Просто и коротко | Что такое черная дыра

Статьи

В принципе, невозможно дать краткое, сжатое описание черных дыр, которое к тому же было бы хоть в какой-то мере даже смутно корректным. Они настолько сильно отличаются от всего с чем мы сталкиваемся в повседневной жизни, что даже метафоры не помогают.

Поэтому лучший способ представить себе это для обывателя, который просто идет по жизни и хочет быть образованным в отношении того, как работает Вселенная — это представить себе очень большую и очень старую звезду.

Эта звезда израсходовала все свое термоядерное «топливо» и скоро разрушится, эффектно взорвавшись в апокалиптическом катаклизме, который на короткое время затмит всю галактику.

Внутри самого ядра этой звезды есть еще одна звезда.

Конец еще не наступил; звезда пока еще остается звездой, так что ее внутренняя часть все еще звезда. Но она фантастически плотная. Через минуту, когда звезда взорвется, она станет еще плотнее.

То, что взрывается, когда звезда становится сверхновой — это только внешняя часть звезды.

  • Представьте себе шар для боулинга, покрытый глазурью для торта… сделанный из пластиковой взрывчатки… и подключенный к таймеру… ладно, эта метафора не очень хороша.

Но суть в том, что именно внешний слой звезды взорвется через минуту.

Так что давайте подождем.

Иии …взрыв….

Это была сверхновая. Она родилась довольно быстро, вы могли пропустить момент, если не следили внимательно:

Внутренние слои звезды достигли точки, когда давление перестало быть достаточным, чтобы удержать внешние слои звезды, поэтому они разрушились.

В то же время внешний слой начал падать «внутрь» как камень потому, что все давление, которое поддерживало его, внезапно исчезло. Это привело к невероятно быстрому нагреву внешнего слоя звезды, что вызвало множество интересных событий.

Сначала произошел выброс радиации, а за ней и материи — в основном ионов гелия и лития, а также некоторых других веществ. Но мы пропустили один момент — тот же самый взрыв пошел и внутрь.

Сферически симметричная ударная волна распространилась внутрь, «вниз» к ядру звезды, сжимая и без того адски плотную материю, которая там находилась, пока… мир не пришел к концу.

Существует предел того, сколько вещества может занимать данный объем пространства.

Он называется пределом Бекенштейна, в честь человека, который его вычислил, но я не буду подробно рассказывать о нем здесь.

Достаточно сказать, что предел есть.

Когда этот предел достигнут — а в данном случае, из-за просто непостижимого давления, оказанного сфокусированной внутрь ударной волной, он был достигнут — рассматриваемый объем просто исчезает.

Пуф

Он перестает существовать. Если хотите, можете представить себе, что Бог Всемогущий обиделся на амбициозную материю и в одно мгновение изгнал ее из бытия. Просто хлоп. Исчезла. Навсегда.

А на ее месте останется крошечное … «нет», в форме идеальной сферы, которой не существует.

Граница между тем местом, где этой сферы нет и тем местом, где остальная часть вселенной все еще продолжает существовать, называется горизонтом событий.

Горизонт событий — это не поверхность. Это не что-либо. Это «нет». Но в большинстве случаев он ведет себя как поверхность.

Идеальная, непроницаемая, непробиваемая поверхность. Если вы бросите в нее что-то, это что-то распадется на составляющие его кусочки — и я не имею в виду куски или даже пыль, или даже атомы, или даже протоны и электроны. Я имею в виду отдельные дискретные кванты поля. И эти кванты поля разлетелись бы в пространстве во всех направлениях, как кусочки клубники из блендера, который неразумно запустили со снятой крышкой😀.

То же самое произойдет и со всем тем, что было в центре звезды. В конце концов, оно будет распылено во вселенной в самой фундаментальной форме, в виде маленьких отдельных квантов энергии, импульса, спина и заряда.

Только вот из-за сочетания относительности и термодинамики вы не сможете наблюдать, как это происходит. Процесс занимает некоторое время. Для типичной звездной черной дыры этот процесс займет порядка триллиона лет.

Так что не ждите😉

Итак, черные дыры?

У них нет внутренностей. Это не так. Это их определяющая характеристика, если говорить материально: их нет. В них ничего нет, потому что нет внутренностей, потому что их нет(надеюсь, все ещё понятно).

Есть материя, которая даже в этот момент находится в процессе рассеивания от черных дыр.

Вы не можете видеть, наблюдать, обнаруживать или взаимодействовать с чем-либо из этой материи, но мы знаем, что она есть, потому что она должна быть. И мы знаем, что в конце концов оно распылится во Вселенной, сначала и на сотни миллиардов лет в виде фотонов — несколько штук в день — с такими большими длинами волн, что едва ли можно сказать, что они вообще существуют.

Позже, через сотни миллионов тысячелетий после того, как мы, наш вид и наша Солнечная система давно перестанут существовать, черные дыры начнут испускать излучение, которое мы узнаем как радиоволны.

Затем в последнюю крошечную долю секунды перед тем как черная дыра полностью испарится, доступная потенциальная энергия будет в диапазоне сотен электронвольт и мы получим первые электроны и антиэлектроны, затем несколько протонов, а затем всплеск короткоживущих экзотических частиц, который длится едва ли дольше одного мгновения(привет адронному коллайдеру), после чего черная дыра перестанет существовать.

Вы можете сказать, что это не короткое описание 🙃И да и нет. Можно ещё короче, но тогда будет не понятно, как и в остальных статьях которые я видел.

Оцените статью
Маяк Науки
Добавить комментарий

шестнадцать + шесть =