Проект по дисциплине Астрономия Тайна черной дыры

БЮДЖЕТНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

ХАНТЫ-МАНСИЙСКОГО АВТОНОМНОГО ОКРУГА – ЮГРЫ

«ЛАНГЕПАССКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ КОЛЛЕДЖ»

Направление: Естественные науки

Тип проекта: информационный

Тема: ТАЙНЫ ЧЕРНОЙ ДЫРЫ

  Выполнила:

 Студентка по специальности:

21.02.01 Разработка и эксплуатация

 нефтяных и газовых

 месторождений

Пономарева Елизавета

Группа 22-29

                                                                                                    Руководитель:

                   Сгибнева Н.Н., преподаватель

астрономии и физики            

Лангепас, 2023

        СОДЕРЖАНИЕ

          ВВЕДЕНИЕ

Каждый из нас хоть раз в своей жизни сталкивался с понятием «черная дыра». В фантастических фильмах, книгах, телепередачах встречался с образом черной дыры, как одного из самых страшных и загадочных явлений нашей Вселенной. Однако, создатели кинофильмов и писатели зачастую утрируют и искажают физический смысл явления, заставляя работать образ «поглощающего гиганта» на развитие сюжета. Многие люди настолько верят всему происходящему в фильмах и псевдо - научных телепередачах, что искаженное представление составляет для них ложную картину мира.

Актуальность: в научных сообществах признают важность понимания природы черных дыр и создание на основе изучения их Единой теории поля. В курсе физики и астрономии не уделяется этому важному объекту Вселенной должного внимания.

Практическое воплощение исследования в виде методического пособия позволит сделать доступной информацию для школьника о современных представлениях теории черных дыр и возможности использования их в практике.

Объект работы: черные дыры как астрофизический объект.

Предмет работы: эволюция, природа, тайны черных дыр.

Цель работы: изучить тайны черных дыр.

Для достижения цели работы поставлены следующие задачи:

1. Описать историю исследования чёрных дыр;

2. рассмотреть строение и эволюцию черных дыр;

3. изучить тайны чёрных дыр.

Гипотеза: насколько не была бы парадоксальна фундаментальная теория черных дыр человечество получит в итоге от нее важные практические применения.

В работе использованы следующие методы исследования: поиск информации в сети Интернет, изучение различных источников по теме, анализ, обобщение, описание.

Данная ситуация повлияла на меня, и я задалась целью развеять, насколько это в моих силах, самые заурядные мифы о черных дырах. Поэтому, появилась эта работа, попытка взглянуть на черную дыру с научной точки зрения и изучить тайны чёрной дыры

1.1  Понятие «черной дыры», характеристика.

Чёрная дыра — область в пространстве-времени, гравитационное притяжение которой настолько велико, что покинуть её не могут даже объекты, движущиеся со скоростью света, в том числе и сам свет. Кто ввел термин «черная дыра» неизвестено, но само понятие было популяризовано Джоном Уилером и впервые публично употреблено в лекции «Наша Вселенная: известное и неизвестное» в 1967 года. Ранее подобные астрофизические объекты называли «сколлапсировавшие звёзды» (от англ. collapsed stars), или «застывшие звёзды» (англ. frozen stars). (Приложение 1).

Сверхмассивные чёрные дыры

Разросшиеся очень большие чёрные дыры, по современным представлениям, образуют ядра большинства галактик. В их число входит и массивная чёрная дыра в ядре нашей галактики — Стрелец A*, являющаяся ближайшей к Солнцу сверхмассивной чёрной дырой.

В настоящее время существование чёрных дыр звёздных и галактических масштабов считается большинством учёных надёжно доказанным астрономическими наблюдениями.

Первичные чёрные дыры

Первичные чёрные дыры в настоящее время носят статус гипотезы. Если в начальные моменты жизни Вселенной существовали достаточной величины отклонения от однородности гравитационного поля и плотности материи, то из них путём коллапса могли образовываться чёрные дыры. При этом их масса не ограничена снизу, как при звёздном коллапсе — их масса, вероятно, могла бы быть достаточно малой. Обнаружение первичных чёрных дыр представляет особенный интерес в связи с возможностями изучения явления испарения чёрных дыр.

Квантовые чёрные дыры

Согласно квантовой теории поля, может происходить спонтанное рождение частиц из вакуума. При отсутствии внешних полей пара частица-античастица, рожденная таким образом, аннигилирует обратно в вакуумное состояние. Однако если поблизости есть черная дыра, ее поле притянет ближайшую частицу. Тогда, по закону сохранения энергии-импульса, другая частица уйдет на бoльшее расстояние от черной дыры, унося с собой - часть ее энергии. Это явление носит название излучение Хокинга.

Предполагается, что в результате ядерных реакций могут возникать устойчивые микроскопические чёрные дыры, так называемые квантовые чёрные дыры. Для математического описания таких объектов необходима квантовая теория гравитации. Однако из общих соображений весьма вероятно, что спектр масс чёрных дыр дискретен и существует минимальная чёрная дыра — планковская чёрная дыра. Её масса — порядка 10⁻⁵ г, радиус — 10⁻³⁵ м. В последнее время предложены эксперименты с целью обнаружения свидетельств появления чёрных дыр в ядерных реакциях. Однако для непосредственного синтеза чёрной дыры в ускорителе необходима недостижимая на сегодня энергия 10²⁶ эВ. Эксперименты по протон-протонным столкновениям с полной энергией 7 ТэВ на Большом адронном коллайдере показали, что этой энергии недостаточно для образования микроскопических чёрных дыр. Коллайдеры будущего способны производить микроскопические черные дыры, но не следует преувеличивать их опасность в случае получения - по законам физики они быстро испарятся, возвращая энергию в окружающее пространство в виде потоков субатомных частиц.

Обнаружение чёрных дыр

На данный момент учёными обнаружено около тысячи объектов во Вселенной, которые причисляются к чёрным дырам. Всего же, предполагают учёные, существуют десятки миллионов таких объектов.

В настоящее время единственный достоверный способ отличить чёрную дыру от объекта другого типа состоит в том, чтобы измерить массу и размеры объекта и сравнить его радиус с гравитационным радиусом.

Вывод: В настоящее время существование чёрных дыр звёздных и галактических масштабов считается большинством учёных надёжно доказанным астрономическими наблюдениями.

1.2  История исследования, строение, эволюция черных дыр

Впервые концепция существования массивного тела, сила притяжения которого настолько велика, что для преодоления этой силы потребовалась бы скорость, равная или превышающая скорость света, появилась в 1784 году и принадлежала английскому астроному Джону Мичеллу. Именно ему принадлежала идея невидимого тела, из-под влияния которого не сможет выбраться сам свет. Благодаря Мичеллу, опубликовавшего свои догадки в трудах «Exposition du Systeme du Monde» 1796 года гипотеза получила широкую огласку как «Чёрная звезда Мичелла».( приложение 2.)

На протяжении XIX века идея существования тел с огромной гравитацией не тревожила умы ученых, так как повсеместно действовала Ньютоновская модель Вселенной. Однако, научное сообщество встрепенуло открытие Дж. Максвелла о постоянной скорости электромагнитных волн, неизменной во всех системах инерциального отсчета. В 1905 году А. Эйнштейн создал специальной теории относительности (СТО), в которой скорость света приобрела фундаментальное значение, а черные дыры вновь заинтересовали физиков-теоретиков. А.Эйнштейн также сделал огромный вклад в современное астрофизическое представление черных дыр. Его ОТО, созданная в 1915 году, является для черных дыр геометрической составляющей, объясняющей искривления пространства-времени и выражается посредством уравнений Эйнштейна.

В этом же году Карл Шварцшильд решил уравнение Эйнштейна для неподвижной и незаряженной чёрной дыры, он определил её характерный размер - гравитационным радиус или радиус Шварцшильда. Две важнейшие черты, присущие чёрным дырам в модели Шварцшильда — это наличие горизонта событий и сингулярности, которая отделена этим горизонтом от остальной Вселенной. Горизонт событий находится на радиусе Шварцшильда, он ограничивает пространство внутри черной дыры. Информация о любом событии произошедший за горизонтом событий внутри черной дыры не может пересечь горизонт событий. Все характеристики решения Шварцшильда определяются одним параметром - массой. Так, гравитационный радиус чёрной дыры массы M равен:

Чёрная дыра с массой, равной массе Земли, обладала бы радиусом Шварцшильда в 9 миллиметров (то есть Земля могла бы стать чёрной дырой, если бы кто-либо смог сжать её до такого размера). Для Солнца радиус Шварцшильда составляет примерно 3 километра. Средняя плотность падает с ростом массы чёрной дыры. Так, если чёрная дыра с массой порядка солнечной обладает плотностью, превышающей ядерную плотность, то сверхмассивная чёрная дыра с массой в 10⁹ солнечных масс обладает средней плотностью порядка 20 кг/м³, что существенно меньше плотности воды. Таким образом, чёрную дыру можно получить не только сжатием имеющегося объёма вещества, но и накоплением огромного количества вещества.

Решение Райсснера — Нордстрёма уравнения Эйнштейна для сферически-симметричной чёрной дыры с зарядом но без вращения, определяло её радиус по заряду и определяло максимальную величину заряда. Это решение, при продолжении за горизонт, порождает удивительную геометрию пространства-времени, в которой через чёрные дыры соединяется бесконечное количество «вселенных», в которые можно попадать последовательно через погружения в чёрную дыру.

Решение Керра. Чёрная дыра Керра обладает рядом замечательных свойств. Вокруг горизонта событий существует область, называемая эргосферой, внутри которой телам невозможно покоиться относительно удалённых наблюдателей. Они могут только вращаться вокруг чёрной дыры по направлению её вращения. Этот эффект наблюдается вокруг любого вращающегося массивного тела, например, вокруг Земли или Солнца, но в гораздо меньшей степени. Однако саму эргосферу ещё можно покинуть, эта область не является захватывающей. Размеры эргосферы зависят от углового момента вращения. Параметры чёрной дыры определяются угловым моментом. Это решение также порождает удивительную геометрию пространства-времени при его продолжении за горизонт.

Решение Керра — Ньюмена определяет радиус черной дыры по параметрам массы, заряда и углового момента, причем геометрия пространства Керра — Ньюмена соединяет в чёрной дыре бесконечно много «независимых» пространств. Это могут быть как «другие» вселенные, так и удалённые части нашей Вселенной. В таким образом полученных пространствах есть замкнутые времениподобные кривые: путешественник может, в принципе, попасть в своё прошлое, то есть встретиться с самим собой. Вокруг горизонта событий вращающейся заряженной чёрной дыры также существует эргосфера.

Особенность пространства-времени, представляющая собой в каждый момент времени «туннель» в пространстве - кротовая нора «червото́чина»). Эти области могут быть связаны и помимо кротовой норы, представляя собой области единого пространства так и полностью разъединены, представляя собой отдельные пространства, связанные между собой только посредством кротовой норы

Кротовая нора гипотетически предоставляет возможность межзвездного путешествия во времени. Из-за этой теоретической возможности червоточины нередко появляются в этом качестве в научной фантастике.

Представления о чёрной дыре как об абсолютно поглощающем объекте были пересмотрены С. Хокингом в 1975 году. Изучая поведение квантовых полей вблизи чёрной дыры, Хокинг предположил, что чёрная дыра обязательно излучает частицы во внешнее пространство и тем самым теряет массу. Этот эффект называется излучением (испарением) Хокинга. Упрощённо говоря, гравитационное поле поляризует вакуум, в результате чего возможно образование не только виртуальных, но и реальных пар частица-античастица. Одна из частиц, оказавшаяся чуть ниже горизонта событий, падает внутрь чёрной дыры, а другая, оказавшаяся чуть выше горизонта, улетает, унося энергию (то есть часть массы) чёрной дыры.

Скорость испарения чёрной дыры тем больше, чем меньше её размеры. Испарением чёрных дыр звёздных (и тем более галактических) масштабов можно пренебречь, однако для первичных и в особенности для квантовых чёрных дыр процессы испарения становятся центральными. При этом интенсивность испарения нарастает лавинообразно, и заключительный этап эволюции носит характер взрыва, например, чёрная дыра массой 1000 тонн испарится за время порядка 84 секунды, выделив энергию, равную взрыву примерно десяти миллионов атомных бомб средней мощности.

Вывод: На протяжении XIX века идея существования тел с огромной гравитацией не тревожила умы ученых, так как повсеместно действовала Ньютоновская модель Вселенной

1.3. Тайны чёрной дыры.

Астрономы предполагают, что одно из самых загадочных явлений космоса — черные дыры — может быть еще таинственнее, чем считалось до сих пор.

Пожиратели звезд, сгустки темной материи, обладатели энергии особого рода — все эти наименования давали черным дырам авторы научных теорий, раскрывающих уникальные свойства данных особенных объектов. Теперь к этому списку прибавилось еще одно название, придуманное и обоснованное астрофизиками из Германии и Франции, — «червоточины». Возможно, черные дыры выполняют специфическую функцию, служа своеобразными дверями между разными Вселенными.

В каждом из миров, соединенных космическими «червоточинами», есть свои звезды, галактики и планеты — возможно, даже обитаемые.

Концепция черных дыр предполагает, что попавшие в них объекты бесследно исчезают, а теория дверей между Вселенными подразумевает возможность продвигаться по ним как в одном, так и в другом направлении. Недавно астрономы с помощью телескопов Chandra и Gemini увидели очень массивную чёрную дыру звёздного типа в одной из ближайших к нам галактик M33.

По словам учёных, эта дыра находится на расстоянии приблизительно 3 миллионов световых лет от нас и обращается вокруг общего центра масс вместе с огромной звездой-компаньоном.

Астрономы установили массу этого объекта, обозначаемого как M33 X—7. Как выяснилось, она оказалась в 15,7 раза больше массы нашего Солнца. Это делает M33 X—7 самой массивной звёздной чёрной дырой изо всех, ныне известных

Исследователи отмечают, что пока не могут объяснить образование столь большой чёрной дыры, да ещё и на такой маленькой орбите с близким компаньоном.

Дело в том, что, по расчётам специалистов, родительская звезда этой чёрной дыры должна была бы иметь массу, превышающую массу уцелевшей звезды. А это практически невозможно, так как такой объект слишком интенсивно терял бы свои внешние слои.

Масса звезды-компаньона этой чёрной дыры в 70 раз превышает массу Солнца. И она затмевает чёрную дыру каждые три с половиной дня. В конечном счёте, этот компаньон неизбежно взорвётся в виде сверхновой, и тогда в системе окажется сразу две чёрные дыры.

Кстати, результаты последних исследований показывают, что выбросы излучения, происходящие при взрыве чёрной дыры, могут служить доказательством существования иных измерений.

 Согласно теории Стивена Хокинга, чёрные дыры испаряются в результате процесса, который получил в итоге у коллег Хокинга по цеху название «излучением Хокинга». Лишь очень небольшие чёрные дыры, масса которых не превышает массу астероида, смогут полностью «испариться» за время существования Вселенной как таковой.

Что же касается иных измерений, то их существование предсказывает ряд космологических теорий, пытающихся увязать квантовую механику и «обычную» гравитацию, — в первую очередь, теория струн.

По мнению исследователей под руководством Майкла Кэвика из Университета технологии штата Вир­джиния (США), в случае, если во Вселенной есть другие измерения, кроме пространства-времени, эти чёрные дыры оказываются «обёрнуты» вокруг иных измерений, формируя так называемые «чёрные струны». По словам Кэвика, со временем испарение чёрных дыр приведёт к тому, что они окажутся слишком малы для того, чтобы «скрывать» эти другие измерения.

 Относительно недавно была выдвинута теория, согласно которой в первую секунду Большого взрыва сформировалось колоссальное количество «миниатюрных» чёрных дыр, чью гибель в теории возможно наблюдать с Земли.

По мнению Кэвика, в момент гибели чёрной дыры (или обрыва «чёрной» струны) в окружающее пространство выделяется импульс уникального электромагнитного излучения, измерив частоту которого учёные смогут рассчитать характеристики иного измерения, что может помочь определить, какая из существующих ныне космологических моделей наиболее точно описывает Вселенную.

Это излучение можно будет обнаружить с помощью радиотелескопов, которые способны обозреть всё небо за один проход, — такие как принадлежащий Университету технологии Вирджинии Транзитный массив на 8-метровых волнах.

Вывод: результаты последних исследований показывают, что выбросы излучения, происходящие при взрыве чёрной дыры, могут служить доказательством существования иных измерений.

1.4 Чёрные дыры во вселенной.

Со времени теоретического предсказания чёрных дыр оставался открытым вопрос об их существовании. По современным представлениям, существует четыре способа образования черной дыры:

·                   Гравитационный коллапс достаточно массивной звезды на конечном этапе её эволюции.

·                   Коллапс центральной части Галактики. Например, в центре нашей Галактики находится чёрная дыра Стрелец A* массой 3,7 солнечных масс. Этот способ схож с предыдущим, с той лишь разницей, что звезда не образуется, как это обычно бывает при гравитационном сжатии межзвездного газа. Масса газа настолько велика, что сжатие идет сразу до образования черной дыры.

·                   Формирование чёрных дыр в момент Большого взрыва, в результате флуктуаций гравитационного поля или материи.

·                   Возникновение чёрных дыр в ядерных реакциях при высоких энергий — квантовые чёрные дыры.

Чёрные дыры звёздных масс образуются как конечный этап жизни звезды, после полного выгорания термоядерного топлива и прекращения реакции звезда теоретически должна начать остывать, что приведёт к уменьшению внутреннего давления и сжатию звезды под действием гравитации. Сжатие может остановиться на определённом этапе, а может перейти в стремительный гравитационный коллапс. Различные модели дают нижнюю оценку массы чёрной дыры, получающейся в результате гравитационного коллапса, от 2,5 до 5,6 массы Солнца. Характерный размер чёрной дыры при этом очень мал — до нескольких десятков километров. Впоследствии чёрная дыра может разрастись за счёт поглощения вещества — как правило, это газ соседней звезды в двойных звёздных системах (столкновение чёрной дыры с любым другим астрономическим объектом очень маловероятно из-за её малого диаметра). Процесс падения газа на любой компактный астрофизический объект, в том числе и на чёрную дыру, называется аккрецией. При этом из-за вращения газа формируется аккреционный диск, в котором вещество разгоняется до релятивистских скоростей, нагревается и в результате сильно излучает, в том числе и в рентгеновском диапазоне, что даёт принципиальную возможность обнаруживать такие аккреционные диски (и, следовательно, чёрные дыры) при помощи ультрафиолетовых и рентгеновских телескопов. Основной проблемой является малая величина и трудность регистрации отличий аккреционных дисков нейтронных звёзд и чёрных дыр, что приводит к неуверенности в идентификации астрономических объектов как чёрных дыр. Основное отличие состоит в том, что газ, падающий на все объекты, рано или поздно встречает твёрдую поверхность, что приводит к интенсивному излучению при торможении, но облако газа, падающее на чёрную дыру, из-за неограниченно растущего гравитационного замедления времени (красного смещения) просто быстро меркнет при приближении к горизонту событий, что наблюдалось телескопом Хаббла в случае источника Лебедь X-1.

Столкновение чёрных дыр между собой и с другими массивными объектами, а также столкновение нейтронных звёзд, вызывающее образование чёрной дыры, приводит к мощнейшему гравитационному излучению, которое можно обнаружить при помощи гравитационных телескопов. Так 11 февраля 2016 года сотрудники LIGO объявили об обнаружении гравитационных волн, возникших при слиянии двух чёрных дыр массами около 30 солнечных масс на расстоянии около 1,3 млрд световых лет от Земли.

Кроме того есть сообщения о наблюдении в рентгеновском диапазоне столкновений чёрных дыр со звёздами^[55]. 25 августа 2011 года появилось сообщение о том, что впервые в истории науки группа японских и американских специалистов смогла в марте 2011 года зафиксировать момент гибели звезды, которую поглощает чёрная дыра.

Ближайшим кандидатом в чёрные дыры является один из компонентов двойной системы A0620-00 (V616 Единорога), находящийся на расстоянии 3000 св. лет от Солнца. Лебедь X-1 находится на расстоянии 6070 св. лет, VLA J213002.08 + 120904 — на расстоянии 7200 св. лет^[58].

Непосредственные измерения размеров источников излучения

Если радиоисточник Стрелец A* находится около горизонта событий чёрной дыры, он будет выглядеть как пятно, размазанное и усиленное гравитационным линзированием. Поэтому, если источник находится вблизи от горизонта событий и покрывает всю дыру, его размер должен быть не меньше 5,2 радиуса Шварцшильда, что для объекта в центре нашей Галактики даёт угловой размер примерно в 52 микросекунды дуги. микросекунд, что показывает, что излучение не исходит с поверхности всей дыры, но сосредоточено в области рядом с ней, возможно, на краю аккреционного диска или в релятивистской струе материала, выброшенного из этого диска[69].

Метод отношения масса-светимость

Основным методом поиска сверхмассивных чёрных дыр в настоящее время является исследование распределения яркости и скорости движения звёзд в зависимости от расстояния до центра Галактики. Распределение яркости снимается фотометрическими методами при фотографировании галактик с большим разрешением, скорости звёзд — по красному смещению и уширению линий поглощения в спектре звезды.

Имея распределение скорости звёзд   V ( r ) {\displaystyle \ V(r)}можно найти радиальное распределение масс   M ( r ) {\displaystyle \ M(r)}в галактике. Поскольку чёрная дыра имеет большую массу при низкой светимости, одним из признаков наличия в центре галактики сверхмассивной чёрной дыры может служить высокое отношение массы к светимости   M / L {\displaystyle \ M/L}для ядра галактики.

Измерение скорости вращения газа

В последнее время благодаря повышению разрешающей способности телескопов стало возможным наблюдать и измерять скорости движения отдельных объектов в непосредственной близости от центра галактик. Так, при помощи спектрографа FOS (Faint Object Spectrograph) космического телескопа «Хаббл» группой под руководством Х. Форда была обнаружена вращающаяся газовая структура в центре галактики M87. Скорость вращения газа на расстоянии около 60 св. лет от центра галактики составила 550 км/с, что соответствует кеплеровской орбите с массой центрального тела порядка 3·10⁹ масс солнца. Несмотря на гигантскую массу центрального объекта, нельзя сказать с полной определённостью, что он является чёрной дырой, поскольку гравитационный радиус такой чёрной дыры составляет около 0,001 св. год.

Наблюдение траекторий отдельных звёзд

В 1993—1996 годах А. Экарт и Р. Генцель наблюдали движение отдельных звёзд в окрестностях центра нашей Галактики^[72]. Наблюдения проводились в инфракрасных лучах, для которых слой космической пыли вблизи ядра галактики не является препятствием. В результате удалось точно измерить параметры движения 39 звёзд, находящихся на расстоянии от 0,13 до 1,3 св. года от центра Галактики. Было установлено, что движение звёзд соответствует кеплеровскому, центральное тело массой 2,5·10⁶ масс солнца и радиусом не более 0,05 св. года соответствует положению компактного радиоисточника Стрелец-А (Sgr A).  [ 4.31 ( R 0 / 8.33 k p c ) 2.19 ± 0.06 ± 8.6 Δ R / R 0 ] × 10 6 M ⊙ . {\displaystyle \ [\,4.31(R_{0}/8.33\,\mathrm {kpc} )^{2.19}\pm 0.06\pm 8.6\Delta R/R_{0}\,]\times 10^{6}M_{\odot }.} Гравитационный радиус чёрной дыры массой 4·10⁶ масс солнца составляет примерно 12 млн км или 0,08 а. е

Аккреция вещества в дыру, аккрецией называют процесс падения вещества на космическое тело из окружающего пространства. При аккреции на чёрные дыры сверхгорячий аккреционный диск наблюдается как рентгеновский источник

Черные дыры настолько сложный и таинственный объект, что ученые еще не мало лет будут ломать голову в попытках понять его природу.

Учеными доказано, что не исключена возможность в будущем использовать черные дыры как источник энергии. Излучают они т.н. «излучение Хокинга», при котором теряется энергия, и, с течением времени вследствие этого и массу. Для черных дыр больших размеров излучаемое количество энергии является меньшим, но, маленькие черные дыры смогут за достаточно короткий промежуток времени превращать свою массу в большое, и даже, можно сказать, большое количество энергии.

Для создания такой искусственной черной дыры учеными выдвинуто предложение построить сферический гамма-лазер в комическом пространстве огромных размеров. По предположению, лазер сможет получать энергию от 1000 кв. км. солнечных батарей, расположенных на нем. Зарядка лазера будет проходить на протяжении нескольких лет, после чего он сможет высвободить энергию, равную миллиону тонн массы сферической оболочки, которая сходится из фотонов. Ученые утверждают, что результатом уплотнения энергии, плотность увеличится настолько, что собственная гравитация сожмет ее в точку, вследствие чего появится черная дыра. Образовавшаяся дыра сможет отдавать энергию, которая до этого была сжата. Для возможности использования этой энергии, черная дыра должна располагаться в центре электронно-газового зеркала параболической, расположенной в космическом корабле, а точнее в его задней части. Энергия, излучаемая от черной дыры, будет отражаться, что обеспечит движение корабля. Такая дыра сможет разогнать корабль до скорости, практически равной скорости света.

Ученые считают, что такие мини черные дыры можно будет использовать как генераторы электрического тока, которые смогут преобразовывать всякую энергию.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Итак, на мой взгляд, в рамках своей работы мне удалось сформировать понятие «черной дыры», попытаться доказать реальность ее существования. Также мне удалось систематизировать наиболее часто возникающие вопросы относительно черных дыр и найти на них ответы.

В настоящее время существование чёрных дыр звёздных и галактических масштабов считается большинством учёных надёжно доказанным астрономическими наблюдениями.

Первичные чёрные дыры в настоящее время носят статус гипотезы. Если в начальные моменты жизни Вселенной существовали достаточной величины отклонения от однородности гравитационного поля и плотности материи, то из них путём коллапса могли образовываться чёрные дыры. При этом их масса не ограничена снизу, как при звёздном коллапсе — их масса, вероятно, могла бы быть достаточно малой. Обнаружение первичных чёрных дыр представляет особенный интерес в связи с возможностями изучения явления испарения чёрных дыр.

В настоящее время единственный достоверный способ отличить чёрную дыру от объекта другого типа состоит в том, чтобы измерить массу и размеры объекта и сравнить его радиус с гравитационным радиусом.

Скорость испарения чёрной дыры тем больше, чем меньше её размеры. Испарением чёрных дыр звёздных (и тем более галактических) масштабов можно пренебречь, однако для первичных и в особенности для квантовых чёрных дыр процессы испарения становятся центральными.

Согласно теории Стивена Хокинга, чёрные дыры испаряются в результате процесса, который получил в итоге у коллег Хокинга по цеху название «излучением Хокинга». Лишь очень небольшие чёрные дыры, масса которых не превышает массу астероида, смогут полностью «испариться» за время существования Вселенной как таковой.

Чёрные дыры звёздных масс образуются как конечный этап жизни звезды, после полного выгорания термоядерного топлива и прекращения реакции звезда теоретически должна начать остывать, что приведёт к уменьшению внутреннего давления и сжатию звезды под действием гравитации.

Черные дыры настолько сложный и таинственный объект, что ученые еще не мало лет будут ломать голову в попытках понять его природу.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ И ЛИТЕРАТУРЫ                                                                        

Литература:

1.Азаренок, Н.В.: Клиповое сознание и его влияние на психологию человека в современном мире. – « Институт психологии РАН», 2009.

2.  Наука. Величайшие теории. Ньютон, закон всемирного тяготения. – Москва: Де Агостини, 2015.

3.  Наука. Величайшие теории. Эйнштейн, теория относительности. – Москва: Де Агостини, 2015.

Интернет-ресурсы:

1. Черные дыры и другие экзотические объекты [Электронный ресурс]//. ЭЛЕМЕНТЫ:-URL: http://elementy.ru/ (дата обращения 12.12.2018)

2.Чёрные дыры [Электронный ресурс]//.N+1: научные статьи, новости, открытия:-URL: https://nplus1.ru. (дата обращения 12.12.2018)

3. Черные дыры в двойных звездных системах [Электронный ресурс]//. Российская Астрономическая Сеть :-URL: http://www.astronet.ru/ (дата обращения 12.12.2018)

Приложение 1.

Чёрная дыра.

Приложение 2.

Строение чёрной дыры