Hi-Tech

Черные дыры доказали, что мы можем увидеть невидимое и представить непостижимое

От субатомных частиц до звезд, твердых тел, газов, жидкостей и даже света — все, что в них падает, пропадает. Черные дыры захватывают все, с чем сталкиваются. Размышления о космосе с тех пор, как люди впервые увидели точки света, украшающие ночное небо, заставляют ум воображать вещи, которые невозможно увидеть здесь, на Земле. И точно так же черные дыры захватывают популярное воображение. И черные дыры расширяют воображение больше, чем любое другое чудо астрономии.

Как выглядит черная дыра?

Черная дыра — это космический пылесос, всасывающий звездную пыль в самую бездонную пропасть, искривляющий пространство-время, вызывающий непреодолимое гравитационное притяжение, небытие, которое может стереть все с лица земли.

Черная — потому что свет не может избежать ее притяжения. Это дыра в космосе. Невообразимая. И поэтому невидимая.

В 1784 году английский геолог и священнослужитель (и астроном-любитель) Джон Мичелл предположил, что для большой и достаточно плотной звезды ньютоновская гравитация будет слишком сильной, чтобы свет мог ее покинуть. И все же черные дыры пытались себе представить — еще до того, как узнали, что они существуют на самом деле. Мичелл подсчитал, что скорость легких частиц будет недостаточной, чтобы избежать гравитации звезды такой же плотной, как солнце, но в 500 раз превышающей ее диаметр. Он полагал (как и Ньютон), что свет — это поток частиц (тогда многие так считали). «Свет таких не сможет к нам прийти», писал он.

Лаплас вообразил звезду с плотностью Земли и в 250 раз шире солнца. Примерно через десять лет французский математик Пьер-Симон Лаплас также предположил, что в космосе могут существовать «невидимые тела». «Таким образом, самые большие тела во вселенной могут быть невидимыми по причине их размеров», заявил он. Ее ньютоновское гравитационное притяжение не позволило бы свету покинуть поверхность.

Эйнштейн спрятал черные дыры (даже от самого себя) в своих уравнениях. Настоящие же черные дыры возникают не из ньютоновской гравитации, а из теории гравитации Эйнштейна — общей теории относительности. Шварцшильд, однако, не смог вообразить, что звезда может сжаться до такой степени, что превысит плотность, необходимую для того, чтобы сделать ее невидимой. Но немецкий астроном Карл Шварцшильд использовал эту концепцию во время Первой мировой войны, незадолго до смерти после болезни на русском фронте. Оппенгеймер и Снайдер рассчитали, что достаточно массивная звезда может коллапсировать под действием собственной гравитации. Этот подвиг воображения осуществили Роберт Оппенгеймер и Хартленд Снайдер в 1939 году (в том же году, когда Эйнштейн опубликовал работу, в которой отрицал возможность существования черных дыр). «Тем самым звезда закроется от любой связи с удаленным наблюдателем; останется только гравитационное поле», писали они.

В декабре 1963 года их обсудили на симпозиуме в Далласе, а еще через несколько недель — на встрече в Кливленде. Вскоре Оппенгеймер занялся Манхэттенским проектом по созданию атомной бомбы, и никто не обращал особого внимания на его коллапсирующие звезды до 1960-х годов. Кто-то даже произнес фразу «черная дыра», чтобы сослаться на них.

Затем началось серьезное научное исследование черных дыр. Но это название не было популярным до тех пор, пока Джон Арчибальд Уилер не произнес его в выступлении в 1967 году. Астрономы занялись поисками черных дыр, собирая впечатляющие доказательства того, что те действительно существуют, опираясь на движение звезд и других веществ в окрестностях черных дыр. Стивен Хокинг изучал их, показывая, что они могут испускать слабую форму излучения, которое было названо в его честь. В 2016 году гравитационные волны предоставили точное доказательство столкновения двух черных дыр. (На самом деле, Мичелл предложил именно такой подход для обнаружения присутствия невидимой звезды).

Но хотя Мичелл, Оппенгеймер, Уилер, Хокинг и многие другие представляли, какой должна быть черная дыра, никто из них никогда ее не видел. Сейчас почти никто не сомневается, что они существуют.

Это изображение подтверждает то, что уже было известно: что черные дыры — это не просто плод воображения, это истина, изначально представленная умами, проникнутыми неким научным духом, верой в способность открывать космические явления, не бывая в космосе. И вот, буквально в апреле, коллаборация Event Horizon Telescope представила изображение: темнота черной дыры, окруженной светом в ее окрестностях.

Поль Дирак представлял себе антивещество еще до того, как его нашли в природе. История науки помнит другие случаи воображаемых явлений, которые бросают вызов воображению еще до своего открытия. Древнегреческие философы представляли атомы за 2500 лет до того, как микроскопия стала достаточно сложной, чтобы их сфотографировать. Александр Фридман вообразил расширение Вселенной до того, как астрономические наблюдения это подтвердили. Их подтверждения, как и с новым изображением черной дыры, подтверждают урок о том, что очевидная абсурдность — не убедительный аргумент против существования явления. Все эти удачные фантазии расценивались некоторыми как оскорбление здравого смысла или обычной логики.

Черная дыра стала доказательством существования невероятно непостижимых астрономических явлений. Возможно, тот факт, что человеческое воображение пришло к существованию черных дыр, несмотря на их абсурдность, является одной из причин, по которой черные дыры очаровывают любого, кто о них думает.

Не забудьте заглянуть в наш чат в Телеграме. И это значит, что сила человеческого воображения может быть безграничной.

Теги
Показать больше

Похожие статьи

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Кнопка «Наверх»
Закрыть