Question

Как найти чёрные дыры в космосе, если они не излучают света?

Answer 1

Во-первых, по современным представлениям черные дыры-таки излучают энергию. Да, с точки зрения классической физики за пределы ЧД ничто не может выйти. Но помимо классических есть еще и квантовые законы. И они допускают в числе прочего так называемый тоннельный эффект, состоящий в том, что в определенных условиях объект может совершить работу, превышающую его изначальную энергию. При этом закон сохранения энергии не нарушается, просто имеет место флюктуация энергии - ее спонтанный скачок в большую или меньшую сторону. Иногда такие скотски дают фотону достаточно энергии, чтобы преодолеть тяготение ЧД этот эффект именуется испарением ( или иногда излучением) Хокинга. Но обнаруживает ЧД совсем не по этому испарению ( оно столь слабо, что на опыте его существование пока вообще не доказано), а по более заметным эффектам. Например, если некая звезда прошла на достаточно большом удалении от ЧД, она не исчезнет, но траектория ее движения заметно исказится без видимых причин. А есть еще так называемый эффект гравитации оных линз, когда некое массивное тело искажает свет, идущий до нас от дальнего источника, из-за искривления пространства. Хотя, строго говоря, это не обязательно может быть именно ЧД.

В общем, охота на ЧД - это как охота на человека-невидимку: его самого мы не видим, но можем видеть оставленные им следы. Именно такая невозможность прямого наблюдения заставляет некоторых ученных сомневаться в существовании ЧД. Скажем, академиком Логуновым разработана так называемая релятивистская теория гравитации, в которой, в отличия от общепринятой ото, места черным дырам не остается. Правда, эта теория критикуется за математическую нестрогость. Пока ЧД ищут именно так - по тому, что они натворили на своем пути.

Answer 2

Так что же такое черная дыра? Попросту говоря, это область пространства-времени, в которой гравитационное поле, или тяготение, столь сильно, что ни один объект, даже излучение, не может вырваться за ее пределы. Существование подобных космических объектов предсказали еще в XVIII веке Дж. Митчелл и П. Лаплас. Так, Пьер Лаплас, руководствуясь законом всемирного тяготения, пришел к выводу, что звезда с плотностью, равной плотности Земли и диаметром в 250 раз больше диаметра Солнца, не дает ни одному световому лучу достичь нашей планеты из-за своего тяготения. Со времен Лапласа много воды утекло, и ученые сильно продвинулись в изысканиях. Установили, например, что чем больше космическое тело, тем большую скорость нужно развить, чтобы покинуть его. Эта скорость называется второй космической и на Земле составляет 11 км/сек. Но чем больше масса и чем меньше радиус небесного тела, тем выше будет вторая космическая скорость. На Солнце она равняется 620 км/сек, но если светило сжать до радиуса 10 километров, оставив при этом массу прежней, то вторая космическая скорость увеличится до половины скорости света и станет 150 000 км/сек!

Значит, если радиус Солнца постепенно уменьшать, то наступит момент, когда вторая космическая скорость достигнет световой — 300 000 км/сек! А как только вторая космическая превысит скорость света, Солнце станет невидимым! Свет попытается вырваться в пространство, но гравитация не позволит ему этого сделать, и со стороны мы увидим лишь черное пятно в космосе, проще говоря, дыру!