 
|
-
Во Вселенную со Стивеном Хокингом. Рассказ обо всем / Into the Universe with Stephen Hawking. The Story of Everything
Часть 4
Когда мне было 20 лет, я провел математические расчеты черной дыры, но тогда это мало кого заинтересовало. Зато сейчас это очень модный предмет исследований. Физики всего мира изучают поведение черной дыры. Сегодня мы знаем, что черные дыры не только удивительны сами по себе, но они так же играют фундаментальную роль в образовании галактик и рассказывают нам, как наша Вселенная может закончиться.
Черная дыра образуется, когда большая звезда, скажем в 20 раз большая нашего Солнца, прекращает свое существование. Такая звезда не похожа на наше Солнце. Она стала нестабильной. У нее конвульсии. Ведь близок час ее смерти. В конце концов, у нее заканчивается топливо, и она начинает уменьшаться, становясь все плотнее и плотнее. Горячее и горячее.
Эта огромная звезда и во всей Вселенной нет силы, способной остановить ее коллапс. У нее настолько тяжелое ядро, что оно продолжает падать само на себя. Гравитация исполняет пляску Святого Витта. За 15 секунд эта неудержимая сила разбивает звезду, и из огромной звезды, диаметром миллионы километров, она превращается в маленькую звездочку диаметром всего 18 километров.
Вся ее прежняя масса сохранилась, но ее собственный вес тянет ее вниз. Она становится все меньше и меньше. Температура ее ядра увеличивается до 100 миллиардов градусов.
Внешние слои отрываются и создают новую звезду. Но глубоко в центре ядро падает в так называемый гравитационный колодец. Он обваливается в одну точку и рождается черная дыра. Она притягивает все. И даже свет.
Трудно представить насколько плотная может быть эта черная дыра. Но я попробую это сделать, используя для этого нечто очень знакомое, а именно Землю. Представьте, что я сжимаю и разбиваю нашу планету, пока мне на смену ни придет гравитация и не образуется черная дыра. Насколько она должна быть маленькой, чтобы быть поглощенной своим собственным гравитационным ртом? Сейчас она диаметром 13 километров. Мне надо уменьшить ее до горошины.
Когда я занимался изучением черной дыры, самым обычным открытием было то, что черная дыра не может быть идеально черной, по той же причине, по которой ранняя Вселенная не могла быть идеально распространена.
В мире нет ничего идеального. Вероятно, черные дыры испускали радиацию. Чем меньше черная дыра, тем выше радиация. И даже крохотная черная дыра, масса которой равна горному хребту будет светиться.
В космосе черные дыры гораздо больше. Масса маленьких в 4 раза превышает массу Солнца, а их диаметр – 22,5 километра. Есть дыры побольше. Их масса равна массе тысяч Солнц. И наконец, есть огромные черные дыры. Это сверхмассивные черные дыры, находящиеся в центрах галактик, аналогичных нашей.
Считается, что черная дыра имеет массу равную четырем миллионам Солнц, а ее диаметр составляет 16,5 миллионов километров. Подобные черные дыры это тяжелые втулки вокруг, которых вращаются многие галактики, включая и наш млечный путь. Это что-то вроде стабилизатора, предающего им форму и конфигурацию.
Спустя 8 миллиардов лет после Большого Взрыва, благодаря такому длительному периоду везения мы получили галактики, медленно вращающиеся вокруг гигантских черных дыр. Теперь все подготовлено для появления того что бесспорно ближе нашему сердцу. Я говорю о нашем Солнце, Земле и в итоге о нас.
Наша солнечная система – место, которое мы называем своим домом, удалена от центра нашей галактики – млечного пути на 26 тысяч световых лет. Это одна треть всего расстояния до нее. Рассказ о том, как эти огромные планеты начали вращаться вокруг этой желтой звезды среднего размера, охватывает отрезок в 6 миллиардов лет. Но у меня нет столько времени, поэтому я его немного ускорю. Мой рассказ начинается со взрыва. Очень давно взорвалась одна древняя звезда и загрязнила космос кружащимися облаками субстанции, которую она создала за годы своего существования, а так же тяжелыми металлами, созданными ею уже в момент своей смерти.
Нам это известно, потому что и сегодня мы видим в космосе аналогичные поля пыли. Они называются туманностями. И они очень красивые.
Все туманности отличаются друг от друга. В нашем случае облака содержали азот, кислород, железо, двуокись кремния, а так же другие элементы, необходимые для создания мира подобного нашему. Затем неустанная гравитация стала их друг к другу притягивать, и началось строительство, в результате которого и появились все планеты. Начали образовываться огромные спирали пыли, и в центре одной из них стала формироваться гористая планета по имени Земля, построенная из звездной пыли с помощью гравитации. Через 100 миллионов лет она выросла в огромный шар, соединив в себе миллиарды тонн звездного хлама.
Вот откуда произошла наша Земля, а значит и мы с вами. Но наша планета так и осталась огромным стерильным шаром, на котором были бы только камни, металл и минералы, если бы не одно событие. Еще одно проявление сил природы.
В 139,5 миллионах километров отсюда в самом сердце гигантской туманности давление и температура шара из водородного газа так сильно поднялись, что атомы начали соединяться. Рождалась новая звезда – наше Солнце.
Когда Солнце зажглось, оно выпустило огромные пары солнечного ветра – радиоактивный выплеск энергии. Он отогнал оставшиеся от туманности пыль и газ к окраинам солнечной системы и поэтому сегодня здесь чистота и порядок. На задворках солнечной системы находятся такие огромные газовые планеты, как Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун. А ближе – более плотные, каменистые планеты: Меркурий, Венера, Марс и конечно Земля. К счастью для нас Солнце имеет диаметр 1297500 километров – самый подходящий размер чтобы оно могло постоянно гореть в течение очень длинного периода времени – 8 миллиардов лет. Как раз столько, чтобы начались новые эволюционные процессы, а именно жизнь.
