Чтобы ответить на этот вопрос, сначала нам нужно посмотреть, что такое черные дыры и как они работают. Черная дыра - это то, что остается, когда умирает массивная звезда. Массивная звезда обычно имеет ядро, по крайней мере в три раза превышающее массу Солнца. Звезды - это огромные, удивительные термоядерные реакторы. Поскольку звезды такие большие и состоят из газа, интенсивное гравитационное поле всегда пытается сжать звезду. Реакции синтеза, происходящие в ядре, подобны гигантской термоядерной бомбе, которая пытается взорвать звезду. Баланс между силами гравитации и взрывными силами определяет размер звезды.
Когда звезда умирает, реакции ядерного синтеза останавливаются, потому что топливо для этих реакций израсходовано. В то же время гравитация звезды втягивает материал внутрь и сжимает ядро. Когда ядро сжимается, оно нагревается и в конечном итоге вызывает взрыв сверхновой, при котором вещество и излучение выбрасываются в космос. Остается сильно сжатое и чрезвычайно массивное ядро.
Этот объект стал черной дырой. Он буквально исчезает из поля зрения. Поскольку гравитация ядра настолько сильна, ядро проседает сквозь ткань пространства-времени, создавая дыру. То, что было ядром первоначальной звезды, теперь становится центральной частью черной дыры - это называетсясингулярностьОткрытие дыры называетсягоризонтом событий
Типы черных дыр
Вы можете думать о горизонте событий как о устье черной дыры. Как только что-то пересекает горизонт событий, оно уходит навсегда. Оказавшись внутри горизонта событий, все события (точки в пространстве-времени) останавливаются, и ничто - даже свет - не может уйти. Есть два типа черных дыр:
Черная дыра Шварцшильда - простейшая черная дыра, ядро которой не вращается. Этот тип черной дыры имеет только сингулярность и горизонт событий.
черная дыра Керра, которая, вероятно, является наиболее распространенной формой в природе, вращается, потому что вращалась звезда, из которой она образовалась. Когда вращающаяся звезда коллапсирует, ядро продолжает вращаться, и это распространяется на черную дыру. Черная дыра Керра состоит из следующих частей:
- Сингулярность - коллапс ядра
- Горизонт событий - открытие дыры
- Эргосфера - яйцевидная область искривленного пространства вокруг горизонта событий (вызванная вращением черной дыры, которая "затягивает" пространство вокруг себя)
- Статический предел - граница между эргосферой и нормальным пространством
Черные дыры не поглотят все вокруг себя. Если объект проходит в эргосферу, он все еще может быть выброшен из черной дыры, получая энергию от вращения дыры. Однако, если объект пересекает горизонт событий, он будет затянут в черную дыру и уже никогда не выберется. Что происходит внутри черной дыры, неизвестно.
Как черная дыра могла уничтожить Землю?
Солнце Черной Дыры
И что, если бы Солнце превратилось в черную дыру? Оказывается, шансы на то, что это действительно произойдет, практически равны нулю. Ядро Солнца недостаточно велико, чтобы оно вообще стало черной дырой. Ученые полагают, что когда Солнце умрет, примерно через 5 миллиардов лет, оно превратится в красного гиганта. Когда это произойдет, Солнце увеличится в размерах и, скорее всего, поглотит Меркурий, Венеру и, возможно, Землю. В конце концов, миллионы лет спустя, на Солнце буквально закончится газ. Когда это произойдет, сформируется планетарная туманность, оставив после себя очень плотное, в основном углеродное ядро размером с Землю. В этот момент Солнце будет белым карликом. Поскольку его температура продолжает падать, он в конечном итоге станет черным карликом.
Теперь, просто ради аргумента, предположим, что Солнце действительно стало черной дырой, а Земле и другим планетам удалось пережить трансформацию. Поскольку Солнце - вращающаяся звезда, его ядро будет продолжать вращаться, превращая его в черную дыру Керра с эргосферой. Поскольку ядро Солнца очень маленькое, эргосфера тоже будет маленькой - фактически настолько маленькой, что планеты, вероятно, просто продолжат вращаться по своим обычным орбитам. Черная дыра будет иметь ту же массу и, следовательно, ту же гравитацию, что и первоначальное солнце. Орбитальные планеты не заметят никакой разницы.
Очевидно, что если бы это произошло, жизнь, какой мы ее знаем, резко изменилась бы, но по другой причине. Черная дыра не излучает свет. Тьма поглотит Землю, и будет очень холодно. Океаны, вероятно, замерзнут, и все существующие формы жизни вымрут довольно быстро. Если бы люди могли спуститься под землю с хорошим способом выработки электричества и тепла, они могли бы выжить. Но на первый взгляд это было бы довольно мрачно.
Часто задаваемые вопросы
Что будет рядом с черной дырой?
Если бы вы оказались рядом с черной дырой, вас бы притянула чрезвычайно сильная гравитационная сила. Вас бы растянули и, в конце концов, разорвали бы на части.