. 15 млрд. років тому почалося розширення Всесвіту, могли народжуватися чорні дірки будь-якої маси. Найменші з них через квантові ефекти повинні були випаруватися, втративши свою масу у вигляді випромінювання і потоків частинок. Але "первинні чорні дірки" з масою понад 1015 г могли зберегтися до наших днів. Усі розрахунки колапсу зірок робляться у припущенні слабкого відхилення від сферичної симетрії і показують, що обрій подій формується завжди. Однак при сильному відхиленні від сферичної симетрії колапс зірки може призвести до утворення області з дуже сильною гравітацією, але не оточеної горизонтом подій; її називають "голою сингулярністю". Це вже не чорна дірка у тому сенсі, як ми обговорювали вище. Фізичні закони поблизу голої сингулярності можуть мати несподіваний вигляд. В даний час гола сингулярність розглядається як малоймовірний об'єкт, тоді як у існування чорних дірок вірить більшість астрофізиків.
Властивості чорних дірок.Для стороннього спостерігача структура чорної діри виглядає надзвичайно простою. У процесі колапсу зірки у чорну дірку за малу частку секунди (по годинниках віддаленого спостерігача) усі її зовнішні особливості , пов'язані з неоднорідністю вихідної зірки, випромінюються як гравітаційних і електромагнітних хвиль. Стаціонарна чорна діра, що утворилася, "забуває" всю інформацію про вихідну зірку, крім трьох величин: повної маси, моменту імпульсу (пов'язаного з обертанням) і електричного заряду. Вивчаючи чорну дірку, вже неможливо дізнатися, чи складалася вихідна зірка з речовини чи антиречовини, чи мала вона форму сигари чи млинця тощо. У реальних астрофізичних умовах заряджена чорна діра притягуватиме до себе з міжзоряного середовища частинки протилежного знака, і її заряд швидко стане нульовим. Стаціонарний об'єкт, що залишився, або буде не обертається "шварцшильдовою чорною дірою", яка характеризується тільки масою, або "керрівською чорною дірою", що обертається, яка характеризується масою і моментом імпульсу. Єдиність зазначених вище типів стаціонарних чорних дірок була підтверджена рамках загальної теорії відносності У. Ізраелем, Б. Картером, З. Хокингом і Д. Робінсоном. Відповідно до загальної теорії відносності, простір і час викривляються гравітаційним полем масивних тіл, причому найбільше викривлення відбувається поблизу чорних дірок. Коли фізики говорять про інтервали часу та простору, вони мають на увазі числа, лічені з будь-яких фізичних годин та лінійок. Наприклад, роль годинника може грати молекула з певною частотою коливань, кількість яких між двома подіями можна назвати "інтервалом часу". Чудово, що гравітація діє на всі фізичні системи однаково: весь годинник показує, що час сповільнюється, а всі лінійки - що простір розтягується поблизу чорної дірки. Це означає, що чорна діра викривляє навколо себе геометрію простору та часу. Вдалині від чорної діри це викривлення мало, а поблизу таке велике, що промені світла можуть рухатися навколо неї по колу. Вдалині від чорної діри її поле тяжіння точно описується теорією Ньютона для тіла такої ж маси, але поблизу гравітація стає значно сильніше, ніж передбачає ньютонова теорія. Будь-яке тіло, що падає на чорну дірку, задовго до перетину горизонту подій буде розірвано на частини потужними гравітаційними силами припливу, що виникають через різницю тяжіння на різних відстанях від центру. Чорна діра завжди готова поглинути речовину чи випромінювання, збільшивши цим свою масу. Її взаємодія з навколишнім світом визначається простим принципом Хокінга: площа горизонту подій чорної діри ніколи не зменшується, якщо не враховувати квантове народження частинок. Дж. Бекенстейн в 1973 припустив, що чорні дірки підпорядковуються тим самим фізичним законам, що й фізичні тіла, що випромінюють і поглинають випромінювання (модель "абсолютно чорного тіла"). Під впливом цієї ідеї Хокінг в 1974 році показав, що чорні діри можуть випускати речовину і випромінювання, але помітно це буде лише в тому випадку, якщо маса самої чорної діри відносно невелика. Такі чорні дірки могли народжуватися одразу після Великого вибуху, з якого розпочалося розширення Всесвіту. Маси цих первинних чорних дірок мають бути не більше 1015 г (як у невеликого астероїду), а розмір 10-15 м (як у протона чи нейтрона). Могутнє гравітаційне поле поблизу чорної діри народжує пари частка-античастка; одна з частинок кожної пари поглинається діркою, а друга випромінюється назовні. Чорна діра з масою 1015 г повинна поводитися як тіло з температурою 1011 К. Ідея про "випаровування" чорних дірок повністю суперечить класичному уявленню про них як про тіла, які не здатні випромінювати.
Пошук чорних дірок.Розрахунки в рамках загальної теорії відносності Ейнштейна вказують лише на можливість існування чорних дірок, але аж ніяк не доводять їх наявності у реальному світі ; відкриття справжньої чорної діри стало б важливим кроком у розвитку фізики. Пошук ізольованих чорних дірок у космосі безнадійно важкий: ми не зможемо помітити маленький темний об'єкт на фоні космічної чорноти. Але є надія виявити чорну дірку щодо її взаємодії з оточуючими астрономічними тілами, щодо її характерного впливу на них. Надмасивні чорні дірки можуть бути в центрах галактик, безперервно пожираючи там зірки. Зосередившись навколо чорної дірки, зірки повинні утворити центральні піки яскравості в ядрах галактик; їх пошуки зараз активно ведуться. Інший метод пошуку полягає у вимірі швидкості руху зірок та газу навколо центрального об'єкта в галактиці. Якщо відома їхня відстань від центрального об'єкта, то можна обчислити його масу та середню щільність. Якщо вона значно перевищує щільність, можливу для зоряних скупчень, то вважають, що це темна діра. Цим способом у 1996 році Дж.Моран з колегами визначили, що в центрі галактики NGC 4258, ймовірно, знаходиться чорна діра з масою 40 млн. сонячних. Найбільш перспективним є пошук чорної дірки у подвійних системах, де вона в парі із нормальною зіркою може звертатися навколо загального центру мас. За періодичним доплерівським зміщенням ліній у спектрі зірки можна зрозуміти, що вона звертається в парі з якимось тілом і навіть оцінити масу останнього. Якщо ця маса перевищує 3 маси Сонця, а помітити випромінювання самого тіла не вдається, то, можливо, це чорна діра. У компактній подвійній системі чорна діра може захоплювати газ із поверхні нормальної зірки. Рухаючись орбітою навколо чорної діри, цей газ утворює диск і, наближаючись по спіралі до чорної дірки, сильно нагрівається і стає джерелом потужного рентгенівського випромінювання. Швидкі флуктуації цього випромінювання повинні вказувати, що газ стрімко рухається орбітою невеликого радіусу навколо крихітного масивного об'єкта. З 1970-х років виявлено кілька рентгенівських джерел у подвійних системах із явними ознаками присутності чорних дірок. Найперспективнішою вважається рентгенівська подвійна V 404 Лебедя, маса невидимого компонента якої оцінюється не менше ніж у 6 мас Сонця. Інші чудові кандидати в чорні діри знаходяться в подвійних рентгенівських системах Лебідь X-1, LMCX-3, V 616 Єдинорога, QZ Лисички, а також в рентгенівських нових Змієносець 1977, Муха 1981 і Скорпіон 1994. За винятком LMCX Магелланові Хмари, всі вони знаходяться в нашій Галактиці на відстанях близько 8000 св. років від Землі.
Див. також
КОСМОЛОГІЯ;
ТЯГАННЯ ;
ГРАВІТАЦІЙНИЙ КОЛАПС;
ВІДНОСНІСТЬ;
Позаатмосферна астрономія.
ЛІТЕРАТУРА
Черепащук О.М. Маси чорних дірок у подвійних системах. Успіхи фізичних наук, т. 166, с. 809, 1996

Енциклопедія Кольєра. - Відкрите суспільство. 2000 .

Дивитися що таке "ЧОРНА ДІРА" в інших словниках:

ЧОРНА ДІРА, локалізована ділянка космічного простору, з якої не може вирватися ні речовина, ні випромінювання, іншими словами, перша космічна швидкість перевищує швидкість світла. Кордон цієї ділянки називається горизонтом подій. Науково-технічний енциклопедичний словник

Косміч. об'єкт, що виникає в результаті стиснення тіла гравітації. силами до розмірів, менших за його гравітаційний радіус rg=2g/c2 (де М маса тіла, G гравітац. постійна, з чисельним значенням швидкості світла). Пророцтво про існування в ... Фізична енциклопедія

Сущ., кіл у синонімів: 2 зірка (503) невідомість (11) Словник синонімів ASIS. В.М. Тришин. 2013 … Словник синонімів