Александр Соколов: Сергей, в различных фантастических произведениях можно увидеть или прочитать, как космический корабль погружается в чёрную дыру и выскакивает в каком-нибудь другом времени или даже в другой Вселенной. Насколько это, с точки зрения науки, правдоподобно?
Сергей Назаров: Это мало правдоподобно. Дело в том, что действительно существует такая красивая гипотеза, мы её знаем под названием «Кротовая нора», когда две области пространства, казалось бы, очень далёкие друг от дружки, связываются между собой некоторым тоннелем, проходящим через другое измерение. Но дело в том, что, хотя, в принципе, такое возможно, но расчёты показывают, что условия, которые необходимы для поддержания такого тоннеля в устойчивом состоянии и вообще для того, чтобы им пользоваться, они выходят за пределы того, что можно вообще получить в нашей Вселенной, не используя какой-то сверхэкзотики. Поэтому пока что это мало правдоподобно.
Но для начала, как принято в науке, мы должны определить, о чём мы будем говорить. Что такое чёрная дыра? Чёрную дыру можно определить с нескольких точек зрения, ну, например, с точки зрения наблюдателя чёрная дыра — это объект, который обладает таким соотношением массы и размера, что он перестаёт наблюдаться, потому что от него ничего оторваться не может, даже свет, и мы его не видим. То есть, с точки зрения наблюдателя, простейшая чёрная дыра (мы пока не будем говорить про все эти более сложные конструкции) это принципиально ненаблюдаемый объект.
Можно определить чёрную дыру, как некоторую область в пространстве-времени, из которого у нас ничего вырваться не может — и даже информация; и в этом плане чёрная дыра становится такой локализованной ячейкой внутри нашей Вселенной. Некоторым односторонним фильтром вы можете попасть внутрь, но обратно выйти уже не можете, потому что дверь за вами закрывается — и всё, и вы остаётесь только здесь. И вот чёрные дыры в связи со своими экстремальными свойствами давно привлекают внимание не только нас с вами, любителей науки, любителей космоса, любителей знаний, но и фриков, лжеучёных и, скажем так, журналистов не очень высокого уровня, которые не стремятся разобраться, к сожалению, в такой непростой теме. Но мы с вами попробуем.
Итак, чёрная дыра это область пространства-времени, из которой ничего вырваться не может, даже свет, поэтому у чёрной дыры довольно простая конструкция в первом приближении. Это центр, который мы называем сингулярность. В этом центре у нас бесконечная плотность, и, как следствие, остальные параметры тоже уходят в бесконечность, поэтому современная физика с сингулярностью работает с большим трудом. Но вокруг сингулярности есть некоторая область, которую мы называем горизонт событий — это как раз тот односторонний фильтр, который отделяет чёрную дыру от нашей Вселенной, локализует её в некоторым смысле.
Если вы попадаете под горизонт событий, то выбраться обратно у вас уже не получится. С этим и связано название — горизонт событий. То есть, те события, которые снаружи этого горизонта происходят, они принципиально доступны для наблюдателя, а то, что внутри, мы пока получить информацию оттуда не можем, но это в первом приближении. Если посмотреть поглубже, то оказывается, что всё гораздо интереснее.
Итак, как получается у нас чёрная дыра? Дело в том, что есть такое понятие, как космические скорости. Мы обычно пользуемся первой и второй космической скоростью. Первая космическая скорость нужна нам для того, чтобы выйти на орбиту какого-то тела — ну, например, на орбиту нашей планеты. Мы ставим пушку и стреляем вдоль горизонта, постепенно, с каждым выстрелом наращивая скорость. Наш снаряд улетает всё дальше и дальше, и вот, когда он улетит на 40 тысяч километров — длину экватора нашей планеты, он вернётся в ту же самую точку, значит сделает один оборот вокруг планеты, то есть, выйдет на орбиту. Конечно, нам придётся для этого откачать атмосферу, ну или пренебречь её наличием.
Вторая космическая скорость получается, если мы продолжаем увеличивать скорость снаряда, его орбита из круговой становится эллиптической, вытянутой, и наконец, когда эллипс вытягивается у нас уже на бесконечность, то для наблюдателя на Земле он фактически оказывается разорванным, и мы наблюдаем движение тела по параболе — это вторая космическая скорость и для Земли она 11,2 км/с. Это та скорость, которая нужна, чтобы тело ушло от какого-то объекта, в данном случае Земли, на бесконечность. Так вот, для чёрной дыры вторая космическая скорость равна или даже больше скорости света, поэтому никакое тело, никакой объект, никакой свет, электромагнитная волна вообще, покинуть чёрную дыру не может.
Такие объекты обладают очень большой гравитацией. Почему? Потому что космические скорости у нас получаются в результате некоторого определённого соотношения между массой и размером тела. И для того, чтобы получить большую космическую скорость, приближенную к скорости света, нам нужно либо сжать тело очень сильно, либо в рамках его настоящих размеров очень сильно увеличить массу. И интуиция подсказывает нам, что в этом случае вырастет плотность очень сильно, но с другой стороны, когда массовое сознание представляет себе чёрные дыры, то зачастую, они выглядят как некоторые такие огромные монстры, всё пожирающие. И поэтому они могут угрожать нашей планете в том числе.
Давайте разберёмся, могут ли чёрные дыры быть такими большими, и вообще, какого они размера, но для этого надо сначала понять, что мы принимаем за размер чёрной дыры. Как правило, размер горизонта событий — это размер чёрной дыры. Соответственно, мы можем посчитать, допустим, какого размера чёрная дыра получится из нашего Солнца, если, конечно, подключить к этому делу инопланетян, или хотя бы австралопитека, потому что само по себе Солнце чёрной дырой не станет.
Оказывается, что это 6 км — это диаметр нашего Солнца, радиус, соответственно, 3 км. Это та самая чёрная дыра, которая получится из нашего Солнца, если очень захотеть, конечно. То есть, мы можем задаться простым соотношением, что на одну солнечную массу, приходится 6 км размера чёрной дыры. А чёрные дыры формируются во Вселенной разными способами. И самые такие, известные для нас способы, это схлопывания или коллапс массивной звезды. Самые массивные звёзды, которые мы знаем, обладают массой до 300 масс нашего Солнца, и при их коллапсе, казалось бы, получится чёрная дыра соответствующей массы. Но на самом деле, при взрыве таких массивных звёзд и даже ещё перед взрывом у нас часть оболочки звезды улетает в космос, причём, зачастую, это значительная часть, поэтому чёрная дыра получится гораздо меньших размеров. То есть, меньшей массой, и, соответственно, размеры у неё тоже будут небольшие. Как правило, масса чёрной дыры, которая получается из звёзд, она порядка нескольких единиц или нескольких десятков солнечных масс. Соответственно, размеры будут исчисляться либо километрами, либо десятками километров, но в пределе сотни километров. То есть, даже по земным меркам, это очень маленький размер.
Но а как же быть со сверхмассивными чёрными дырами? Ведь человечество уже знает, уже доказало, что в центрах галактик существуют очень массивные чёрные дыры, которые получаются не из звёзд, а некоторым другим путём, скорее всего, либо очень сильно опосредованно из звёзд. Это отдельная тема для разговора, мы сейчас не будем вдаваться в подробности, потому что не уложимся по времени. И вот такие сверхмассивные чёрные дыры, в центрах галактик, они обладают массой до 20 млрд солнечных масс, в принципе, могут быть и ещё более массивными. Умножаем на 6 и получаем, соответственно, масштаб чёрной дыры, порядка 100 млрд км. Много это или мало? Но вот по масштабам Солнечной системы, если такую чёрную дыру поместить на место Солнца, то она проглотит все планеты Солнечной системы, и даже Плутон, и даже транснептунные, трансплутонные объекты, пояс Койпера, то есть, пояс ледяных тел нашей Солнечной системы, он весь окажется в этой чёрной дыре. Кажется — ух, ты! — действительно огромная. Но если мы сравним размеры Солнечной системы с расстоянием до ближайших звёзд, то окажется, что это несравнимо малая величина. И такая чёрная дыра относительно космических масштабов, то есть, внутри нашей галактики и между звёзд, она окажется не такой уж и большой.
Есть ещё один вариант создания чёрных дыр, который пока не доказан — это маленькие или микроскопические чёрные дыры. Их можно создать при столкновении элементарных частиц, пока что в теории, но эксперименты ведутся, и, как вы знаете, вокруг большого адронного коллайдера тоже ходили слухи о том, что он вот-вот сделает чёрную дыру, а потом она нас всех раз — и всё! И съест. И больше не будет нашей замечательной планеты.
Спасибо нашим супернадёжным источникам информации! И мы ответим на это храбрым смайликом.
Потому что, во-первых, в большом адронном коллайдере энергия маловата. Вот я сейчас верну на пару слайдов назад.
Посмотрите, видите внизу циферки — 10^26, а вверху — 10^12, разница составляет 14 порядков, то есть, 100 трлн раз — это примерно столько энергии не хватает большому адронному коллайдеру, чтобы создать чёрную дыру внутри себя. Хотя там есть определённые гипотезы, говорящие о том, что можно сделать чёрную дыру и с меньшей энергией, но пока всё равно нам очень далеко. И самое главное — это то, что частицы космических лучей, которые прилетают из космоса, обладают в миллионы, даже в десятки и сотни миллионов раз большей энергией, чем создаёт лучший коллайдер нашей планеты. Но, поскольку мы не видим, как чёрные дыры нашей планеты пожирают нашу атмосферу, высасывают из нашей планеты, значит, нам пока ничего не угрожает. И можно жить спокойно, несмотря на проделки злобных учёных.
Двигаемся дальше. Вторая гипотеза логически интуитивна: если есть чёрные дыры — то есть, что-то, куда всё засасывается, значит, должны быть и белые — то есть, что-то, откуда всё выбрасывается. Логично? Логично!
Нет, не логично. Такая гипотеза была очень активно обсуждаема в кругах самых серьёзных в середине прошлого века, когда открыли квазары. Квазары — это очень яркие объекты, которые излучают огромное количество энергии. Зачастую это в десятки, сотни и даже тысячи раз больше энергии, чем излучает целая галактика с сотнями миллиардов звёзд. Представляете? И излучается это дело из очень маленькой области на небе, из просто ничтожной области. Поэтому был большой соблазн сказать, что вот, посмотрите: вот оттуда, из недр квазара извергается вещество, затянутое где-то там в чёрную дыру. И вот по пространственному тоннелю оно, значит, попадает, излучается, мы это всё прекрасно видим. И даже до сих пор в Интернете встречаются сайты, которые на полном серьёзе рассказывают нам вот про это.
На самом деле мы не наблюдаем «белых дыр», и точка! То есть, просто их нет. А энергия, которая излучается в квазарах, объясняется теми же самыми чёрными дырами. Потому что при падении на чёрную дыру газ разгоняется до околосветовых скоростей и, благодаря известной всем формуле кинетической энергии E=mv^2/2, скорость околосветовая возводится в квадрат и получается очень много энергии. И она выделяется при трении вещества, падающего в эту маленькую чёрную дыру с больших масштабов. Вещество сжимается, закручивается, трётся друг об дружку, и в результате выделяется энергия с очень маленькой области пространства. И мы это прекрасно видим.
Точно видим? А может быть, не видим? У нас же чёрная дыра, она же должна всё — ух! — поглощать.
Ну, во-первых, аккреционный диск — это диск из падающего вещества на чёрную дыру так называется — он «работает» за пределами трёх размеров самой чёрной дыры. Именно там проходят последние устойчивые орбиты вокруг чёрной дыры, где вещество может долго вращаться, длительное время высвечивая энергию. И там оно становится видимым.
Хорошо, вещество видно. А как насчёт чёрной дыры? Здесь есть, как минимум, два пути. Я вкратце о них вам расскажу.
Первый путь — это излучение Хокинга. Ещё в 70-е гг. Хокинг рассчитал (известный британский учёный, я так понимаю, его сильно рекламировать не нужно), что чёрные дыры могут испаряться. Это квантовый процесс, он достаточно сложный для объяснений, и в рамки этого доклада он не помещается, но в кулуарах можете подходить, с удовольствием побеседуем про это. Излучение Хокинга приводит к тому, что чёрная дыра теряет свою массу. Это пока теория, мы это не доказали. Но, тем не менее, такой путь есть, и он всерьёз рассматривается. Причём, маленькие чёрные дыры должны испаряться гораздо быстрее, чем крупные, чем массивные чёрные дыры. И именно маленькие чёрные дыры пока не открыты, мы их не видим. Но было бы очень соблазнительно получить такую чёрную дыру в лаборатории и посмотреть, как она испаряется. Вот это было бы прямо здорово!
А пока мы освоили второй путь — это изображения больших чёрных дыр. «Как же так?» — скажете вы. — «Как можно получить изображение чёрной дыры?» А очень просто. Вот вам подарили большую чёрную кошку. Как вы её видите? Казалось бы, она абсолютно чёрная и должна быть абсолютно ненаблюдаема. Ну, если вы запускаете в чёрную комнату, то, действительно, её можно только нащупать. До чёрной дыры дотянуться не можем, нащупать не можем, поэтому мы «пропускаем» чёрную дыру перед белой стеной. И видим её на фоне, на светлом фоне. Так вот, если диск из падающего вещества так ориентирован внутри галактики, вокруг чёрной дыры, что мы можем попытаться увидеть чёрную дыру на светлом фоне, — вот тут-то и есть ключ к успеху.
Первым это попытался сделать российский космический аппарат «Радиоастрон», но немножечко ему не хватило длины волны. А победа досталась международному проекту телескопа горизонта событий, который объединил очень много самых современных телескопов, работающих в микроволновом, вернее, в миллиметровом диапазоне (это ещё меньше, чем микроволновый).
И в миллиметровом диапазоне нам удалось увидеть чёрную дыру в галактике Мессье 87 (Messier 87, M87), на расстоянии пятьдесят с лишним миллионов световых лет от нашей с вами Солнечной системы. Они ещё попытались увидеть чёрную дыру в нашей галактике, но там изображение получилось не очень хорошее, поэтому они планируют переделать и получить лучшую картинку. Почему там изображение хуже — тоже тема для разговоров в кулуарах, с удовольствием объясню.
Четвёртый миф. Чёрные дыры — сверхплотные монстры.
Он рождается из того, что мы в учебниках читаем, что чёрные дыры рождаются при коллапсе звёзд. И в начале мы обсуждали, что чёрные дыры звёздной массы могут рождаться и рождаются при коллапсе, то есть, схлопывании звёзд.
Это значит, что ядро звезды очень сильно сжимается. Настолько сильно, что у нас просто внутри не остаётся никаких сил, которые могли бы сопротивляться такому сжатию. А значит, вещество будет стремиться неограниченно схлопнуться в точку. И поэтому вторая космическая скорость превосходит скорость света. Вуаля! — вот вам чёрная дыра, всё готово. А плотность такой «точки» тоже должна стремиться к бесконечности. Правильно? Правильно!
Но если мы с вами говорим о том, что чёрная дыра становится для внешнего наблюдателя чёрной дырой в тот момент, когда вещество уходит под горизонт событий, то есть, необязательно ждать, пока оно сожмётся в точку. Оно ушло под горизонт событий и стало для внешнего наблюдателя ненаблюдаемым объектом, чёрной дырой. То есть, это уже чёрная дыра. Поэтому мы можем говорить про то, что вещество, допустим, в данный момент времени распределено каким-то образом внутри горизонта событий — и не важно каким. И можно посчитать среднюю плотность чёрной дыры внутри горизонта событий. И вот для чёрных дыр звёздной массы она получается сравнимой с плотностью атомного ядра. То есть, очень высокая плотность. Но когда мы начинаем увеличивать чёрную дыру, оказывается (посмотрите на эти «очень сложные» формулы с десятками логарифмов, и интегралами, и тензорами)… Оказывается, что плотность чёрной дыры, это масса, делённая на объём. И, допустим, увеличим массу чёрной дыры в два раза. В числителе у нас появляется двоечка, а в знаменателе — объём. Как он увеличивается? Дело в том, что масса чёрной дыры прямо пропорциональна её радиусу. Поэтому если мы массу увеличили в два раза, радиус, который стоит в формуле объёма в кубе, стал тоже больше в два раза. Два в кубе — восемь. Получается, в числителе у нас двоечка, а в знаменателе — восемь. Получаем четыре. То есть, всего лишь, увеличив массу чёрной дыры в два раза, мы получаем в четыре раза меньшую плотность. Сразу же, автоматически. Понятно, что это — «средняя плотность по больнице» внутри горизонта событий, но тем не менее.
Если мы будем так двигаться и дальше, то окажется, что сверхмассивные чёрные дыры имеют очень маленькую среднюю плотность. И необязательно делать коллапс какого-то огромного объекта до огромной плотности. Даже при плотности объекта меньше комнатного воздуха, но очень большой массе в десятки миллиардов солнечных масс, можно сделать чёрную дыру, причём сверхмассивную. Вот такие пироги!
Едем дальше.
Именно такие сверхмассивные чёрные дыры мы и наблюдаем в центрах галактик.
А откуда мы знаем, что там именно чёрная дыра? Мы знаем это, потому что мы знаем соотношение массы и размера нашего тела. Массу мы получаем по орбитам звёзд или орбитам газа, который вращается вокруг этой чёрной дыры. По законам Кеплера он позволяет «взвесить» центральный объект, и мы очень хорошо знаем массу. А по изменениям яркости накладываем ограничения на размер центрального объекта. И получаем, что там кроме чёрной дыры ничего поместиться не может. Это наблюдательный факт.
Предпоследний миф. Чёрные дыры всё засосут.
Вот прямо такой термин и употребляется, «18+» прямо! Так вот, чёрные дыры всё не засосут, по крайней мере, в обозримых масштабах в миллиарды лет, о которых мы можем сейчас говорить. Потому что при увеличении расстояния от чёрной дыры в два раза гравитация по простейшей формуле, которая перед вами сейчас на экране, падает в четыре раза. А масштабы во Вселенной и масштабы внутри галактики даже, между звёздами, настолько большие, что расстояния несравнимо больше, чем размеры самих объектов. Поэтому мы всегда имеем дело с чёрными дырами на больших расстояниях, рядышком мы их не видим. И в результате чёрные дыры становятся для нас безопасными, благодаря расстоянию. Расстояние нас защищает, но оно же, к сожалению, мешает нам получать ещё более красивые картиночки, приходится тратить денежки на большие космические телескопы.
Ну и последний миф. Чёрные дыры угрожают нашей планете и вот-вот, значит, точно именно нашу планету… Вселенная — ладно, ну ладно, Вселенная, там уже не важно. Но наша планета! Как же так, сейчас подлетит чёрная дыра, или, может быть, учёные в коллайдере создадут, — и всё! Точно нашей планете станет не по себе.
Так вот, ближайшие чёрные дыры находятся от нас на расстоянии в тысячи световых лет. Один световой год, я напомню, это расстояние, которое свет проходит за год со скоростью почти 300 тысяч километров в секунду. То есть за секунду он проходит расстояние чуть меньше, чем расстояние от Земли до Луны, за десятки минут — расстояние, сравнимое с расстоянием до Марса или до Юпитера даже. А за год свет проходит 9,5 триллионов километров. То есть очень много. 9,5 тысяч миллиардов километров за один год. Расстояние до ближайшей чёрной дыры — это тысячи вот таких триллионных кусочков. Настолько далеко, что гравитацию от таких объектов мы не чувствуем (за исключением гравитационных волн, о которых мы с вами тоже можем поговорить в кулуарах). И даже если мы сделаем наше Солнце чёрной дырой — казалось бы, ну всё, тогда оно точно нас съест! Нет, расстояния в 150 миллионов километров от нашего солнышка, от нашей «чёрной дырочки» виртуальной достаточно, чтобы нас защитить. Правда станет темно, холодно, и мы всё равно все умрём очень быстро, но не от чёрной дыры, а просто так получится.
Ну а поскольку наша звезда просветит ещё несколько миллиардов лет, на наш век хватит, как говорится, беспокоиться особо не следует. В общем, спасибо нашему термоядерному синтезу в недрах Солнца и запасам водорода за наше счастливое детство!
Александр Соколов: Большое спасибо, Сергей. А сейчас вопрос вам хочет задать один учёный Лоуренс Краусс, астрофизик из США. Прошу. Включите, пожалуйста, вопрос.
Лоуренс Краусс: Добрый день! Приветствую всех участников и гостей форума «Учёные против мифов». Похоже, у вас там чудесное мероприятие. Я бы хотел задать вопрос лектору, который рассказывал про мифы о чёрных дырах. Интересно узнать, как ему предположение, что наша Вселенная на самом деле — чёрная дыра? [переведено и озвучено студией Vert Dider]
Сергей Назаров: Круто! Такие вопросы вообще допустимы?
Александр Соколов: Крауссу можно.
Сергей Назаров: Хорошо. Дело в том, что, действительно, если мы будем виртуально увеличивать сверхмассивные чёрные дыры, то плотность их будет падать-падать-падать, и в конце концов, если мы попытаемся взять на себя такую ответственность и подставить в формулу второй космической скорости массу и размер нашей Вселенной, которые мы, плюс-минус, но, конечно же, уже знаем, то оказывается, что мы очень близки к чёрной дыре. То есть, наша Вселенная формально действительно может подпасть под определение чёрной дыры.
Но здесь сразу встают вопросы. Первое: мы представляем, что вещество должно падать внутрь чёрной дыры на сингулярность, а наша Вселенная, наоборот, расширяется, причём ещё и с ускорением. То есть, уже по первому параметру Вселенная не проходит. К сожалению, вот «Рен-ТВ», которое нас сейчас слушает, такие, раз: «Эх...» *зачеркнули*.
Александр Соколов: Они нас не слушают.
Сергей Назаров: Но хотелось бы.
Александр Соколов: Вопрос, присланный нашим делегатом: что произойдёт с чёрной дырой в центре нашей галактики, когда она столкнется с Андромедой?
Сергей Назаров: Действительно, Андромеда и наша галактика летят вот так навстречу друг дружке, бегут, у них скоро будут обнимашечки, вот уже очень скоро. Мы, кстати, в Крымской астрофизической обсерватории планируем показывать это явление в телескоп, поэтому приезжайте, мы билеты уже продаём, уже очень скоро, буквально через три-четыре миллиарда лет примерно.
Александр Соколов: Можно мне в первом ряду местечко?
Сергей Назаров: Да, Вам можно.
При столкновении нашей галактики и Андромеды чёрные дыры в центрах наших галактик должны тоже слиться, объединиться в одну ещё более сверхмассивную чёрную дыру. Я напомню, в нашей галактике масса сверхмассивной чёрной дыры четыре миллиона солнечных масс, а в Андромеде немножечко больше, там порядка сотни миллионов солнечных масс. Поэтому можно говорить о том, что всё-таки андромедовская чёрная дыра победит в этом армрестлинге космическом и нашу чёрную дыру поглотит. У нас получится просто немножечко бОльшая сверхмассивная чёрная дыра. Но это произойдёт не очень быстро, на масштабах где-то, скорее всего, в десятки миллионов лет. Может быть, в сотни, как повезёт.
Александр Соколов: Спасибо. Подождём немножко.
Сергей Назаров: Чуть-чуть.
Александр Соколов: Так что, у нас есть время для вопросов из зала. Прошу, дайте, пожалуйста, микрофон в левые ряды, там я вижу руку, такую тёмную руку. Да. Тёмная рука, вопрос про чёрные дыры. Пожалуйста, представляйтесь. О, Господи!
Зритель (Палпатин): Здравствуйте.
Александр Соколов: Все решат, что мы в сговоре с Вами. Но ведь это не так?
Зритель: Нет. Я вот слышал такую концепцию, что если возле вращающейся чёрной дыры пустить фотон света параллельно — ну, не параллельно, а в том же направлении, что и её вращение — то часть импульса передастся ему через гравитационные взаимодействия. А ещё лучше, если часть энергии, которая несётся этой частицей, которую мы пустили вращаться рядом, если она обладает массой, если часть её упадёт на чёрную дыру, то оставшейся [части] передастся ещё больший импульс. Так вот, насколько эффективна передача энергии вращения таким путём? Пытались ли рассчитать КПД такого источника энергии? Потом, понятно, что эту энергию можно уловить какими-нибудь методами, хотя бы солнечными панелями.
Сергей Назаров: Отличный вопрос. Но проблема в том, что я — астроном-наблюдатель, поэтому пока что мы такие вещи пронаблюдать не можем, максимум — это самые близкие области горизонта событий. Поэтому тут вопрос скорее к теоретикам: сколько там энергии может перетекать таким образом в фотоны. Но в любом случае это будет выражаться в том, что у фотона будет изменяться частота и, соответственно, он будет голубеть, всё будет уходить туда. А это хорошо, потому что это увеличит возможности его наблюдения. Поэтому спасибо за ваш очень хороший вопрос.
Александр Соколов: Спасибо за хороший вопрос, молодой человек. Пожалуйста, теперь в правые ряды. Чуть-чуть подальше вот там я вижу руку, дайте, пожалуйста, туда микрофон. Только представляйтесь, пожалуйста, представляйтесь.
Зритель: Здравствуйте. Меня зовут Денис, из Москвы. У меня такой вопрос. Вот вы упоминали, что есть процесс, когда чёрные дыры излучают Хокингское излучение. Они, по идее, должны терять при этом свою массу. Достаточно ли большой возраст Вселенной, чтобы какие-то чёрные дыры могли испариться полностью? Есть ли какие-то следы, может быть, от этого, наблюдаемые? Спасибо.
Сергей Назаров: Сейчас граница для текущей оценки возраста Вселенной, граница по массе тех чёрных дыр, которые должны сейчас испаряться, пролегает в районе 10^12 килограммов. То есть, это порядка триллиона килограммов. Триллион килограммов — это масса... ну вот, Москва-Сити возьмёте, вот чуть побольше, наверное. Две Москвы-Сити или три Москвы-Сити. То есть, масса такой небольшой или средней горы. Вот такие чёрные дыры могут сейчас, в наше время испаряться. Но тут вопрос: откуда нам их взять, в нашей Вселенной. И единственный способ для образования чёрных дыр такой массы — это первичные флуктуации. То есть, в момент Большого взрыва расширение могло приводить к тому, что где-то в какой-то отдельной области у нас плотность оказывалась критической, и там получалась чёрная дыра. Мы пока этого не знаем, это рабочая гипотеза, которая проверяется. Но, тем не менее, если такие чёрные дыры существуют, то в наше время мы можем наблюдать их вспышки, и они будут в первую очередь происходить в гамма- и в рентгеновском диапазоне. Поэтому современные рентгеновские и гамма-телескопы потенциально могут такие вещи наблюдать. Поэтому ждём новых перспективных инструментов и результатов их наблюдений.
Александр Соколов: Пожалуйста, в задние ряды теперь. И Вы так машете руками, энергично машете. Вот, да, справа налево, всё правильно, вот там машут. Вперёд. Да, верно.
Зритель: Здравствуйте, меня зовут Александра, я хотела спросить про визуализацию. Визуализация чёрных дыр. В фильме «Интерстеллар», там, короче говоря, такая красивенькая она. Я хотела спросить, насколько этому верить. Все мои друзья говорят, что всё это научно обосновано, тра-та-та. Я хотела спросить у Вас. Картинка, которую Вы показывали, по-другому выглядит, а там всё очень красиво. И чему верить?
Сергей Назаров: Это разные чёрные дыры.
Александр Соколов: Конечно, фильму!
Сергей Назаров: Та виртуальная, а это реальная, а реальность всегда оказывается чуть-чуть иной. Очень рекомендую почитать книгу Кипа Торна «Интерстеллар: наука за кадром». Исключительно хорошая книга, которая позволит абстрагироваться от рыдающего... как актёра-то звали главного?.. Макконахи, да, — и сосредоточиться на картинке чёрной дыры. «Интерстеллар: наука за кадром». Там подробно рассказывается про то, как они делали эту чёрную дыру. Это реальная модель с конкретными расчётами чёрной дыры, с массой сто миллионов солнечных масс. И сейчас, уже в наше время, появилась независимая визуализация аналогичной чёрной дыры, которую сделало НАСА. Это буквально новость — на прошлой неделе она появилась. И эти чёрные дыры — «Интерстеллар» и то, что сделало НАСА, — они очень похожи друг с дружкой. Другое дело, что они не совсем похожи на то, что мы увидели в случае с галактикой Мессье 87. Но надо понимать, что это самый первый снимок, и у него очень низкое угловое разрешение. Мы далеко не все детали там видим. В частности, фотонную сферу мы не видим, отдельные детали в аккреционном диске тоже очень сильно размытые и так далее. И по мере улучшения наших наблюдательных возможностей мы будем получать картинку, которая всё ближе и ближе приближается к этому моделированию. Но, опять-таки, моделирование сделано для одного, строго определённого угла, то есть у нас будет такая же картинка чёрной дыры только для той чёрной дыры, диск которой направлен под тем же углом, что и в моделировании. Тогда в реальности будет картинка аналогичная. А так, диски могут иметь какой угодно наклон, и картинка от этого будет сильно меняться.
Вторая часть
==================================================================
Antropogenez.ru
Стенограмма и аудио-версия
