XI Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2019

Черной дырой называют объект пространства-времени, которое обладает настолько сильной гравитацией, что её воздействия не может преодолеть даже фотон.

Существуют несколько теорий появления черных дыр. Самая простая и распространенная - теория гравитационного коллапса больших звезд.

Звезда сама по себе сжимается, однако термоядерные реакции не дают ей этого делать. Когда звезда израсходует свое топливо для термоядерных процессов, она, под действием собственной гравитации, начинает впадать сама в себя, тем самым сжимаясь, при неизменной массе. Так образуется очень плотная материя, формируя нейтронную звезду, 1 кубический сантиметр которой весит более 30 тонн. Некоторые нейтронные звезды настолько плотные, что силы их гравитации хватает на то, чтобы притягивать фотоны света, которые они же и излучают. Так образуется объект называемый черной дырой. Отсюда исходит, что черные дыры являются самыми темными объектами во вселенной, ведь она поглощает любой свет, однако некоторые черные дыры имеют аккреционный диск, из пыли и газа разогнанных до околосветовых скоростей, из-за чего он светятся, тем самым делая из черных дыр и самые яркие объекты. Такими являются квазары - сверхмассивные черные дыры, которые находятся в центре галактик, масса которых превышает массу Солнца в миллиард раз. Для сравнения, если брать за солнце обычного муравья, то квазаром будет синий кит, вес которого равен 150 тоннам. А критическая масса при которой мы можем увидеть такой объект, это 50 миллиардов масс Солнца, что в сравнении с муравьем является 5-ти этажным домом.

Но что делает черную дыру сверхмассивной? В первую очередь это изначальная масса звезды из которой она сколлапсировала, но черная дыра может и расти, поглощая пыль и газы, тем самым, со временем увеличивая свой объем, что является очень медленным процессом, если на пути черной дыры не встречается звезда, или другая черная дыра, тогда она поглощает их, тем самым куда эффективнее увеличивая свой размер.
Однако черные дыры могут и испаряться, излучая разнообразные элементарные частицы. Но как они это делают, если даже свет не может преодолеть гравитационные силы черных дыр? Все это так, если не брать во внимание квантовые процессы, который могут быть малость не логично для обычного человека. В квантовой механике, благодаря эффекту туннелирования, это когда микрочастицы преодолевают потенциальный барьер, это работает только в квантовом мире, в нашем случае горизонт событий является потенциальным барьером, этот процесс излучения в черной дыре называется излучением Хокинга, таким образом они могут терять массу, а впоследствии и исчезать.

Интересный факт, если на земле образуется черная дыра размером с монетку, то земля будет поглощена, а если она будет иметь массу монетки, то её размер будет меньше атома, а исчезнет она буквально через время, меньшее чем минимальная единица его измерения под действием излучения Хокинга, что спровоцирует выброс энергии равный взрыву бомбы в Хиросиме.

Источники:
https://ru.wikipedia.org/wiki/Излучение_Хокинга
https://ru.wikipedia.org/wiki/Чёрная_дыра
https://ru.wikipedia.org/wiki/Квазар