Чому чорна діра має чорний колір
Стаття написана Павлом Чайкою, головним редактором журналу «Пізнавайка». З 2013 року з моменту заснування журналу Павло Чайка присвятив себе популяризації науки в Україні та світі. Основна мета як журналу, так і цієї статті – пояснити складні наукові теми простою та доступною мовою.
Чорна діра є таким же космічним об’єктом, як зірки, планети, супутники, комети, тільки маловивченим. Чорна діра представляє собою територію, на якій не діють звичні всім фізичні закони, скручується простір і зупиняється час. Першим про можливість існування таких об’єктів заговорив німецький фізик Шварцшильд.
У 1932 році російський фізик Л. Ландау висунув теорію, яка пояснювала походження чорної діри. А сам термін «чорна діра» стали використовувати з 1967 року з легкої руки Д. Уіллера, американського фізика.
Чому вона чорна
Ядро чорної діри має дуже велику масу. Тому його гравітаційне поле здатне притягувати будь-які об’єкти зі швидкістю вище швидкості світла, а це понад 300 кілометрів на секунду. Зону, в якій гравітація більше швидкості світла, називають горизонтом подій.
Промені світла також відчувають на собі силу тяжіння. І, не маючи можливості протидіяти гравітаційному полю чорної діри, поглинаються нею. Покинути чорну діру світло також не може. Тому для спостерігачів вона має вигляд темної непроникної плями.
Як вона утворюється
Будь-яке небесне тіло складається з частинок, які мають певний заряд. Завдяки чому ці частинки залишаються на однаковій відстані одна від одної.
Частинки, з яких складається матерія зірок, утримуються разом завдяки ядерним реакціям, що відбувається всередині світила. Але запаси палива не безмежні. Рано чи пізно вони закінчуються, і зірка починає стискатися. Відповідно – збільшується щільність речовини, що становить зоряну матерію. Таке стискання називають колапсом.
В результаті з’являється новий небесний об’єкт, що має величезну масу і невеликий розмір.
На думку вчених, щоб з’явилася нова чорна діра, маса зірки, яка стискається, повинна бути хоча б в 10 разів більша за масу Сонця.
Спостереження за чорною дірою
Всі частинки і світлові промені, що потрапляють в горизонт подій, повністю поглинаються чорною дірою. Вона не здатна відбивати світло і випромінювати випромінювання, тому є невидимою для будь-яких приладів.
Але вчені все-таки навчилися визначати розташування чорної діри, спостерігаючи за видимими поблизу від неї іншими об’єктами. Космічні тіла, піддаючись силі тяжіння чорної діри, змінюють свої орбіти. Також всі частинки в момент попадання в дірку виділяють велику кількість енергії.