Черные дыры долгое время были чем-то из области фантастики. О них писали книги, снимали фильмы, но никто толком не знал, существуют ли они на самом деле. Но ученые уже в 20 веке подтвердили их существование, а в 21 веке получили первые снимки. И оказалось, что эти объекты устроены куда сложнее, чем просто «космические пылесосы», засасывающие все вокруг. Некоторые их свойства до сих пор ставят ученых в тупик и заставляют пересматривать законы физики. Мы собрали удивительные факты о черных дырах, и некоторые из них точно вас удивят.

Для снимка черной дыры понадобился телескоп размером с Землю

По данным Interest Engineering, знаменитое оранжевое кольцо, фотографию которого показали в 2019 году, невозможно было снять с помощью одной обсерватории. Чтобы получить это изображение, ученые объединили радиотелескопы по всему миру в единую сеть Event Horizon Telescope.

Эта сложная синхронизация создала виртуальный телескоп размером с нашу планету. На самом деле мы видим не саму гравитационную воронку, а раскаленный материал, который ярко светится прямо перед тем, как навсегда исчезнуть в темноте.

Самые темные объекты Вселенной создают невероятное свечение

Сама по себе черная дыра не излучает никакого света, но падающая в нее материя сияет ослепительно ярко. Газ и космическая пыль закручиваются в плотный диск, который разогревается до миллионов градусов.

Сверхмассивные черные дыры способны питать энергией квазары — объекты настолько яркие, что их свет легко перекрывает сияние целых галактик с сотнями миллиардов звезд.

Как астрономы находят черные дыры в космосе

Раз черную дыру нельзя увидеть в обычный оптический телескоп, исследователи ищут ее по влиянию на окружающую среду. Они наблюдают за звездами, которые вращаются вокруг пустого места, или фиксируют мощное излучение от раскаленного газа.

Современная наука опирается на косвенные методы, которые уже помогли обнаружить тысячи подобных объектов по всей Вселенной и подтвердить правоту физиков-теоретиков.

Энергетические лучи из черных дыр превосходят размеры галактик

Хотя изнутри ничего не может вырваться наружу, на границе черной дыры действуют другие правила. Мощные магнитные поля захватывают часть падающего вещества и резко выбрасывают его в виде узких струй почти со скоростью света.

Такие выбросы плазмы простираются на миллионы световых лет. Удивительно, но эти энергетические лучи оказываются гораздо больше и длиннее тех галактик, в центре которых они формируются.

Вращение черной дыры искажает пространство

Черные дыры невероятно быстро вращаются вокруг своей оси. Поглощая межзвездный газ, пыль и даже сливаясь друг с другом, они постоянно увеличивают свою скорость.

Некоторые из них вращаются на пределе, допустимом теорией относительности Эйнштейна. Из-за этого черная дыра буквально закручивает пространство и время вокруг себя, создавая физические аномалии.

Почему черные дыры не засасывают все подряд

Вопреки популярному мифу, эти объекты не работают как гигантские космические пылесосы, которые без остановки втягивают в себя материю. Если убрать газ и пыль из их ближайшего окружения, они становятся совершенно спокойными и незаметными.

Звезды и планеты могут безопасно вращаться вокруг черной дыры миллиарды лет. Главное условие — держаться на достаточном расстоянии от так называемого горизонта событий, откуда нет возврата.

Столкновения черных дыр создают рябь в ткани Вселенной

Когда две черные дыры притягиваются и сливаются воедино, происходит катастрофа невообразимого масштаба. Этот процесс сопровождается выбросом такой колоссальной энергии, что он генерирует гравитационные волны.

Эти волны расходятся по космосу как рябь от брошенного в воду камня. Благодаря современным технологиям земные обсерватории научились физически фиксировать эти колебания пространства.

Сегодня изучение черных дыр вышло далеко за рамки сухой теории. Наблюдая за ними, ученые проверяют фундаментальные законы природы и пытаются понять устройство мира. Каждое новое наблюдение доказывает, что космос работает куда сложнее и интереснее, чем нам казалось раньше.

Черные дыры умеют «петь» басом

Космос принято считать зоной абсолютной тишины, ведь в вакууме звуковые волны не могут распространяться. Однако в 2003 году астрономы обнаружили, что сверхмассивная черная дыра в скоплении галактик Персея генерирует настоящие звуковые колебания. Поглощая окружающий газ, она выпускает мощные сгустки энергии, которые создают рябь и волны давления в раскаленной межгалактической плазме.

Исследователи из NASA смогли перевести эти гравитационные пульсации в акустический диапазон, доступный человеческому уху. Оказалось, что черная дыра непрерывно «поет» на самой низкой ноте во Вселенной — это глубокий, пугающий гул в тональности си-бемоль, который звучит на 57 октав ниже первой октавы фортепиано.

Объекты, падающие в черную дыру, превращаются в «спагетти»

Если бы астронавт решил совершить прыжок внутрь черной дыры, его ждала бы удивительная и пугающая физическая деформация, которую ученые совершенно официально называют термином «спагеттификация».

Из-за того, что гравитация черной дыры стремительно возрастает с каждым миллиметром приближения к ней, сила притяжения у ног космонавта была бы в тысячи раз мощнее, чем у его головы. В результате тело несчастного исследователя начало бы стремительно и безжалостно растягиваться по вертикали и сжиматься по бокам, превращаясь в длинную, тонкую струну из атомов еще до того, как он успел бы пересечь горизонт событий.

Черные дыры не вечны и могут взрываться

Долгое время считалось, что все попавшее в черную дыру исчезает там навечно, а сам объект может только бесконечно расти. Но знаменитый физик Стивен Хокинг доказал, что эти монстры способны «худеть» и даже полностью испаряться.

Из-за сложных квантовых эффектов на самой границе горизонта событий рождаются пары виртуальных частиц: одна из них падает внутрь, а вторая улетает в космос, унося с собой крошечную долю массы самой черной дыры. Этот процесс называется излучением Хокинга. Чем меньше становится черная дыра, тем быстрее она теряет массу, и на финальной стадии своего существования этот космический объект погибает в результате колоссального взрыва, эквивалентного детонации миллионов водородных бомб.

Чем знаменит Стивен Хокинг?

Стивен Хокинг известен своими новаторскими работами в области теоретической физики и космологии. Он сделал глобальные открытия и внес значительный вклад в понимание Вселенной. Вот некоторые из его наиболее заметных достижений:

Теория излучения Хокинга стала одним из его самых революционных открытий. Он предположил, что черные дыры не являются полностью черными, а испускают излучение. Это теоретическое предсказание предполагает, что черные дыры медленно теряют массу и со временем испаряются.

Теоремы сингулярности исследуют существование точек с бесконечной плотностью, и Хокинг сделал большой вклад в их изучение.

Теория Большого взрыва: ее развитию и уточнению способствовала работа Хокинга по изучению происхождения Вселенной.

Работы Хокинга вдохновили бесчисленное множество ученых на проникновение в тайны Вселенной. Его гениальные работы продолжают оказывать влияние на мир астрофизики и сегодня.

Имя Стивена Хокинга знают все, даже люди, весьма далекие от точных наук. Гениальный физик и космолог, популяризатор знаний написал сам или в соавторстве 15 книг, доказывающих, что физика — это интересно и ее могут изучать все: сложные научные концепции изложены в них в доступной, увлекательной форме. Он призывал нас быть любопытными, смотреть на звезды и стремиться к знаниям — если, конечно, мы претендуем на звание «человека разумного».

А еще он для всего мира — образец стойкости и оптимизма. Приговоренный к медленному, мучительному умиранию, он, тем не менее, прожил долгую, полноценную и интересную жизнь. «Сейчас я счастливее, чем до болезни» — настоящий манифест осмысленной жизни от Стивена Хокинга.

Потрясающее чувство юмора, владение словом, яркая жизненная позиция еще много лет будут нас вдохновлять, хотя может показаться, что Хокинг весьма скептически относится к человечеству. «Самый большой враг знания — это не невежество, а иллюзия знания», — сказал он однажды, напомнив нам о скромности и настоящей мудрости.

«Самый большой враг знания — это не невежество, а иллюзия знания».

«Спокойные люди имеют самые громкие мысли».

«Я считаю, что инопланетная жизнь достаточно распространена во Вселенной, хотя разумная жизнь встречается реже. Некоторые говорят, что она еще не появилась на планете Земля».

«Самое главное в умных людях то, что они кажутся сумасшедшими тупым людям».

«Интеллект — это способность адаптироваться к изменениям».

«Мой совет другим инвалидам: сосредоточьтесь на том, что ваше состояние не мешает вам делать хорошо, и не жалейте о том, чему оно мешает. Не будьте инвалидами духа, даже если являетесь ими физически».

«Хотя я не могу двигаться и мне приходится говорить через компьютер, мысленно я свободен».

«Если путешествия во времени возможны, то где же туристы из будущего?»

«Какой бы плохой ни казалась жизнь, всегда есть что-то, что можно сделать и в чем можно преуспеть. Пока есть жизнь, есть и надежда».

«У людей не найдется на вас времени, если вы постоянно злитесь или жалуетесь».

«Вселенная не допускает совершенства».

«Одно из основных правил Вселенной: ничто не идеально. Совершенства просто не существует… Без несовершенства ни ты, ни я не появились бы».

«Во-первых, не забывай смотреть на звезды, а не под ноги. Второе: никогда не отказывайтесь от работы. Работа дает вам смысл и цель, а без нее жизнь пуста. Третье: если тебе посчастливится найти любовь, помни, что она есть, не отрекайся от ее».

«Жизнь была бы трагичной, если бы не была смешной».

«Для выживания мне было жизненно необходимо сохранять активный ум, а также чувство юмора».

«Я не боюсь смерти, но и умирать не спешу».

«Мои ожидания были сведены к нулю, когда мне исполнился 21 год. Все, что было с тех пор, стало бонусом».

«Я не был хорошим студентом. Я не проводил много времени в колледже — был слишком занят развлечениями».

«Мы — всего лишь продвинутая порода обезьян на маленькой планете очень средней звезды. Но мы можем понять Вселенную. Это делает нас чем-то особенным».

«Я не хочу писать автобиографию, потому что тогда я стану достоянием общественности и у меня не останется никакой личной жизни».

«Если мы хотим отправиться в будущее, нам просто нужно действовать быстро. Действительно быстро. И я думаю, что единственный способ, которым мы когда-либо сможем это сделать, — отправиться в космос».

«Смотрите на звезды, а не под ноги. Попытайтесь найти смысл в том, что вы видите, и задумайтесь о том, что заставляет Вселенную существовать. Будьте любопытны».

«Это была бы так себе Вселенная, если бы в ней не жили люди, которых ты любишь».

«Когда ожидания человека сводятся к нулю, он по-настоящему ценит все, что у него есть».

«Поскольку гравитация существует, Вселенная может и будет создавать себя из ничего».

«Я просто ребенок, который так и не повзрослел. Я все еще продолжаю задавать вопросы «как» и «почему». Время от времени я нахожу на них ответы».

«Наука — удел не только разума, но и романтики и страсти».

«Обратная сторона моей известности заключается в том, что меня везде узнают. Мне недостаточно носить темные солнцезащитные очки и парик. Инвалидное кресло выдает меня».

«Никто не берется за исследования в области физики с целью получить премию. Это радость открытия того, чего никто не знал раньше».

«Я думаю, что компьютерные вирусы должны считаться жизнью. Я думаю, это кое-что говорит о человеческой природе: единственная форма жизни, которую мы создали до сих пор, является чисто деструктивной. Мы создали жизнь по своему собственному образу и подобию».

«Я рассматриваю мозг как компьютер, который перестает работать, когда его компоненты выходят из строя. Для сломанных компьютеров не существует рая или загробной жизни; это сказочная история для людей, боящихся темноты».

«Несколько лет назад городской совет Монцы, Италия, запретил владельцам домашних животных держать золотых рыбок в изогнутых чашах... говорят, что жестоко держать рыбу в аквариуме с изогнутыми бортами, потому что, глядя наружу, рыба будет иметь искаженное представление о реальности. Но откуда мы знаем, что у нас есть истинная, неискаженная картина реальности?»

«Мы должны стремиться к наибольшей ценности наших действий».

«Примитивная жизнь встречается очень часто, а разумная жизнь — довольно редко. Некоторые говорят, что на Земле она еще не возникла».

«Мы все теперь связаны Интернетом, как нейроны в гигантском мозге».

«Никто не может устоять перед идеей гения-калеки».

«Есть много умерших ученых, которыми я восхищаюсь, но я не могу вспомнить ни одного живого. Возможно, это потому, что только в ретроспективе можно увидеть, кто внес важный вклад».

«Какой бы трудной ни казалась жизнь, всегда есть то, что можно сделать и в чем можно преуспеть».

«Моя цель проста. Это полное понимание Вселенной: почему она такая, какая есть и почему она вообще существует».

«Вселенная не безразлична к нашему существованию — она зависит от него».

«Я не думаю, что человеческая раса переживет следующую тысячу лет, если мы не сможем поселиться в космосе».

«На мой взгляд, нет ни одного аспекта реальности, который не был бы подвластен человеческому разуму».

«Прошлое, как и будущее, неопределенно и существует только как спектр возможностей».

«Ничто не может существовать вечно».

«Я бы хотел, чтобы ядерный синтез стал базовым источником энергии. Он обеспечил бы неисчерпаемый запас энергии без загрязнения окружающей среды и глобального потепления».

«Наука все чаще отвечает на вопросы, которые раньше были уделом религии».

«Эйнштейн был неправ, когда сказал: «Бог не играет в кости». Изучение черных дыр наводит на мысль не только о том, что Бог действительно играет в кости, но и о том, что он иногда сбивает нас с толку, бросая их туда, где их нельзя увидеть».

«Неясно, имеет ли интеллект какую-либо ценность для долгосрочного выживания».

«Что бы я действительно хотел контролировать, так это не машины, а людей».

«Когда мы поймем теорию струн, мы узнаем, как возникла Вселенная. Это не окажет большого влияния на нашу жизнь, но это важно для понимания того, откуда мы пришли и на что нам рассчитывать, исследуя Вселенную».

«Почему мы здесь? Откуда мы пришли? Традиционно это вопросы для философии, но философия мертва».

«Мы должны как можно быстрее разработать технологии, позволяющие установить прямую связь между мозгом и компьютером, чтобы искусственные мозги способствовали развитию человеческого интеллекта, а не противостояли ему».

«Я считаю вполне вероятным, что мы — единственная цивилизация в радиусе нескольких сотен световых лет; в противном случае мы бы услышали радиоволны».

«Меня удивляет, насколько мы сегодня не интересуемся такими вещами, как физика, космос, Вселенная, и философией нашего существования, нашего предназначения, нашего конечного пункта назначения».

«Ученые стали носителями факела открытий в нашем стремлении к познанию».

«Я надеюсь, что помог повысить престиж науки и показать, что физика не является тайной, а может быть понятна обычным людям».

«Для столкновения Земли с Солнцем потребуется около тысячи миллионов миллионов миллионов миллионов миллионов миллионов лет, так что повода для беспокойства пока нет!»

«Нельзя предсказать погоду более чем на несколько дней вперед».

«Раньше путешествия во времени считались просто научной фантастикой, но общая теория относительности Эйнштейна допускает возможность того, что мы можем настолько искривить пространство-время, что вы сможете улететь на ракете и вернуться раньше, чем отправились в путь».

«Теория циклической Вселенной не предсказывает никаких гравитационных волн из ранней Вселенной».

«Я хочу знать, почему существует Вселенная, почему есть нечто большее, чем ничто».

«До того как я потерял голос, он был невнятным, так что меня понимали только близкие люди, но с компьютерным голосом я обнаружил, что могу читать популярные лекции. Мне нравится рассказывать о науке. Важно, чтобы люди понимали основы науки, если они не хотят оставлять принятие жизненно важных решений на усмотрение других».

«Наука прекрасна, когда она дает простые объяснения явлений или устанавливает связи между различными наблюдениями. В качестве примера можно привести двойную спираль в биологии и фундаментальные уравнения физики».

«Если бы скорость расширения через секунду после Большого взрыва была меньше хотя бы на одну часть из ста тысяч миллионов, то Вселенная реколлапсировала бы, не достигнув своих нынешних размеров. С другой стороны, если бы она была больше хотя бы на одну часть из миллиона, то Вселенная расширялась бы слишком быстро для образования звезд и планет».

«Эволюция привела к тому, что наш мозг просто не приспособлен для непосредственного восприятия 11 измерений. Однако с чисто математической точки зрения мыслить в 11 измерениях так же легко, как и в трех или четырех».

«Нет никакого физического закона, препятствующего организации частиц таким образом, чтобы они выполняли даже более сложные вычисления, чем при нынешнем расположении частиц в человеческом мозге».

Источник статьи: 95 Stephen Hawking Quotes to Inspire You