Часть 2 из 7 В начало
Для доступа к библиотеке пройдите авторизацию
А ведь речь идет о губительных результатах от взрыва одной звезды. А сколько их может взорваться при поглощении нашей Галактики соседней Туманностью Андромеды? Десятки? Сотни?…
Во Вселенной немало примеров, когда одна галактика сливалась с другой. В основном большими поглощались малыши. Наш Млечный Путь тоже своего рода ганнибал – в его составе несколько карликовых галактик. Сначала он своими приливными силами растянул их, перекачал потихоньку газ из них, и все – поглощение случилось.
Для нас происходит это без особого катастрофизма, но карликам достается. Вот пример – Магеллановы Облака. Их мы можем увидеть даже невооруженным глазом. Мореплаватель Фернан Магеллан, в честь которого названы эти две крошечные галактики – спутники Млечного Пути, использовал их для навигации.
Они еще не часть нашей Галактики. Но скоро будут – слияние уже происходит!
Наблюдатели за жизнью во Вселенной указывают, что Магеллановы Облака пролетают сквозь нашу галактику, и их это сильно корежит, из-за этого они даже имеют бесформенный облик.
Когда галактика Андромеда начнет приближаться к нашему Млечному Пути, мы, жители Земли, заметим это. Астрономы говорят, что в первую очередь будет перестраиваться структура звездного неба. К примеру, привычной Большой Медведицы мы уже не увидим.
Когда это случится – сложно сказать. До 2012 года вообще не было никаких способов узнать, произойдет столкновение либо нет. Только после 10-летнего слежения за Андромедой телескопа «Хаббл» стало понятно – она движется точно на нас и с очень приличной скоростью, примерно 110 километров в секунду.
Но ученые не исключают, что соседняя галактика немного отклонится с курса и лобового столкновения не произойдет. Последствия для нас при таком раскладе менее катастрофичны, тем не менее влияние будет значимым – мощь гравитации разрушит частично и одну, и другую галактики.
Приливные силы в таких ситуациях – а это тоже силы гравитационные – начинают разрывать галактики на части, отрывая от них куски, пусть даже небольшие. В дальнейшем эти куски либо улетают куда-то в космос, либо притягиваются к одной из галактик.
В выигрыше от столкновения двух галактик точно останутся черные дыры. Эти гравитационные воронки неимоверной силы затягивают в себя все, что попадает в их поле. Любые подвижки, изменения в космическом пространстве, а тем более такие глобальные, как слияние двух галактик, – настоящий праздник для этих монстров. Им будет чем пообедать и поужинать!
На элементарном примере это можно пояснить так: при столкновении двух галактик движение звезд становится более хаотичным. И некоторые звезды и галактические облака попадают в область действия этой самой черной дыры, и она начинает их поглощать. При этом излучается интенсивный свет, и эту черную дыру мы с Земли уже видим.
Астрономы особо не мудрят, называя космические объекты. Если не видно – значит, темная энергия. Если во что-то все проваливается и эта воронка тоже невидима – то черная дыра. Такой монстр сидит в центре Млечного Пути. Без перерыва поглощая все, что притягивается. Это главная черная дыра нашей Галактики.
Модель телескопа «Хаббл»
Все передвигается вокруг нее. Это как Солнце сидит в центре Солнечной системы и все более мелкие объекты вращаются вокруг, также и черная дыра. Это, по-видимому, самый массивный объект в нашей Галактике, примерно одна тысячная массы всего ее вещества. То есть в нашей Галактике около миллиарда звезд, из них несколько миллионов – это масса черной дыры в центре.
И эта черная дыра – главный источник опасности, находящийся внутри Галактики, в ее границах.
И даже сейчас – там высоко над нами – происходит чудовищное и колоссальное по своим масштабам событие. Черная дыра пожирает газовое облако.
Любой желающий может посмотреть на фотографию нашей Галактики и увидеть, что в центре имеется ярко светящаяся область. Это черная дыра поглощает быстрее или медленнее вещество. Обычная материя, которая находится в облаках и частично в некоторых звездах, сейчас падает на нашу черную дыру. И в центре мы видим вот это вот свечение, которое, кстати, мешает нашим приборам приблизиться к самой черной дыре и что-либо узнать там, на слишком близких расстояниях, непосредственно рядом с черной дырой.
За этой махиной внимательно наблюдают несколько обсерваторий по всему миру. У российских астрономов сегодня главный источник информации «Радиоастрон». Этот радиотелескоп находится на орбите, но работает он в тесной связке с наземной техникой.
Николай Кардашев, руководитель Астрокосмического центра ФИАН, академик РАН, замечает, что очень большая заинтересованность зарубежных ученых привела к тому, что практически все радиообсерватории мира со своими большими телескопами участвуют в этих наблюдениях. Участвуют телескопы западной Европы, радиотелескопы в Японии, Индии, Австралии, Канаде, в самих Соединенных Штатах, 100-метровый радиотелескоп в Шарлсвилли и 300-метровый радиотелескоп в Аресибо, все они участвуют. И вот потом вся информация, зарегистрированная на магнитных дисках, посылается в центры обработки. А самый большой центр обработки – в Москве.
Предполагается, что наконец-то ученым удастся получить более точные сведения о черных дырах. Ведь основная часть информации об этих невидимых громадинах пока на уровне гипотез. Астрокосмической техники, направленной на черные дыры, со временем будет еще больше. Все это в помощь «Радиоастрону».
Владимир Бобышкин, главный конструктор НПО имени С. А. Лавочкина, утверждает, этот объект уникален, аналогов ему на сегодняшний день в мире нет. Он включает в себя радиотелескоп «Радиоастрон», рентгеновскую обсерваторию с качественно новыми научными приборами и ультрафиолетовый телескоп.
Не исключено, что с помощью новейшей космической аппаратуры получится заглянуть пусть не во внутрь черной дыры, но рассмотреть внимательней ее самую опасную зону.
Ученые надеются, что они смогут вплотную приблизиться к так называемому горизонту событий. Горизонт событий – это та сфера или та поверхность вокруг черной дыры, где падающий объект просто должен исчезнуть. Там очень сильная гравитация, могут быть всякие необычные свойства этого объема вокруг черной дыры.
Почему это важно знать именно сейчас? Все дело в Андромеде, которая несется на нас, – в ней, как и во многих галактиках, есть своя центральная сверхмассивная черная дыра.
Падение и слияние, проход этих двух галактик может привести к тому, что черная дыра наша и, возможно, черная дыра в Туманности Андромеды могут быть сдвинуты какими-то динамическими явлениями.
Именно поведение двух черных дыр определит судьбу двух галактик! Только представьте, что может происходить при соприкосновении гигантов, обладающих немыслимой гравитацией и втягивающих все в себя! Наиболее мощная, а это скорей та, что в Туманности Андромеды, поглотит вторую. Образуется космическое чудовище, равных которому во всей Вселенной еще поискать. И все это около нас! Сложно спрогнозировать в деталях, как события будут развиваться, последствия можно только предположить, зная, как уже происходило в истории Вселенной слияние черных дыр.
14 сентября 2015 года впервые были зарегистрированы гравитационные волны. Никогда до этого не удавалось на практике подтвердить их существование! И наконец-то астрофизическая аппаратура смогла почувствовать гравитационные волны. Исходили они от двух сталкивающихся черных дыр.
Это дрожание самого пространства, само пространство начинает вибрировать при слиянии двух черных дыр. И эти вибрации распространяются в виде волн специальной формы, именно то, что ожидали в теории, это и обнаружили. Это называют невероятным торжеством науки XXI века.
Катастрофа происходила в глубинах Вселенной. Две черные махины – каждая из них примерно в 30 раз больше нашего Солнца – подошли друг к другу слишком близко. Что было причиной, почему они притянулись – установить сложно. Но ученые хорошо моделируют сам процесс слияния.
По словам профессоров, столкновение происходит следующим образом – они приближаются друг к другу и начинают вращаться вокруг друг друга все быстрее и быстрее, расстояние между ними уменьшается, и в какой-то момент они сливаются. И вот в это время, в последние моменты быстрого вращения и слияния, излучаются наиболее интенсивные гравитационные волны, которые возникла надежда измерить.
Слияние двух черных дыр и образование гравитационных волн на схеме
Мощность излучения волн была примерно в 50 раз больше, чем от всей Вселенной. Но это на начальном этапе. Поскольку столкнувшиеся черные дыры находились очень далеко, до нас гравитационные волны дошли уже с гораздо меньшей мощностью излучения. Мы – люди – их не почувствовали. Но! Что поразительно, сама планета пережила не самые лучшие моменты – гравитационные волны, достигнув Земли, начали сжимать и расширять ее. Это точно установлено сверхчувствительными детекторами астрокосмических обсерваторий!
Если бы эти гравитационные волны были чуть мощней, нам бы крупно не повезло.
Ведь гравитационная волна – это локальное возмущение гравитационного поля. Причем, когда она проходит через человека, допустим, то он будет чувствовать, как его сжимает и, с другой стороны, в перпендикулярном направлении несколько растягивает. На Земле эту гравитационную волну почувствуют и здания, и горы, и океаны. То есть все немножко сожмется, немножко растянется – со всеми вытекающими отсюда последствиями. Но гравитационные волны такой амплитуды могут получиться только при слиянии черных дыр, как это и произошло.
Образование одной черной громадины из двух – большая редкость. Те, от которых зафиксированы гравитационные волны, на расстоянии от нас около полутора миллиарда световых лет! А теперь представьте, что будет, если сольются черные дыры вблизи нас – а так и случится при столкновении Млечного Пути с соседней галактикой!
При этом в нашей Галактике не одна черная дыра. Их может быть сотни и больше. Но сверхмассивных – единицы. Это те, что обнаружены на сегодняшний момент. Но есть несколько гигантских звезд, которые в ближайшее время вполне могут превратиться в черную дыру.
23 февраля 1987 года в астрономии случилась сенсация – Земли достиг свет от звезды, взорвавшейся в Большом Магеллановом Облаке. Ближе к нам звезда еще не взрывалась! Во всяком случае, со времен изобретения телескопа. К маю того же года эту звезду можно было увидеть невооруженным глазом. Настолько ярко она светила! Взрыв звезды – это по сути ее смерть. А очень яркий свет – признак предсмертной агонии.
Не дай бог это произойдет со звездой не очень далеко от нас, тогда жизнь исчезнет на Земле. Если на расстоянии миллиарда световых лет вспыхнуло и прибор сейчас зашкаливает, а если взорвется звезда на расстоянии 10 парсек от Земли – она просто сдует всю атмосферу у Земли, такой интенсивности будет гамма-излучение.
Это явление сейчас очень детально и скрупулезно исследуется почти всеми астрономическими обсерваториями, и на месте этой звезды видят расширяющиеся облака – ударные волны святящегося газа. А самое загадочное и интригующее – а что же там, в центре, осталось? А что могло остаться: либо нейтронная звезда, либо черная дыра. Она имела где-то массу порядка 30 масс Солнца, и по всем научным представлениям она должна образовать черную дыру.
Есть в нашей Галактике звезда под названием Эта Киля. Ее масса раз в сто больше, чем у Солнца, а светимость в 5 миллионов раз (!) выше солнечной. И она находится в стадии, близкой к взрыву! Когда это случится? Возможно, через десять, двадцать тысяч лет, а возможно, и завтра.
По всем признакам взрыв будет гораздо мощнее, чем у звезды в 1987 году. Такое явление астрономы называют даже не вспышкой сверхновой, а гиперновой!
После взрыва большая часть вещества разлетится в пространстве, а на месте звезды останется, скорее всего, черная дыра. Последствия для нас абсолютно катастрофичные, ведь даже взрывы гораздо меньших звезд – серьезно опасны.
Представьте себе, взрывается 30 масс Солнца, 10 масс Солнца сжимается и образует черную дыру, а 20 масс Солнца, как шмотья газа раскаленного, разлетаются в стороны. И если у них на пути будет какая-то другая звезда или планета, они просто снесут ее и сожгут.
Что удивительно, могут существовать маленькие черные дыры. Размер их от одного атома до горы. Но их массу маленькой можно назвать только в том случае, если судить по космическим меркам. Для нас они – гиганты. Весят примерно как астероиды – миллиарды тонн! А возникли они, в отличие от более известных – сверхмассивных, не в результате смерти звезды!
Владимир Сурдин, старший научный сотрудник Государственного астрономического института имени П. К. Штернберга, констатирует: когда Вселенная начала свое существование в виде Большого взрыва, то есть резкого расширения, небольшие ее части могли задержаться в своем расширении, остаться такими же плотными, как до Большого взрыва. И практически это и есть черные дыры.
Впервые о малышках – черных дырах написал знаменитый английский физик Стивен Хокинг. По его гипотезе, в конце своей жизни они взрываются и перестают существовать.
Взрыв может быть очень сильным. Этот процесс еще никто не наблюдал. Но есть если не уверенность, то некое чувство у физиков, что это может быть. Подлет такой черной дыры к Солнечной системе был бы неприятным, это грозило бы действительно катастрофой.
Астрофизики Халлского университета в Великобритании описали возможные сценарии развития событий в случае, если Земля начнет падать в черную дыру. И такой вариант – совсем не фантастика. Грядущее столкновение нашей Галактики с соседней может привести к этому.
Если в результате такого процесса столкновения двух галактик траектория нашей звезды – Солнца – или какой-либо другой звезды изменится и будет направлена в сторону черной дыры, то черная дыра своими гравитационными силами может ее захватить. При этом наша звезда во время падения на черную дыру будет действительно разорвана приливными силами, и все мы окажемся внутри черной дыры с чрезвычайно плохими последствиями.
Мы – жители Земли, скорей всего, не заметим, как наша планета начнет движение в сторону черной дыры. Сила притяжения медленно и плавно станет нас перемещать. Но! Это только на начальном этапе! Дальше – гравитация космического монстра чуть ли не рывком притянет к себе Землю.
Тут прогнозы ученых крайне неутешительны, поскольку, по современным представлениям, если космическое тело – например звезда – попало внутрь черной дыры, за так называемый горизонт Шварцшильда, то уже оттуда выбраться никак не сможет и обязательно упадет в центр. Но до этого те же самые приливные силы, которые будут становиться все больше, разорвут это тело на части, и будет, конечно, очень плохо.
Спасения не будет. Если только по очень счастливой случайности эта черная дыра окажется кротовой норой. Так назвали космический объект, который очень похож на черные дыры, но при этом существенно отличается от них.
Если звезда падает в черную дыру, то она постепенно исчезает. А вот если она падает в кротовую нору, то она не исчезнет. Она чуть-чуть покраснеет, а потом опять станет нормальной, но по яркости слабее станет и будет все время видна в телескопы.
Никто еще не обнаружил в космическом пространстве эти кротовые норы! Пока только строятся гипотезы по поводу них. И самая сенсационная: эти норы – коридор в другую вселенную. Звучит фантастично. Но крупнейшие ученые мира убеждены в этом, и многие исследовательские программы нацелены именно на поиск кротовых нор!
Проблема в том, что кротовую нору видно, если та вселенная, с которой она соединена, светится, а если вселенная темная, то распознать такую дыру гораздо труднее. Можно распознать только по наблюдению тех объектов, которые падают в кротовую нору. Они не исчезают и должны быть видны.
«Миллиметрон», или по-другому «Спектр-М», – космическая обсерватория, запуск которой планируется после 2019 года. На расстоянии полутора миллионов километров от Земли она будет находиться! Отличный обзор – он необходим для запланированных исследований, среди которых и поиск кротовых нор.
Иллюстрация, изображающая рентгеновскую обсерваторию «Спектр-Рентген-Гамма»
Ведущие конструкторы НПО имени С. А. Лавочкина развернули работы по заданию Роскосмоса по проекту «Спектр-М». Дальнейшее развитие этого проекта оказалось на порядок сложнее, чем его начало. И сначала стали реализовывать астрофизический проект «Спектр-Рентген-Гамма». Там были установлены два телескопа, которые работают в рентгеновском диапазоне: один немецкий телескоп E-Rosita и российский телескоп.
В 40 раз выше чувствительность нового телескопа в проекте «Спектр-РГ», чем у предыдущего аппарата, работавшего еще в 90-е годы. Это значит, что настолько тщательней, детальней и точней специалисты изучат Вселенную. Полная научная программа займет семь лет: 4 года будет производиться широкий обзор всего неба, 3 года – точечный обзор отдельных галактик.
Если будут обнаружены кротовые норы, то сквозь них могут проходить излучения, могут проходить сигналы и соответственно могут быть всякие необычные явления, связанные с проникновением вещества из других вселенных в нашу Вселенную. Вот это было бы очень интересно для ученых.