Чёрные дыры и возможность их обнаружения

Чёрная дыра – это настолько массивный объект, что сила его гравитационного притяжения не позволяет оторваться от него не только другим телам, но и свету, излучаемому этим объектом. Поэтому такой объект воспринимается как всё поглощающий и ничего не излучающий, т.е. как абсолютно чёрное тело.

Возможность существования чёрных дыр следует уже из Ньютоновской теории. Чтобы показать это, воспользуемся понятием второй космической скорости . В случае чёрной дыры должна быть равна скорости света: = С, откуда следует, что гравитационный коллапс (схлопывание) небесного тела наступает при R= . Величину называют радиусом Шварцшильда.

Ещё в 1795 году Лаплас писал: ²Если бы диаметр светящейся звезды с той же плотностью, что и Земля, в 250 раз превосходил диаметр Солнца, то, вследствие притяжения звезды, ни один из испущенных ею лучей не смог бы дойти до нас; не исключено, что самые большие из светящихся тел по этой причине являются невидимыми². Таким образом, за 120 лет до создания общей теории относительности Лаплас предсказал существование чёрных дыр.

Чёрные дыры могут образовываться на заключительных стадиях эволюции звёзд, если их масса превосходит некоторую критическую массу М_кр равную примерно утроенной массе Солнца М^¤. Другими словами, если звезда обладает массой М>3М^¤, то никакая сила внутреннего давления звезды не сможет остановить её сжатия, прежде чем радиус звезды достигнет величины . Среди звёзд есть много таких, масса которых во много раз превышает массу Солнца. В одной только нашей Галактике, возможно, имеется около миллиарда чёрных дыр, являющихся останками завершивших эволюцию звёзд. Можно сравнить чёрные дыры с «захоронениями» некогда светившегося звёздного вещества.

Можно ли обнаружить чёрную дыру? Всё, что остаётся от чёрной дыры во внешнем мире, - это её гравитационное поле. Это поле воздействует на окружение чёрной дыры, будь то газ, пыль или соседние звёзды. В качестве зонда, наблюдая за которым, учёные надеются обнаружить чёрную дыру, был выбран межзвёздный газ. Падая на чёрную дыру, газ нагревается и излучает электромагнитные волны рентгеновского диапазона, т.е. как бы «кричит», о том, что с ним приключилось, прежде чем исчезнуть в дыре. Порождаемые при этом электромагнитные волны ещё способны ускользнуть из «лап» дыры и могут свидетельствовать о её наличии в данной области пространства.