Загадка Вселенной: черная дыра
Черной дырой называют область пространства-времени с очень большим гравитационным притяжением, таким, что ее не могут покинуть никакие объекты, даже те, которые движутся со скоростью света, включая фотоны — кванты света. Границу черной дыры называют горизонтом событий, а размер — гравитационным радиусом, в частности, для сферической дыры — радиусом Шварцшильда. Всякий объект, приблизившийся к этому радиусу, попадает в черную дыру навсегда.
Как же может образоваться черная дыра? Согласно закону всемирного тяготения, Земля вращается вокруг Солнца по причине гравитационного притяжения. Согласно общей теории относительности, массивное Солнце проминает пространство-время, как мяч на батуте. Образуется что-то вроде воронки, вокруг которой катается Земля. Если увеличивать массу Солнца, не изменяя его размеров, то воронка пространства-времени будет углубляться, пока ее края не сойдутся над потяжелевшей звездой. И тогда звезда превратится в черную дыру и перестанет быть видимой. В реальной Вселенной объект, накопив достаточные массу и плотность, попадает в пространственно-временную ловушку и становится невидимым. Таким объектом может быть не только массивная звезда, но и центральная часть галактики, и облако космического газа, из которого обычно формируются галактики. Главное — рост плотности и коллапс. Так и возникает черная дыра.
В центре нашего Млечного Пути находится чрезвычайно массивная черная дыра, которая в миллионы раз тяжелее Солнца. Такие сверхмассивные черные дыры были обнаружены и в центрах других галактик. Их смогли вычислить, наблюдая за движением межзвездного газа. Предполагают, что центр каждой галактики — гигантская черная дыра.
Есть дыры и поменьше, которые образуются в результате коллапса массивных звезд. Изучение их продолжается.
Что такое сингулярность?
Внутри черной дыры может произойти следующее: все ее вещество собирается в бесконечно малую точку с бесконечно большой плотностью и занимает нулевой объем. Такое явление называется сингулярностью. Предполагают, что из такой точки когда-то возникла наша Вселенная.