Черные дыры и тайна Млечного Пути: за что вручили Нобелевскую премию по физике

Нобелевскую премию по физике в этом году разделили сразу три лауреата. Открытия ученых связаны с одним из самых загадочных явлений во Вселенной – черной дырой.

Кто они:

• Роджер Пенроуз показал, что черные дыры – это прямое следствие общей теории относительности.
• Райнхард Гензель и Андреа Гез обнаружили, что невидимый и чрезвычайно тяжелый объект, который управляет орбитами звезд в центре Млечного Пути – это сверхмассивная черная дыра.

Рассказываем, почему изучение черных дыр – важно для человечества.

Что сделали ученые?

Роджер Пенроуз использовал гениальные математические методы в своем доказательстве того, что черные дыры являются прямым следствием общей теории относительности Альберта Эйнштейна. Сам Эйнштейн не был уверен, что черные дыры действительно существуют.

В январе 1965 года, через десять лет после смерти Эйнштейна, Роджер Пенроуз доказал, что черные дыры действительно могут образовываться, и подробно описал их. По своей сути черные дыры скрывают сингулярность, в которой прекращаются все известные законы природы. Его новаторская статья до сих пор считается самым важным вкладом в общую теорию относительности со времен Эйнштейна.

Рейнхард Гензель и Андреа Гез с начала 1990-х годов сосредоточили свое внимание на области под названием Стрелец A в центре нашей галактики. Используя самые большие в мире телескопы, Гензель и Гез разработали методы, позволяющие увидеть центр Млечного Пути сквозь огромные облака межзвездного газа и пыли. Ученые обнаружили сверхмассивную черную дыру, которая тянет за собой нагромождение звезд, заставляя их метаться с головокружительной скоростью.

Почему эти исследования важны для человечества?

Открытия лауреатов этого года открыли новый путь в изучении черных дыр. Благодаря Роджеру Пенроузу, Райнхарду Гензелю и Андреа Гезу мы знаем, что черные дыры на самом деле существуют. До них черные дыры существовали только в догадках и теориях.

Ученые считают, что исследование черных дыр может дать ответ на вопрос как возникла Вселенная. Также черные дыры являются самыми грандиозными источниками энергии и черные дыры рассматривают как источник энергии для человечества в будущем.

Но пока черные дыры по-прежнему вызывают множество вопросов, требующих ответов и мотивирующих дальнейшие исследования.

Какими бывают черные дыры и что ученые о них знают?

• Черная дыра – это огромное количество материи, упакованное в очень маленькую область – представьте себе звезду, в десятки раз больше, чем Солнце, однако сжатую в сферу несколько раз меньше Луны. В результате гравитационное поле настолько сильное, что ничто, даже свет, не может ускользнуть от черной дыры.
• Ученые считают, что самые маленькие черные дыры имеют размер всего один атом. Эти черные дыры очень крошечные, но имеют массу огромной горы.
• Другой вид черной дыры называется "звездной". Ее масса может быть до 20 раз больше массы Солнца. В нашей галактике, Млечном Пути, может быть очень много черных дыр звездной массы.
• Самые большие черные дыры называют "сверхмассивными". Эти черные дыры имеют массу, превышающую 1 миллион солнц вместе. Ученые нашли доказательство того, что каждая большая галактика содержит сверхмассивную черную дыру в центре.
• В Млечном пути ученые обнаружили около десятка черных дыр, однако в нашей галактике до 400 млрд звезд, из которых каждая тысячная имеет достаточно массы, чтобы образовать в конце своего существования черную дыру.

Доказанных фактов черных дыр все еще мало. Большинство исследований – это теоретические предположения.