Чем больше всяких предметов попадает в чёрную дыру, тем больше она становится, и тем сильнее раздвигается горизонт. Это как с поросёнком: чем больше его кормишь, тем он толще.
Как образуется чёрная дыра?
Чтобы возникла чёрная дыра, нужно впихнуть очень много вещества в очень малое пространство. Тогда притяжение станет таким сильным, что свет будет втягиваться назад и не сможет вырваться наружу.
Чёрная дыра может образоваться, например, когда звёзда, в которой истощился запас топлива, взрывается, словно гигантская водородная бомба. Это называется взрывом сверхновой. При таком взрыве верхние слои звезды разлетаются, образуя огромную газовую оболочку, а сердцевина сжимается. И если звезда была во много раз больше нашего Солнца, то после взрыва на месте ее сердцевины возникает чёрная дыра.
Чёрные дыры намного большего размера образуются внутри звёздных скоплений и в центрах галактик. В этих областях есть и чёрные дыры, и нейтронные звёзды, и обычные звёзды. Сталкиваясь с другими объектами, чёрная дыра растёт и поглощает всё, что к ней приближается. В центре нашей Галактики находится чёрная дыра, масса которой в несколько миллионов раз больше, чем у Солнца.
Как увидеть чёрную дыру?
Правильный ответ – никак, потому что из чёрной дыры не выходит свет. Это всё равно что искать чёрную кошку в тёмном подвале. Но чёрную дыру можно обнаружить по тому, как она притягивает другие объекты. Видя звёзды, которые движутся по орбитам вокруг чего-то невидимого, мы догадываемся, что это невидимое – чёрная дыра.
Ещё мы видим диски из газа и пыли, обращающиеся вокруг некоего невидимого центра, и тоже понимаем, что этим центром может быть только чёрная дыра.
Падение в чёрную дыру
В чёрную дыру можно провалиться, как и в Солнце. Если падаешь ногами вперёд, то ноги будут ближе к чёрной дыре, чем голова, и притяжение чёрной дыры будет действовать на них сильнее. Поэтому вас растянет в длину и расплющит по бокам.
Это растягивание и расплющивание тем слабее, чем больше чёрная дыра. Если упасть в чёрную дыру, созданную звездой, которая лишь в несколько раз больше нашего Солнца, то не успеешь ты долететь до чёрной дыры, как превратишься в спагетти.
Но если упасть в чёрную дыру, которая гораздо, гораздо больше Солнца, то сам не заметишь, как пересечёшь горизонт – границу чёрной дыры, «точку невозвращения». А тот, кто наблюдает за тобой со стороны, не увидит, как ты пересекаешь горизонт, потому что притяжение чёрной дыры искривляет время и пространство близ неё. С точки зрения наблюдателя ты, приближаясь к горизонту, постепенно замедляешься и тускнеешь. А тускнеешь ты потому, что свету, источником которого ты являешься, нужно всё больше времени, чтобы выбраться из чёрной дыры. Если в момент, когда ты пересекаешь горизонт, на твоих часах – 11: 00, то с точки зрения наблюдателя твои часы всё сильнее отстают, и на них 11: 00 так и не настанет.
Как выбраться из чёрной дыры
Люди привыкли думать, что из чёрной дыры нет возврата. Что упало в чёрную дыру, то пропало; в конце концов, именно поэтому она и зовётся чёрной дырой. Считалось, что всё упавшее в чёрную дыру исчезает навсегда, а сами чёрные дыры будут существовать до скончания века; что чёрная дыра – это темница, из которой невозможно сбежать.
Однако потом выяснилось, что эта картина не вполне верна. Мельчайшие колебания в пространстве и времени означают, что чёрные дыры – не идеальные ловушки, как считалось раньше; на самом деле они медленно испускают частицы. Это так называемое излучение Хокинга. Интенсивность испускания частиц тем ниже, чем больше чёрная дыра.
Излучение Хокинга приводит к тому, что чёрные дыры постепенно испаряются. Скорость испарения поначалу очень низка, но затем, по мере уменьшения, чёрная дыра испаряется всё быстрее – и со временем, через много-много миллиардов лет, исчезнет совсем. Получается, что чёрная дыра – вовсе не вечная темница. Ну, а как же её узники – объекты, которые образовали чёрную дыру или упали в неё позже? Они будут преобразованы в энергию и частицы. И если внимательно изучить то, что выходит из чёрной дыры, можно восстановить, что там было внутри. Так что память о том, что упало в чёрную дыру, исчезает не навсегда – просто очень надолго.
Из чёрной дыры можно выбраться!!!
Когда у звёзд с массой гораздо больше, чем у Солнца, истощается запас топлива, их внешние слои обычно разлетаются в гигантском взрыве, который называется взрывом сверхновой.
Это невероятно мощный и ослепительный взрыв, сияющий ярче миллиардов звёзд!
• Но иногда при этом разлетается не всё – остаётся шаровидное ядро звезды. Сразу после взрыва сверхновой это ядро очень горячее, около 100 000 °С, но потом оно охлаждается, потому что в нём больше не происходит никаких ядерных реакций.
• Некоторые ядра звёзд настолько массивны, что под воздействием собственной силы тяжести они сжимаются, пока не достигнут размера всего в несколько десятков километров. Для этого их масса должна в 1,4–2,1 раза превышать массу Солнца.
• Внутри нейтронных звёзд есть и другие частицы, но в основном они состоят из нейтронов. Современной технике в условиях Земли пока не под силу создать такую жидкость. Давление внутри этих ядер такое высокое, что внутри они становятся жидкими, а снаружи их окружает твёрдая кора толщиной примерно 1,6 километра.
• Жидкость внутри ядра состоит из нейтронов – частиц, которые при нормальных условиях находятся внутри атомных ядер; поэтому такие объекты называют нейтронными звёздами.
Звёзды, подобные Солнцу, не взрываются и не превращаются в сверхновые.
Они становятся красными гигантами. Ядра красных гигантов недостаточно массивны и не могут сильно сжаться под воздействием собственной силы тяжести.
Эти остатки называются белыми карликами. Белые карлики охлаждаются в течение миллиардов лет, пока совсем не остынут.
С помощью современных телескопов удалось увидеть много нейтронных звёзд.
Звёздные ядра состоят из самых тяжёлых элементов, образующихся внутри звёзд (таких как железо). Поэтому, хотя белые карлики бывают совсем небольшими (размером с Землю), они при этом чрезвычайно тяжёлые (такие как Солнце).
Остатки звёзд, масса которых меньше чем 1,4 массы Солнца, становятся белыми карликами. Остатки сверхновых, масса которых превышает массу Солнца в 1,4–2,1 раза, превращаются в нейтронные звёзды. Остатки, масса которых превышает массу Солнца более чем в 2,1 раза, не могут противостоять сжатию и превращаются в чёрные дыры.
Глава двадцать седьмая
На следующий день – это был день конкурса – Джордж выскочил из дома раньше обычного. Он сбегал попрощаться с Фредди, поцеловал маму, сунул в портфель книгу Эрика о чёрных дырах и вихрем помчался к двери, на ходу дожёвывая завтрак. Папа предложил подвезти его в школу на велосипеде, но Джордж только крикнул: «Нет, пап, спасибо!» – и был таков. Родители переглянулись и пожали плечами.
Джордж выбежал на улицу и оглянулся: не машут ли ему с крыльца папа и мама? Убедившись, что никто не машет, он повернул не направо, как всегда, а налево. Времени у Джорджа было в обрез, поэтому он бежал со всех ног, а в голове его вертелись разные мысли.
Он думал об Эрике, которого проглотила чёрная дыра, самая могущественная сила во Вселенной. Он думал о Космосе и о том, найдёт ли он его там, куда сейчас направляется. Он думал про Анни и про то, как они встретятся на конкурсе. Поверит ли она, что бывший коллега её папы коварно заманил его в космос, навстречу смертельной опасности?
Теперь Джордж понимал, почему Анни выдумывала всякие небылицы: после чудес Вселенной обыденная жизнь казалась скучной и пресной. Он вообще не мог представить, как жил раньше, до знакомства с Анни, Эриком и Космосом. Точнее, мог, но не хотел… Он должен, он обязан спасти Эрика!
Джордж понятия не имел, зачем доктор Линн заманил Эрика в чёрную дыру и выкрал его потрясающий компьютер. Но он точно знал, что Линн затеял это не для блага человечества, науки, Эрика или ещё кого-нибудь. Какова бы ни была цель Злинна, можно не сомневаться: цель эта самая что ни на есть отвратительная!
И ещё Джордж на бегу думал о научном конкурсе, до которого оставалось всего несколько часов. Вот если бы он и вправду очень хорошо рассказал о Солнечной системе, всех победил и выиграл компьютер, тогда даже папа, наверно, смягчился бы и разрешил взять этот компьютер домой. Однако Джордж точно знал: победа ему не светит – по той простой причине, что он вообще не явится на конкурс. Дело в том, что он разработал хитроумный план по спасению Эрика. Отказаться от мысли о конкурсе было нелегко, но Джордж знал, что у него просто нет другого выхода, если он хочет вызволить Эрика из чёрной дыры.
Джордж добежал до дома 42 на Лесной улице и остановился перевести дыхание. Тяжело дыша, он разглядывал дом. Дорожка вела через покосившиеся обшарпанные ворота к огромному, неуклюжему старому особняку с мрачноватыми башенками на крыше.
Джордж на цыпочках подкрался к самому большому окну. Сквозь немытое стекло он увидел мебель под пожелтевшими чехлами, и затянутый паутиной потолок. Осторожно прокладывая себе путь сквозь заросли крапивы, Джордж пробрался к другому окну, которое было слегка приоткрыто, и сунул туда нос.
В комнате царил жуткий беспорядок: спутанные провода, трубки, стеклянные колбы, в которых бурлили и пузырились разноцветные жидкости; а посреди всего этого стоял Линн – спиной к окну и лицом к компьютеру, экран которого излучал зеленоватое свечение. Даже со спины Джорджу было прекрасно видно, что Злинн вне себя от злости. Он яростно колотил по клавиатуре всеми десятью пальцами, словно исполнял сложный пассаж на фортепьяно. Через приоткрытое окно доносился злобный голос.