Астрономы потеряли черные дыры

Специалисты объясняют: на первый взгляд, понятие черной дыры ясно. Это точка пространства, в которой гравитационные силы бесконечно сильно возрастают. На определенном расстоянии от центра черной дыры, называемом горизонтом событий, гравитация становится на столько сильной, что даже свет не может ее преодолеть, так что падающую в черную дыру материю, прошедшую горизонт событий, уже никогда нельзя будет увидеть.

Вычисления подтверждают эту теорию, но они также подтверждают и нечто странное. В 1974 году физик теоретик Стивен Хоукинг показал, что квантовомеханические соображения допускают утечку материи из черной дыры. Случайным образом в пространстве может возникнуть пара частица-античастица, одна из которых упадет в черную дыру, а другая перешагивает через горизонт событий и становится свободной. Благодаря этому эффекту – излучению Хоукинга – черная дыра медленно испаряется, так что все, что было поглощено черной дырой, в конечном итоге за миллионы или даже миллиарды лет излучается обратно в окружающее пространство. Но как может черная дыра быть одновременно всепоглощающей и излучающей?

- Мы разрешили этот парадокс, - уверяет физик Лоуренс Кросс. - Мы с коллегами вывели формулы, показывающие, что на самом деле чёрные дыры не могут формироваться вообще. Всё дело в релятивистском понимании времени.

Из Общей Теории Относительности Эйнштейна следует, что астронавт, направляющийся в своем космическом корабле к черной дыре, будет ощущать, что корабль ускоряется, тогда как сторонний наблюдатель будет фиксировать замедление корабля. Когда корабль достигнет горизонта событий, стороннему наблюдателю будет казаться, что корабль остановился, навечно замерев на краю гибели. На самом деле, говорит Кросс, время фактически останавливается в этой точке, что означает бесконечность времени для черных дыр. Если бы черные дыры излучали свою материю вовне с течением времени, как показал Хоукинг, то они должны были бы испариться не успев сформироваться, говорит Кросс. Это было бы похоже на наливание воды в стакан без дна. По сути, физики на протяжении сорока лет обсуждали несуществующую проблему.

Отвечая на вопрос почему же, тем не менее, вселенная ведет себя так, как будто полна черных дыр, Кросс отвечает: «Откуда вы знаете, что это – черные дыры?» Никто, вообще говоря, не видел черных дыр, говорит он, любой объект с огромным гравитационным полем – например, сверхмассивные остатки звезд – могут давать эффекты подобные приписываемым черным дырам. «Наши вычисления показывают, что это именно так», - говорит Кросс.

Но скептики возражают. Так, например, доктор физики Энди Фэбиан из Кембриджского университета в Великобритании, демонстрируя удивительные снимки, сделанные обсерваторией НАСА Chandra X-ray Observatory, сказал, что на них - огромное извержение супермассивной черной дыры по названием HDF 130. А сейчас после него остался «призрак». Он возник через 3 миллиарда лет после Большого Взрыва, когда галактики и черные дыры формировались с очень большой интенсивностью. И он до сих пор испускает рентгеновское излучение, которое по своей мощности равно 10 миллиардам Солнц.

- В этом и мощь этого «призрака», - объясняет астроном Фэбиан. - Ведь все остальные виды радиационного излучения, возникшие после Большого Взрыва, уже успели затухнуть. Этот объект сегодня нам интересен тем, что - источник информации о том, какие процессы происходили в этой галактике, где «обитала» черная дыра, миллиарды лет назад.

- Это приведение расскажет нам об извержении черной дыры, уже после того, как она давно умерла, - поделился планами соавтор Скотт Чэпмен из Кембриджского университета. - Это означает, что не обязательно выискивать черные дыры, находящиеся в процессе взрыва, чтобы исследовать их.

КОММЕНТАРИЙ СПЕЦИАЛИСТА

Астроном Кимберли Уивер из Центра Космических Полётов Гоббарда в Гринбелте, штат Мерилэнд:

- Даже если признать работу Кросса и его коллег, то проблема остается, мы никогда не видели явлений, противоречащих существованию черных дыр. В месте расположения сверхмассивной черной дыры в центре Млечного пути, например, астрономы ежедневно наблюдают бесследное исчезновение межзвездной материи, характерное для черных дыр. Но никто до сих пор не наблюдал излучения Хоукинга, которое явилось бы свидетельством испарения черных дыр.

kp.ru