Откуда известно, что они вообще существуют? Дело в том, что на определенном расстоянии от себя они гравитационно воздействуют на материю и свет. Также вокруг них можно заметить аккреционный диск – излучение, испускающееся перегретым веществом. Впечатлительные любители астрономии сравнивают это явление с пресловутым «Оком Саурона».
Согласно Общей теории относительности Эйнштейна, черные дыры искривляют пространство и время до неузнаваемости. Радиус Шварцшильда, то есть расстояние от центра до горизонта событий, определяется массой объекта. Этот показатель важен ещё и в другом смысле – он обозначает минимальный размер, до которого нужно сжать тело, чтобы оно превратилось в черную дыру. Он есть у всего – муравья, человека, Земли, Солнца. Для нашей звезды он составляет менее 3 километров. Если представить фантастический сценарий с мгновенным её превращением в черную дыру, то для небесных тел нашей системы мало что изменится, если не считать внезапной пропажи источника обогрева. Все они останутся на своих местах и будут кружить, как ни в чем ни бывало. Их засосет в черную дыру только если они окажутся внутри радиуса Шварцшильда, то есть в трех километрах от её центра.
Как образуются черные дыры? Все зависит от того, об объекте какой массы идет речь. Те, что от трех до нескольких десятков раз тяжелее Солнца, весьма многочисленны. Это ничто иное как коллапсировавшие ядра сверхновых. Сверхмассивные черные дыры располагаются в центре большинства крупных галактик и весят в сотни тысяч и миллиарды раз больше Солнца. Та, что прославилась своей «фотографией» пару лет назад, находится в галактике Мессье 87. Механизм образования этих объектов науке до сей поры непонятен, но, по всей видимости, они рождаются вместе со своими галактиками.
Очевиден огромный разрыв по массе между двумя известными типами черных дыр, и ученые с определенных пор считают, что в космосе есть интересующие нас объекты и промежуточного вида. В последние годы было обнаружено несколько потенциальных кандидатов на эту роль. Также предполагается, что в ранней Вселенной образовывались черные дыры с массой меньше звездной. Наконец, некоторые теоретики считают, что подобные объекты могут существовать в субатомном масштабе и способны возникать, например, в результате столкновений внутри ускорителей частиц. Никаких доказательств этого нет, но даже если все так и есть, волноваться особо не стоит. Напомним, что черную дыру нельзя ассоциировать со взбесившимся пылесосом, заглатывающим все вокруг. Чтобы быть поглощенным ею, нужно оказаться в непосредственной близости, а микроскопические черные дыры, как считается, попросту не способны расшириться до опасных размеров.
Прекрасно всем известный Стивен Хокинг постулировал, что черные дыры испаряются. Его теория основана на квантовых эффектах и довольно сложна для краткого пересказа и последующего восприятия читателем. Здесь, наверное, достаточно сказать, что чем меньше черная дыра, тем быстрее она исчезает. Это означает, в частности, что даже если она будет порождена в результате экспериментов на ускорителе частиц, то аннигилирует за непостижимо короткий промежуток времени – 10 -27 секунд. И, наоборот, сверхмассивные черные дыры будут существовать на «много порядков дольше, чем нынешний возраст Вселенной».
