Сможет ли черная дыра уничтожить Солнечную систему
В центре галактики Млечный Путь скрывается сверхмассивная черная дыра. Мы уже знаем, что эти объекты с огромным удовольствием пообедают пролетающей мимо звездой. Но есть ли угроза для Солнечной системы?
Начнем с того, что сверхмассивная черная дыра Стрелец А* в 4.1 млн. раз превышает солнечную массивность. Она расположена в направлении созвездия Стрельца и отдалена от нас на 26000 световых лет. Во время питания звезда увеличивает массивность и требует новых жертв. Значит, пора паковать чемоданы и лететь как можно дальше?
Что ж, если вы не планируете прожить еще 4 млрд. лет, то можете вздохнуть спокойно. Если же решили воспользоваться криозаморозкой или поместить разум в тело робота, то нужно изучить вопрос будущей безопасности.
Объекты центра Млечного Пути
Еще в 1970-х гг. астрономы стали подозревать, что в центре Млечного Пути существует интенсивный источник радиолучей. Его назвали Стрелец А*. Исследования в 2002 году подтвердили, что скорее всего мы имеем дело со сверхмассивной черной дырой, причем такие объекты скрываются в центрах практических всех галактик.
Однако черные дыры бывают активными и неактивными. Когда черные дыры стабильно поглощают материал, то начинают ярко светиться и переходят в категорию квазаров. Объект в нашей галактике остается скорее пассивным. Но что, если Стрелец А* станет квазаром?
Изображение области вокруг центра Млечного Пути
Ученые считают, что даже в этом случае мы остаемся в безопасности благодаря дистанции в 26000 световых лет. Важно понимать, что черная дыра не выступает космическим пылесосом. Это скорее гравитационный якорь, который привязывает к себе группу ближайших звезд. Они могут вращаться вокруг сверхмассивной черной дыры миллиарды лет и станут пищей лишь, если собьются с пути и подойдут ближе (перешагнут горизонт событий).
Выходит, что в краткосрочной перспективе наша сверхмассивная черная дыра считается безвредной для Солнечной системы. Однако ситуация может измениться через 4 млрд. лет, когда Млечный Путь столкнется с галактикой Андромеды.
Такой вид на ночное небо предстоит увидеть нам через несколько миллиардов лет
У нас появится сразу два облака звезд, которые начнут контактировать между собою. Многие исследователи считают, что никакой опасности нет, потому что между звездами установлены большие дистанции, и они не заденут друг друга. Но в реальности сложно предсказать, что произойдет на самом деле.
Напомним, что сверхмассивная черная дыра в центре галактики Андромеды в 140 млн. раз превышает солнечную массу. Поэтому огромное количество звезд пойдет на корм во время столкновения. Полагают также, что возникнет слияние двух сверхмассивных черных дыр, которые создадут еще более огромный и уже активный объект.
Будущее Солнечной системы представлено в трех вариантах:
- Солнечная система изменит локацию, но останется целой.
- Солнечная система под действием гравитации выбросится из родной галактики и окажется в межгалактическом пространстве.
- Солнечная система пойдет на корм к огромной сверхмассивной черной дыре (или же Солнце столкнется с другой звездой).
Но перед тем как обдумывать этот кризис, необходимо позаботиться о более насущной проблеме. Процесс слияния галактик растянется на огромный период времени, а вот у Солнца до трансформации в красного гиганта осталось 5-6 млрд. лет.
По сути, нам сначала нужно научиться колонизировать далекие планеты в родной системе или за ее пределами. Если сумеем сохранить человеческий вид к моменту формирования огромной сверхмассивной черной дыры, то можно начать обдумывать план спасения (если он понадобится). Но в ближайшие миллиарды лет переживать не приходится, так как Стрелец А* не собирается включать Солнце в меню.
Источник
Что случится если черная дыра размером с мячик для настольного тенниса появится рядом с Солнцем?
К нам продолжают поступать всё новые и новые вопросы от наших подписчиков, и недавно был задан такой вопрос:
Что случится если черная дыра размером с мячик для настольного тенниса появится рядом с Солнцем?
Понятие «рядом с Солнцем» достаточно растяжимое, поэтому мы рассмотрим несколько вариантов, насколько близко чёрная дыра может оказаться к Солнцу и представим, что чёрная дыра просто появилась в каком-то месте солнечной системы, эффекты от плавно приближающейся чёрной дыры были бы несколько менее выраженными. Согласно современному стандарту, мяч для настольного тенниса имеет диаметр 40 мм, если Землю сжать до состояния чёрной дыры, то её диаметр будет равняться 17,7 мм, то есть чёрная дыра размером с мяч для настольного тенниса будет в несколько раз массивней нашей планеты.
Если такая чёрная дыра окажется в Солнечной системе, то она повлияет на орбиты всех планет в системе, в зависимости от того, где именно окажется чёрная дыра и в какой момент времени некоторые планеты могут быть выброшены из солнечной системы и превратится в планеты изгои, а другие, наоборот, могут приблизиться к Солнцу, сам этот факт не предвещает ничего хорошего для человечества, но изменения для Земли могут быть незначительными, а при некоторых обстоятельствах вообще неощутимыми, к примеру, если данная дыра окажется у самых границ Солнечной системы.
Если такая чёрная дыра окажется в районе внутренних планет, то она вызовет кардинальную смену их положения относительно Солнца и запустит шрапнель из астероидов главного пояса через всю солнечную систему. Из-за этого все планеты подвергнутся массированной бомбардировке, в совокупности с изменением орбиты, это оставляет человечеству довольно-таки мало шансов на выживание, но это наша чёрная дыра только разогревается основной удар впереди.
У чёрных дыр есть одна ярко выраженная особенность, чем меньше чёрная дыра, тем больше её приливные силы. Столь малая чёрная дыра вызовет всплеск тектонической активности на Земле, если она окажется достаточно близко к нам, то структура земной коры будет стремительно разрушена, на планете появятся огромные разломы, через которые магма из мантии будет затапливать поверхность планеты. Разломы будут расширяться, пока вся поверхность планеты не станет затопленной магмой, а при ещё большем сближении дыры с Землёй, она начнёт отрывать вещество от планеты и поглощать его.
Но даже это не будет финальным ударом по солнечной системе, оказавшись совсем рядом с Солнцем, дыра начнёт вырывать вещество и из него, это будет сопровождаться ярчайшим свечением, вырванного вещества и всплеском радиации, который убьёт всё живое в солнечной системе.
Постепенно поглощая вещество звезды чёрная дыра будет расти и поглощать всё больше и быстрее, в какой-то момент баланс между силой тяжести, сжимающей звезду и внутренним давлением нарушится и звезда взорвётся, уничтожил этим всю солнечную систему, а чёрная дыра, доев близлежащие остатки вещества звезды, отправится дальше в своё путешествие по галактике.
Ставьте палец вверх если хотите видеть в своей ленте больше статей о космосе!
Подписывайтесь на мой канал здесь, а также на мой канал в телеграме . Там вы можете почитать большое количество интересных материалов, а также задать свой вопрос.
Источник
Поглотит ли чёрная дыра Млечный Путь и все солнечные системы в нашей галактике, если её не остановить?
Чёрная дыра в космологии — это, по сути, совокупность сильно сжатой массы. Проще говоря, если добавлять всё больше и больше массы к звезде или планете, или чему-то ещё — природа гравитации создаст притяжение настолько сильное, что даже лёгкие частицы не смогут ускользнуть.
Точка, откуда свет уже не может уйти, называется «горизонтом событий» чёрной дыры. Через этот горизонт или границу не может пройти никакая информация. Так сказать, дальнейших событий нет.
Самый центр чёрной дыры, где вся масса имеет наибольшее сжатие, называется сингулярностью.
Что означает «просто» сжатая масса? Если бы мы заменили наше Солнце чёрной дырой аналогичной массы, как это повлияло бы на нашу Землю? Загорать бы мы уже не смогли, но, в остальном, изменилось бы немного. Фактически, Земля продолжала бы вращаться по орбите, как будто ничего не произошло. И так продолжалось бы вечно, пока что-то не нарушило бы этот баланс.
Чёрные дыры и их гравитация не так уж и отличаются от других небесных тел. Небесные тела имеют массу. Чёрные дыры — это просто наиболее экстремальные скопления массы. Как правило, говорят о трёх видах чёрных дыр.
- Звёздная чёрная дыра — самая популярная и известная форма. Мы определяем их как средние по размеру. Их масса обычно примерно в 20 раз больше массы Солнца, а объём составляет около 15 км в диаметре. Такие чёрные дыры образуются, когда массивная звезда «схлопывается» сама по себе. Этот коллапс может вызвать сверхновую, которая выкинет часть вещества звезды в космос. Но в её прежнем центре вы найдете нашего новорождённого друга.
- Сверхмассивная чёрная дыра — это те объекты, которые вы найдёте в центре большинства галактик, и их размер варьируется. Они значительно массивнее звёздных черных дыр — по крайней мере, в сто тысяч раз или около того, или даже в миллиард раз. Они образуются одновременно с формированием окружающей их галактики. Но механизм их образования до сих пор не совсем понятен. Возможно, они возникают как звёздные черные дыры, а затем быстро продолжают питаться окружающим хаосом.
- Первичная чёрная дыра — самая маленькая. Мы называем их так, потому что их расцвет пришёлся на начало Большого взрыва. Их гипотетическое существование является следствием всего произошедшего хаоса. Они могли быть размером не больше атома, с массой большой горы или среднего человека.
Мы не можем с научной уверенностью сказать, что происходит в центре чёрных дыр. Что бы там ни было, наша физика не может этого описать или предсказать.
Это не значит, что сингулярность волшебна. Рассуждения о червоточинах или межпространственных воротах чаще всего бессмысленны и необоснованны. Наше понимание геометрии Вселенной бессильно в этих сингулярностях. Вероятно, это пока неизвестная категория сжатия массы, экзотическая форма материи или другое логическое продолжение наших нынешних представлений.
Решение этой проблемы придёт в уравнениях великого объединения, так сказать «теории всего». Мы найдем это с помощью комбинации квантовой механики и общей теории относительности. Эти теории — короли в описании квантового мира и макромира, но попытка их скомбинировать вместе пока терпит неудачу. Некоторые из наиболее популярных кандидатов на «теорию всего» — теория струн и теория квантовой гравитации.
Излучение Хокинга
Представьте себе пару виртуальных частиц, случайно возникающих где-то в космосе. Это происходит постоянно, что описывается тем, что мы называем квантовыми флуктуациями. Это реальное явление с наблюдаемыми (и подтверждёнными) эффектами. Пара является аннигиляторами друг друга. Это отрицательная и положительная энергия, равная нулю.
Если это происходит на краю черной дыры — на горизонте событий — эти пары частиц разделяются, прежде чем у них появляется шанс уничтожить друг друга. Одна из них падает в чёрную дыру, а другая улетает. Та, что улетает — это положительная энергия, а та, что падает — отрицательная энергия (антиматерия). Это и есть излучение Хокинга.
Улетевшие частицы будут обнаруживаемым излучением. Пока обнаружение безуспешно, но считается, что в конечном итоге это подтвердится.
Это явление приведёт к чистому отрицательному энергетическому воздействию на дыру — дыра получает отрицательную энергию. Это фактически означает, что черная дыра будет терять энергию, несмотря на то, что получает одну из расщеплённых частиц. Со временем этот чистый отрицательный эффект уменьшит дыру до точки, в которой она полностью исчезнет. Дыры испаряются.
Это излучение Хокинга — единственное, что во Вселенной может разрушить чёрную дыру. Это займёт много времени (триллионы лет), но, согласно этой ещё не подтверждённой гипотезе, это неизбежно.
Поглотит ли какая-нибудь чёрная дыра Вселенную?
Ответ состоит в том, что геометрическое расширение пространства может происходить как внутри дыры, так и снаружи. Это не окажет на нас воздействия, пока мы «слоняемся» вне дыры. Точно так же, как мы слоняемся в саду с очень глубоким колодцем.
Другой ответ, в настоящее время поддерживаемый нашими теориями, гласит, что чёрные дыры углубляют свои «колодцы» и растягивают пространство-время вместе с ними. Это в некоторой степени изменяет их горизонт событий, но не каким-либо экспоненциально неконтролируемым образом. Держитесь подальше от колодца, и всё будет хорошо.
Представьте себе вселенную всего с двумя объектами и ничего больше: бейсбольным мячом и бейсбольной битой. Оставьте их на противоположных концах известной Вселенной. На расстоянии 93 миллиарда световых лет друг от друга. Оставьте их в покое, достаточно надолго. И в конце концов они притянутся и встретятся друг с другом.
Если Закон всемирного тяготения работает с бейсбольной битой, почему чёрные дыры не сделают то же самое?
Современные космологи говорят нам, что Вселенная расширяется быстрее, чем гравитация стягивает самые дальние углы вместе. Это расширение подпитывается тем, что мы называем тёмной энергией, и это расширение превышает скорость света.
Следовательно, в реальной вселенной упомянутые мяч и бита никогда не встретятся, потому что пространство расширяется быстрее, чем работает сила притяжения. Однако внутри и вокруг галактик сила гравитации побеждает. Здесь она самая сильная. Вне галактик начинает побеждать расширение пространства.
Если экстраполировать это дальше, мы получим вечно расширяющуюся Вселенную с бесчисленными черными дырами там, где раньше были галактики. Или у нас будут галактики, которые имеют орбиты вокруг чёрных дыр. Кроме того, межзвездные кометы, планеты-изгои и так далее могут оставаться таковыми навсегда, если их пути находятся в стороне от притяжения галактик.
Источник
Можно ли защититься от чёрной дыры, если она прилетит в Солнечную систему?
Сегодня мы вновь отвечаем на вопрос одного из наших подписчиков:
Чёрные дыры спокойно бродят во Вселенной и неизвестно, когда и какая из них нас может достигнуть. А есть ли возможность их заранее обнаружить? И если мы узнаем, что к нам движется одна из них, возможно ли изменить её траекторию? Будет ли это в наших силах? Или что вообще может повлиять на изменение её траектории?
Чёрные дыры в фантастике часто представляются ужасными уничтожителями миров, и хотя большая часть рисуемых картин ошибочна, в действительности чёрные дыры даже более опасны для нас, чем их изображают, просто эти угрозы выглядят недостаточно эффектно.
Как засечь подлетающую чёрную дыру?
На современном уровне технологий чёрные дыры можно заметить благодаря их аккреционному диску, влиянию на другие космические тела и гравитационному линзированию света возле них. Когда чёрная дыра находится в межзвёздном пространстве ей практически нечего поглощать, а соответственно на подлёте к солнечной системе она не будет иметь аккреционного диска, который относительно легко заметить. Также рядом с ней не будет объектов, по влиянию, на которые, мы бы могли определить наличие чёрной дыры.
Таким образом, чёрную дыру, подлетающую к солнечной системе, можно будут засечь только по линзированию, однако, для этого нужно будет месяцами направлять телескопы на очень маленькие участки неба. Даже используя все земные телескопы, мы не сможем постоянно наблюдать всё небо на предмет наличия неподалёку чёрных дыр, максимум удастся покрыть 3-4% неба, но при этом мы не сможем вести изучение космоса и отслеживать потенциально опасные астероиды.
Поэтому крайне маловероятно, что мы сможем засечь чёрную дыру, приближающуюся к нам заранее, скорее всего, мы узнаем о её приближении, когда она уже войдёт в солнечную систему и начнёт влиять на планеты и астероиды в ней. В таком случае у человечества будет максимум несколько десятилетий, чтобы найти выход, прежде чем чёрная дыра разрушит Землю.
Что можно сделать, чтобы защититься от чёрной дыры?
В целом чёрные дыры подчиняются тем же законам орбитальной механики, что и другие космические тела, в этом плане у них нет ровно никакого отличия от звёзд, планет и астероидов, поэтому повлиять на чёрную дыру можно так же, как и на них. Вот только чёрная дыра будет иметь массу в несколько раз превосходящую массу Солнца, а значит и её импульс будет огромен. Единственным способом поменять траекторию чёрной дыры будет создать источник гравитации значительно большей, чем создаёт Солнце, совсем рядом с солнечной системой. Достаточно мощный источник гравитации сможет отклонить чёрную дыру и увести её из Солнечной системы, однако, он существенно повлияет и на Солнце с планетами. Это зависит от того, насколько близко будет чёрная дыра к Солнцу в момент её обнаружения и как быстро удастся её отклонить.
Также трудно представить, что может использоваться в качестве столь мощного источника гравитации, ведь понадобится масса во много раз превосходящая массу Солнечной системы. Гипотетически, если человечеству удастся создать полноценную теорию гравитации и научится генерировать искусственную гравитацию это может решить проблему с получением огромной массы. Но в наше время всё это лежит в сфере научной фантастики, на современном уровне развития науки и технологий человечество просто негде добыть столь большое количество вещества и доставить его куда нужно, а создание искусственной гравитации вообще вызывает сомнения.
Как человечеству пережить встречу с чёрной дырой?
Исходя из всего вышесказанного, если в солнечную систему прилетит чёрная дыра, то остановить или отклонить её мы никак не сможем, она пройдёт через солнечную систему и либо поглотит Землю, разорвав предварительно на части, либо, в наименее разрушительном случае, приливные силы дестабилизируют кору планеты, что приведёт к затоплению магмой из мантии большей части поверхности планеты. На тех же участках, которые будут не затоплены жизнь также станет невозможной из-за постоянной вулканической и тектонической активности, атмосфера будет заполнена токсичными газами из мантии, планета станет абсолютно непригодной для жизни.
Единственным способом пережить это, для человечества будет переселение в другую звёздную систему. При современном уровне науки это возможно только если создать гигантские корабли поколений, которые будут лететь туда десятки тысяч лет, но успеет ли человечество их построить в случае опасности предсказать трудно.
Ставьте палец вверх, чтобы видеть в своей ленте больше статей о космосе и науке!
Подписывайтесь на мой канал здесь, а также на мои каналы в телеграме и на youtube . Там вы можете почитать большое количество интересных материалов, а также задать свой вопрос. Поддержать наш канал материально можно через patreon .
Источник