Дискач 90s Мегахит ДНРБаза музыки на Дискач 90s Мегахит ДНР обновлена. Приятного прослушавание, место 19 часов увиличена на 22 часа мы и продолжим нашу станцию добовлять музыку хотите тоже добавить музыку? То регистрируйте Дальше...Обсудить (0)
Мы знаем, что в далеком космосе существуют черные дыры. Некоторые даже знают, что эти космические тела настолько массивны, что искажают пространство и время и пожирают все, что к ним приближается.
Это все очень интересно, но нихрена непонятно. Поэтому попробуем разобраться на примере - что случилось бы, если бы на Земле появилась "черная дырочка" в один миллиметр.
Для начала давайте разберемся с черными дырами. Бытует заблуждение будто черные дыры - это такие космические пылесосы, которые всасывают все в своих пределах. Отчасти это правда, они действительно "питаются", но поглотить они могут далеко не всю материю. Проблемы возникают не тогда, когда он "едят", а когда их "рвет" после слишком обильного "обеда".
Но на самом деле все несколько сложнее - простые и понятные аналогии из жизни при объяснении космических процессов сильно хромают. Поэтому нужны расчеты, которые можно сделать исходя из того, что радиус черной дыры пропорционален ее массе.
Начинать будем с основ. Черная дыра - область пространства, в которой гравитация настолько сильна, что даже свет не может ее покинуть. Сила гравитации там заставляет саму ткань времени-пространства искривляться и замыкаться на самой себе. Это происходит из-за сжатия вещества - чаще всего это остатки массивной звезды, которая расположена в пределах экстремально малого пространства.
Мы не можем видеть черные дыры, так как из них не может выбраться свет. Таким образом, чтобы покинуть черную дыру, какой-либо объект должен развить скорость свыше световой ( скорость света - 299 792 458 метров в секунду).
Для сравнения, чтобы "убежать" от земной гравитации объекту нужно разогнаться до 11,2 километра в секунду. Но если бы мы запускали ракету с планеты, которая бы имела такую же массу, при этом будучи вдвое меньше в диаметре, то скорость убегания составила бы уже 15,5 км/с. То есть скорость убегания зависит от более высокой плотности.
А если уменьшить нашу гипотетическую планету еще больше? Если мы, к примеру, сожмем массу Земли в сферу радиусом 9 мм, то тогда скорость убегания составит скорость света. Если сжать планету еще сильнее, то естественно, скрость убегания превысит скорость света. И так как скорость света представляет собой космический предел скорости, то "нашу" скукоженную Землю-матушку не покинет уже ничто.
Радиус, при котором масса имеет скорость убегания, равную скорости света, называется радиусом Шварцшильда. Любой объект, который меньше своего радиуса Шварцшильда, — черная дыра. Другими словами, любой объект со скоростью убегания выше скорости света — черная дыра. Чтобы сделать такой объект из Солнца, его придется сжать до радиуса около трех километров.
Черная дыра состоит из двух основных частей - сингулярности и горизонта событий. Размер горизонта событий считается размером самой черной дыры, так как его можно вычислить и измерить.
Горизонт также считается «точкой невозврата» в окрестностях черной дыры. Это не физическая поверхность, а сфера, окружающая сингулярность, отмечающая границу, скорость убегания из которой равна скорости света. Радиус этой области и есть тот самый радиус Шварцшильда.
Строение черной дыры: сингулярность, горизонт событий и шварцшильдовский радиус (область от сингулярности до горизонта событий)
Как только вещество попадает в границы горизонта событий, оно начинает стремительно "падать" в центру черной дыры. При такой сильной гравитации, какое испытывает объект, - он сжимается в точку - в невероятно мелкий объем сумасшедшей плотности. Эта точка - ничтожно мала, и согласно современным теоретическим моделям, обладает бесконечной плотностью. Ученые почти уверены, что знакомые нам законы физики в сингулярности нарушаются, но точных данных для разработки полной теории пока, к сожалению, нет.
Итак, что же можно узнать о черной дыре размером в миллиметр? По расчетам, такая черная дыра со шварцшильдовским радиусом будет иметь массу 7 x 10^23 килограммов — больше, чем пять масс Луны (по формуле R=2MG/c^2, где R — шварцшильдовский радиус, M — масса объекта, G — гравитационная постоянная, а c — скорость света).
Отношение Земли к Солнцу составляет три части к одному миллиону. Таким образом, если бы Земля стала черной дырой, ее радиус составил бы всего девять миллиметров. Следовательно, черная дыра в один миллиметр имела бы массу в 11% от массы Земли. У нас определенно бы возникли проблемы с 11% дополнительной массы на планете.
Достаточно даже того, что общая гравитация Земли заметно бы возросла. Этой дополнительной гравитации хватило бы, чтобы изменить орбиту Луны, в итоге она могла бы попросту улететь со своей нынешней орбиты и начать двигаться по эллиптической орбите.
Параболоид Фламма, представляющий пространство-время за пределами горизонта событий шварцшильдовской черной дыры
Источник: avatars.mds.yandex.net
Предположим, что эта черная дыра находится на поверхности Земли, а не вращается вокруг нее. В таком случае, область ее гравитационного воздействия составила бы примерно треть земного радиуса = около 2124 километра.
Все вещество в непосредственной близости с этой микроскопической черной дырой тут же почувствовало бы от нее сильную гравитацию, а дыра, в свою очередь, поглотила бы все на пути к центру Земли, которого она достигла бы примерно за 42 минуты с момента появления. Она прошла бы сквозь земное ядро и достигла другой стороны поверхности Земли примерно за то же время.
Если бы черная дыра возникла на поверхности с относительной скоростью менее 12 км/с, она вращалась бы вокруг Голубой планеты вместе со своей областью гравитационного воздействия. Проще говоря, это уничтожение земной коры и большей части ее мантии. А если еще проще — это означает смерть всего живого на поверхности Земли.
Аккрецирующая черная дыра в представлении художника
Большая часть массы Земли вокруг черной дыры станет пищей и аккрецируется ею. Однако прежде чем просто упасть в черную дыру, всему этому материалу понадобится потерять свой угловой момент — именно поэтому он начнет вращаться вокруг нее, формируя аккреционный диск.
Этот материал производит много тепла, которое в итоге будет излучаться. Излучение обладает давлением, которое замедлит дальнейшую аккрецию. Оба этих эффекта сбалансируют друг друга — это называется пределом Эддингтона.
Предел Эддингтона также накладывает жесткое ограничение на степень аккреции черной дыры. Небольшой аккреционный диск, скорее всего, имел бы температуру около шести тысяч Кельвинов — примерно, как земное ядро или поверхность Солнца.
Между аккреционным диском и массой Земли возникли бы некоторые фрикционные процессы, вследствие которых микроскопическая черная дыра обосновалась бы в ядре планеты.
Чтобы такая дыра поглотила Землю ей бы понадобилось около 5 миллиардов лет.
Она бы ощутимо увеличила массу Земли. И, безусловно, тут же бы создала полнейший беспорядок на планете, которая всего за несколько часов превратилась бы в необитаемый космический клочок коллапсирующей коры, лавы, горячих газов и всего остального.
Жизнь стала бы невозможной, а высокая масса черной дыры могла бы разрушить и пояс астероидов. Это, в свою очередь, могло бы привести к частым столкновениям в Солнечной системе на ближайший миллион лет. Луна продолжила бы вращаться вокруг Новой Земли (черной дыры), но по очень вытянутой эллиптической орбите.
Черная дыра не сразу бы переместилась в центр Земли, а скорее, вращалась бы вокруг него некоторое время, но в итоге добралась бы до него. Чтобы понять, как эта микроскопическая черная дыра наращивала бы массу, необходимо провести сложные вычисления и симуляции.
Все это можно обобщить словами всемирно известного астрофизика и популяризатора науки Нила Деграсса Тайсона:
«Самая зрелищная смерть во Вселенной — это, конечно, падение в черную дыру. Где еще во Вселенной можно лишиться жизни из-за того, что тебя разорвало на атомы?», - из книги знаменитого Нила Деграсса Тайсона "Смерть в черной дыре и другие мелкие космические неприятности".
RtyFm (SV!)
Авторизация
0 / 36