Теорія відносності і чорні діри в космосі

Чорні діри в космосі є одним з найдивовижніших явищ Всесвіту, відомих сучасній науці. Їх існування було передбачене ще Альбертом Ейнштейном в першій чверті XX століття.

Теорія відносності, зв`язок простору і часу

Ще в кінці XIX століття фізика вважалася практично вичерпала себе наукою. Вченим здавалося, що все загадки природної природи вирішені, а пристрій навколишнього світу ось-ось буде повністю пояснено в рамках існуючих уявлень науки. Як виявилося, Всесвіт піднесла приголомшливо несподівані новини для фізиків. Молода на той момент наука - термодинаміка - відкрила, що поширення світла не пояснюється класичними законами ньютонівської механіки. Це завдання зайняла уми вчених усього світу. Вирішити її вдалося молодому співробітнику патентного бюро з Швейцарії. Його звали Альбертом Ейнштейном. Створена ним картина світу - теорія відносності - зовсім перевернула уявлення людства про будову Всесвіту. Серед всіх інших наслідків теорії відносності чудовим висновком стала нерозривний зв`язок простору і часу. Не вдаючись в подробиці, можна сказати, що швидкість течії часу для конкретної людини (або будь-якого об`єкта - системи відліку) тісно пов`язана зі швидкістю пересування в просторі. На доступних нам повсякденних швидкостях це абсолютно непомітно. Однак якщо розігнати тіло до швидкості, близької до швидкості світла, почнуться чудеса - час буквально сповільниться. Ця ідея неодноразово була реалізована в науковій фантастиці XX століття.

Викривлення простору і часу, чорні діри в космосі

Іншим цікавим висновком Ейнштейна став той факт, що і простір, і час буквально можуть викривлятися під дією сил гравітації. Це означає, що час тече повільніше не тільки для об`єктів, що рухаються, а й поблизу дуже масивних тіл. І чим ближче до нього, тим сильніше сповільнюється час.

Відео: Ми живемо в чорній дірі! (Теорія)

Як би парадоксально це не звучало, але на першому поверсі хмарочоса час йде більш розмірено, ніж на двадцятому. Але знову ж таки через порівняно невеликий за космічними мірками розмірами Землі ми цього ніколи не помічаємо. Різниця становить мільйонні частки секунди. Так само відбувається викривлення простору. Воно просто вигинається в напрямі до масивного тіла, буквально тягне його до себе своєю гравітацією. Уже з цього факту випливало, що чорні діри в космосі можуть існувати. Можливість таких тел передбачалася ще до відкриття теорії відносності вченим XVIII століття Джоном Мітчеллом. Однак першим це довів на основі ейнштейнівської рівнянь інший німецький вчений - Карл Шварцшильда.

Перше практичне підтвердження ейнштейнівської теорії викривлення простору було підтверджено ще в 1919 році, коли англійський астроном Артур Еддінгтон підтвердив, що світло далеких зірок, що проходить поблизу Сонця, дійсно їм викривляється. Це настільки масивне тіло, що воно не просто вигинає в свою сторону все пролітають повз нього тіла і світлові промені, але і притягує їх до себе. На Землі, щоб тіло відправити в космос, необхідно надати йому швидкість 11,2 км в секунду. Це називається швидкістю тікання. Але на більш важкої планеті, наприклад на Юпітері, потрібна була б велика швидкість і, відповідно, більша енергія. А уявіть собі, що чорні діри в космосі - це настільки щільні об`єкти, що їх швидкість втечі вище 300 тисяч км / сек. Це означає, що світ не може подолати їх тяжіння. А якщо чорна діра в космосі не відпускає світло, то від неї не зможе втекти нічого. Оскільки відповідно до теорії відносності швидкість світла є найбільшою можливою швидкістю в природі.

Сучасний погляд в космос. Чорні діри на картах астрофізиків

Відео: Темна сторона Всесвіту. Таємниці Черних дір. Документальний фільм про космос 07.11.2016

Сьогодні вчені виявили більше тисячі об`єктів на зоряному небі, які вважаються чорними дірами. Складність їх точного визначення полягає в тому, що ці об`єкти не можна спостерігати безпосередньо. Їх можна помітити лише по поведінці сусідніх небесних тіл. Так, в центрі більшості галактик знаходяться величезної маси чорні діри, навколо яких обертаються мільярди зірок. У тому числі і наш Чумацький шлях.