Чорні діри і таємниця Чумацького Шляху: за що вручили Нобелівську премію з фізики

Нобелівську премію з фізики цього року розділили відразу троє лауреатів. Відкриття вчених пов'язані з одним з найзагадковіших явищ у Всесвіті – чорною дірою.

Хто вони:

• Роджер Пенроуз показав, що чорні діри – це прямий наслідок загальної теорії відносності.
• Райнхард Гензель і Андреа Гез виявили, що невидимий і надзвичайно важкий об'єкт, який управляє орбітами зірок в центрі Чумацького Шляху – це надмасивна чорна діра.

Розповідаємо, чому вивчення чорних дір – важливе для людства.

Деокупація півдня країни – як українські військові відвойовують території

Заборона на пересування країною для військовозобов'язаних – всі деталі

Ракетні удари по мирних українськиих містах - липень 2022

Ядерний тероризм Росії

Що зробили вчені?

Роджер Пенроуз використовував геніальні математичні методи в своєму доказі того, що чорні діри є прямим наслідком загальної теорії відносності Альберта Ейнштейна. Сам Ейнштейн не був упевнений, що чорні діри дійсно є.

У січні 1965 року, через десять років після смерті Ейнштейна, Роджер Пенроуз довів, що чорні діри дійсно можуть утворюватися, і докладно описав їх. За своєю суттю чорні діри приховують сингулярність, в якій припиняються всі відомі закони природи. Його новаторська стаття досі вважається найважливішим внеском в загальну теорію відносності з часів Ейнштейна.

Рейнхард Гензель і Андреа Гез з початку 1990-х років зосередили свою увагу на області під назвою Стрілець A в центрі нашої галактики. Використовуючи найбільші у світі телескопи, Гензель і Гез розробили методи, що дозволяють побачити центр Чумацького Шляху крізь величезні хмари міжзоряного газу і пилу. Вчені виявили надмасивну чорну діру, яка тягне за собою нагромадження зірок, змушуючи їх бігати із запаморочливою швидкістю.

Чому ці дослідження важливі для людства?

Відкриття лауреатів цього року відкрили новий шлях у вивченні чорних дір. Завдяки Роджеру Пенроузу, Райнхарду Гензелю і Андреа Гезу ми знаємо, що чорні діри насправді є. До них чорні діри існували тільки в здогадах і теоріях.

Вчені вважають, що дослідження чорних дір може дати відповідь на питання як виник Всесвіт. Також чорні діри є найграндіознішими джерелами енергії і чорні діри розглядають як джерело енергії для людства в майбутньому.

Перше фото чорної діри / Фото: NASA

Але поки чорні діри як і раніше викликають безліч питань, які потребують відповідей, і мотивують на майбутні дослідження.

Якими бувають чорні діри і що вчені про них знають?

• Чорна діра – це величезна кількість матерії, упакованої в дуже маленьку область – уявіть собі зірку, в десятки разів більшу, ніж Сонце, проте стислу в сферу на кілька разів меншу за Місяць. В результаті гравітаційне поле настільки сильне, що ніщо, навіть світло, не може вислизнути від чорної діри.
• Вчені вважають, що найменші чорні діри мають розмір лише один атом. Ці чорні діри дуже крихітні, але мають масу величезної гори.
• Інший вид чорної діри називається "зоряною". Її маса може бути до 20 разів більша за масу Сонця. У нашій галактиці, Чумацькому Шляху, може бути дуже багато чорних дір зоряної маси.
• Найбільші чорні діри називають "надмасивними". Ці чорні діри мають масу, що перевищує 1 мільйон сонць разом. Вчені знайшли доказ того, що кожна велика галактика містить надмасивную чорну діру в центрі.
• У Чумацькому шляху вчені виявили близько десятка чорних дір, проте в нашій галактиці до 400 млрд зірок, з яких кожна тисячна має досить маси, щоб утворити наприкінці свого існування чорну діру.

Доведених фактів чорних дір все ще мало. Більшість досліджень – це теоретичні припущення.