№ 99. Что такое черная дыра?

Так называют очень компактные и чрезвычайно массивные космические тела, обладающие настолько мощной гравитацией, что они не отпускают от себя ни вещество, ни излучение (например, свет) и поэтому со стороны кажутся абсолютно темными.

Что значит «не отпускают»? Каждое тело – и звезда, и планета, и слон, и человек – притягивает к себе все окружающие тела. Это и называется гравитацией. Чем больше в теле вещества и чем ближе мы к нему, тем сильнее гравитационное притяжение. В теле человека и даже слона мало вещества, поэтому их притяжение мы практически не ощущаем (хотя очень чувствительные приборы его без труда замечают). Планета Земля намного массивнее любого слона, поэтому мы постоянно чувствуем ее притяжение – это наш вес. Подбросьте мяч, и он упадет вниз: это его притягивает Земля. Чтобы ракета умчалась от Земли к другим планетам, ее нужно разогнать до скорости 11 км/с, иначе она не улетит.

Но Земля – небольшая планета; звезды намного больше и массивнее ее. Если бы мы жили на поверхности Солнца (правда, там очень горячо, но если бы), то улететь оттуда на ракете смогли бы только на скорости не менее 620 км/с. А пройдет несколько миллиардов лет, и наше Солнце состарится и сожмется в небольшой плотный объект – белый карлик. Вещества в нем останется почти столько же, сколько его в современном Солнце, а размер уменьшится раз в 100 (и станет таким, как у Земли). При этом притяжение будет намного сильнее, ведь на поверхности белого карлика все находится гораздо ближе к его веществу, чем на поверхности Солнца. Если бы мы оказались на белом карлике, то улететь оттуда на ракете можно было бы только со скоростью более 6000 км/с.

Некоторые звезды в конце жизни сжимаются еще сильнее, до размера всего нескольких десятков километров. Такие сверхплотные объекты называют нейтронными звездами. Стартовая скорость на их поверхности превосходит 100 тысяч км/с. Ни одна ракета с такой скоростью не летает, однако частицы света, фотоны, движутся со скоростью 300 тысяч км/с и легко покидают поверхность белого карлика и даже нейтронной звезды. Поэтому мы и видим эти космические тела в телескоп.

А вот если звезда сжимается всего до нескольких километров – и именно так происходит с наиболее массивными звездами, – получается та самая черная дыра. На ее поверхности стартовая скорость превышает 300 тысяч км/с, поэтому даже свет не может от нее улететь. Заметить присутствие черных дыр можно лишь по тому, как сильно они притягивают к себе все окружающие тела.

Вблизи черных дыр многое становится непривычным для нас, например замедляется ход времени. Поэтому ученые так стремятся их изучить.

Владимир Сурдин, астроном