Карьера вселенского масштаба: звезда, которая спаслась от черной дыры!

Темные, вечно голодные монстры живут повсюду во Вселенной. Они рождаются, когда в космосе взрываются массивные звезды. Черные дыры такие же тяжелые, как Земля, а размером могут быть с шарик для пинг-понга. У них нет поверхности, но их гравитация настолько сильна, что даже свет не может ее избежать. Черные дыры не имеют физических границ, как мембрана. Горизонт событий, наиболее близкий к типичной границе, это своего рода порог, после прохождения которого обратно уже не вернуться.

Для звезды столкновение с черной дырой обычно заканчивается эффектным световым шоу и тотальным разрушением. Только одной известной астрономам звезде удалось пережить столкновение с черной дырой весом в четыреста тысяч Солнц. Это произошло в галактике, удаленной от Земли на двести пятьдесят миллионов световых лет. Астрономы, используя очень мощное оборудование, заметили вспышки рентгеновских лучей, которые бушевали в космосе каждые девять часов. Они предположили, что это сигналы бедствия от звезды, попавшей в космическую ловушку. Эта звезда была обычным красным гигантом, когда впервые повстречала своего нового знакомого. Когда они приблизились друг к другу слишком близко, голодный космический монстр не смог устоять перед искушением и решил перекусить своим гостем. Когда внешние водородные слои звезды исчезли, все, что осталось, это ядро звезды. В конце концов, она превратилась в белого карлика. Но по какой-то причине гигантский космический монстр не смог закончить начатое и вместо этого отбросил звезду на свою орбиту. С тех пор белый карлик совершает вокруг черной дыры девятичасовые обороты и держится от нее достаточно далеко, чтобы не упасть и не быть проглоченным.

Это путешествие проходит не совсем гладко. Из-за гравитации орбитальная траектория постоянно меняется. Два дня ее вращения выглядят как узоры спирографа. По мере того, как черная дыра продолжает поглощать звезду, она продолжает терять свою массу и расти в размерах. Ее собственная орбита становится все более круговой. Ученые полагают, что в один прекрасный день она сможет по спирали ускользнуть от этой черной дыры и превратиться в планету размером с Юпитер всего лишь через триллион лет. Это в семьдесят раз дольше, чем Вселенная просуществовала до сих пор, так что это может никогда и не случиться.

В галактике Млечный Путь есть сотни миллионов черных дыр, а за ее пределами их еще больше. Они могут питаться другими звездами и забрасывать их в другие галактики. Современным телескопам может недоставать мощности для их обнаружения. Большинство галактик, включая наш Млечный Путь, имеют сверхмассивные черные дыры в центре. Они могут быть в миллиарды раз тяжелее нашего Солнца. Другие их виды имеют массу всего в три раза больше массы Солнца.

Ближайшая к Земле черная дыра была замечена на расстоянии тысячи световых лет — по галактическим меркам, это буквально за углом! Она находится в звездной системе, которую можно увидеть невооруженным глазом. Ученые обнаружили ее, когда заметили странное поведение одной звезды — она начала вращаться как сумасшедшая. Они предположили, что у нее появился мощный гравитационный компаньон. Самая голодная черная дыра из всех, обнаруженных астрономами, весит как тридцать четыре миллиарда Солнц и примерно в восемь тысяч раз больше, чем та, что находится в центре Млечного Пути. Каждый день она поглощает массу, эквивалентную одному Солнцу.

Иногда при сближении черные дыры даже пожирают себе подобных. Прежде чем вы запрыгнете в космический корабль, чтобы улететь в какую-нибудь безопасную галактику без черных дыр, вот вам хорошая новость. Несмотря на то, что они сверхмассивные, их радиус недостаточно велик, чтобы уничтожить Землю. И даже самые голодные из них могут спокойно находится где-то там вдалеке. Ни одна черная дыра не должна приближаться к нашей планете ближе, чем Солнце, пока существует Вселенная, умноженная на десять миллиардов. В маловероятном случае, если одно из этих страшных созданий пройдет мимо Нептуна, это может повлиять на орбиту Земли. Это было бы совсем нехорошо. Теоретически в черную дыру может превратиться все, что угодно. Единственное различие между ней и Солнцем — это материал, из которого сделаны их центры. У этих огромных космических монстров он невероятно плотный. На самом деле существует только один известный способ возникновения черной дыры. Это должен быть гравитационный коллапс сверхмассивной звезды, масса которой в двадцать-тридцать раз превышает массу Солнца.

Так что Солнце никогда не станет черной дырой. Но если бы это произошло, и прежняя звезда сохранила бы свою массу, она все равно обладала бы той же гравитационной силой. Земля по-прежнему будет вращаться вокруг нее и не будет вытягиваться. Ее орбита тоже останется прежней. Единственной серьезной проблемой стало бы отсутствие солнечного света. На самом деле Солнце недостаточно массивно для такой трансформации и в конечном итоге превратится в белого карлика.

Черная дыра ни за что не сможет поглотить целую галактику. Внутри Млечного Пути находится около четырехсот миллиардов звезд. Только около одной десятой процента всех звезд, которые когда-либо образуются, в конечном итоге станут черными дырами. Вечно голодный сверхмассивный монстр, расположенный прямо в центре галактики, обладает впечатляющей гравитационной мощью, но даже этого недостаточно. Он уже съел большую часть звезд, которые были рядом, и теперь весит как несколько миллионов Солнц. Так что он уже не сможет стать намного больше, даже если и продолжит поглощать солнцеподобные звезды. Галактики будут постоянно сталкиваться друг с другом, а черные дыры будут расти и сливаться. Но поскольку Вселенная огромна и все еще продолжает расширяться, эти столкновения и слияния не будут происходить вечно. Черные дыры будут путешествовать по этому огромному пространству, как блуждающие звезды. Они даже не смогут поглощать темную материю на окраинах галактик. В конце концов, все черные дыры погибнут, но это произойдет очень нескоро.

Если когда-нибудь вы станете космическим исследователем и отправитесь достаточно далеко, чтобы встретить черную дыру и упасть в нее, ваша жизнь не закончится мгновенно. Все будет намного сложнее. Ваше восприятие пространства и времени изменится, а ваша реальность расколется надвое. В одной из них вы перестанете существовать. А в другой уцелеете и спокойно войдете в дыру. Углубившись внутрь, вы заметите, что пространство становится все более и более искривленным. В центре дыры оно изогнуто бесконечно. Это называется «сингулярность». Законы физики, основанные на идеях пространства и времени, здесь не работают.

В достаточно большой дыре, в миллионы раз более массивной, чем Солнце, для вас все складывалось бы хорошо, и вы бы просто продолжали свободное падение, не чувствуя гравитации. Вы сможете просто продолжать падать в полной пустоте, пока не достигнете сингулярности. У вас не будет ни малейшего шанса двинуться в противоположном направлении. Пространство и время там меняются ролями. Время будет постоянно тянуть вас вперед к Земле, но, выражаясь фигурально, внутри дыры это будет происходить вполне физически. В меньшей дыре сила тяжести будет сильнее у ваших ног, чем у головы. Вот почему вам придется пройти через спагеттификацию. Именно так ученые называют процесс, когда объект сжимается горизонтально и растягивается вертикально, как спагетти, из-за сумасшедшей гравитации черной дыры. Кстати, о спагетти: что общего у черных дыр и итальянского ужина? Как только вы проходите горизонт событий, вы превращаетесь в «спагетти», и так как вы там сами по себе, то прямо сейчас вы бы точно почувствовали себя там как каннеллони. Да, от этих странных размышлений даже есть захотелось...

Между тем, если бы у вас был товарищ по космическому путешествию, который по какой-то причине не попал в черную дыру, то для него это выглядело бы иначе. Он бы увидел, как вы растягиваетесь и растете, словно под огромным увеличительным стеклом. Чем ближе вы будете находиться к краю дыры, тем больше вам будет казаться, что вы находитесь в замедленной съемке. Потом вы замерзнете, и вас окружит пламя. Вы оказались бы в двух местах одновременно, живя разными судьбами, но все равно это была бы только одна ваша копия. Именно так черные дыры учат нас, что ничто не реально. Для разных людей реальность может быть разной.

Некоторые ученые полагают, что мы существуем внутри огромной черной дыры. Все во Вселенной началось с Большого взрыва. Но есть теория, согласно которой что-то было и до этого события. Что-то типа сверхплотного семени, в котором была сосредоточена вся масса и энергия Вселенной, и такое же тяжелое, как миллиард Солнц. Оно было в триллион раз меньше, чем любая частица, которую может видеть человек. Это семя могло возникнуть внутри черной дыры. Если вы верите, что существует более одной Вселенной, черные дыры также могут служить дверями между этими вселенными. Словно корень, из которого выросли два дерева. Вы не можете видеть черные дыры, потому что они не испускают никакого света. Раньше ученые могли определить их только по тому, как они влияют на то, что их окружает. Когда более двухсот исследователей по всему миру работали вместе, им удалось сделать первые снимки этой космической аномалии. Все оборудование, которое они, объединившись, использовали, обладает мощностью телескопа размером с Землю!