Космос и астрономия 12 февруари 2026 г. · 2 коментара
Избягалите черни дупки очевидно са нещо… Кредит за изображение: CC BY-SA 2.5 Ален р
Сценарий за края на света, за който не се говори много, е какво би се случило, ако бъдем посетени от заблудена черна дупка.
Дейвид Блеър: Миналата година астрономите бяха очаровани от астероид-беглец, преминаващ през нашата Слънчева система от някъде далеч отвъд. Движеше се с около 68 километра в секунда, малко над двойната скорост на Земята около Слънцето.
Представете си, ако беше нещо много по-голямо и по-бързо: черна дупка, движеща се с повече от 3000 км в секунда. Нямаше да го видим да идва, докато интензивните му гравитационни сили не започнаха да блъскат около орбитите на външните планети.
Това може да звучи малко смешно – но през последната година се събраха няколко линии доказателства, които показват, че такъв посетител не е невъзможен. Астрономите са видели ясни признаци на бягащи свръхмасивни черни дупки, разкъсващи други галактики, и са открили доказателства, че по-малки, неоткриваеми бегълци вероятно също има там.
Избягали черни дупки: теорията
Историята започва през 60-те години на миналия век, когато новозеландският математик Рой Кер намира решение на уравненията на общата теория на относителността на Айнщайн, които описват въртящи се черни дупки. Това доведе до две важни открития за черните дупки.
Първо, „теоремата за липса на коса“, която ни казва, че черните дупки могат да бъдат разграничени само по три свойства: тяхната маса, тяхното въртене и техния електрически заряд.
За второто трябва да помислим за известната формула на Айнщайн E = mc^2, която казва, че енергията има маса. В случай на черна дупка решението на Кер ни казва, че до 29% от масата на черна дупка може да бъде под формата на ротационна енергия.
Английският физик Роджър Пенроуз заключи преди 50 години, че тази ротационна енергия на черните дупки може да бъде освободена. Въртящата се черна дупка е като батерия, способна да освобождава огромни количества въртяща се енергия.
Една черна дупка може да съдържа около 100 пъти повече енергия, която може да се извлече, отколкото звезда със същата маса. Ако двойка черни дупки се слеят в една, голяма част от тази огромна енергия може да бъде освободена за няколко секунди.
Отне две десетилетия усърдни суперкомпютърни изчисления, за да се разбере какво се случва, когато две въртящи се черни дупки се сблъскат и слеят, създавайки гравитационни вълни. В зависимост от това как се въртят черните дупки, енергията на гравитационните вълни може да бъде освободена много по-силно в една посока от други – което изпраща черните дупки да се изстрелят като ракета в обратната посока.
Ако завъртанията на двете сблъскващи се черни дупки са подравнени по правилния начин, последната черна дупка може да бъде задвижвана от ракета до скорости от хиляди километри в секунда.
Учене от истински черни дупки
Всичко това беше теория, докато обсерваториите за гравитационни вълни LIGO и Virgo не започнаха да откриват писъци и цвърчене на гравитационни вълни, излъчвани от двойки сблъскващи се черни дупки през 2015 г.
Едно от най-вълнуващите открития беше за „звънене“ на черни дупки: подобно на камертон звънене на новообразувани черни дупки, което ни разказва за тяхното въртене. Колкото по-бързо се въртят, толкова по-дълго звънят.
Все по-добри и по-добри наблюдения на сливащи се черни дупки разкриха, че някои двойки черни дупки имат произволно ориентирани оси на въртене и че много от тях имат много голяма енергия на въртене.
Всичко това предполагаше, че черните дупки-бегълци са реална възможност. Движейки се с 1% от скоростта на светлината, техните траектории в космоса няма да следват извитите орбити на звездите в галактиките, а по-скоро ще бъдат почти прави.
Избягали черни дупки, забелязани в дивата природа
Това ни води до последната стъпка в нашата последователност: действителното откриване на черни дупки-беглеци.
Трудно е да се търсят сравнително малки избягали черни дупки. Но черна дупка-беглец с милион или милиард слънчеви маси ще създаде огромни смущения в звездите и газа около нея, докато пътува през галактика.
Предвижда се, че те ще оставят следи от звезди след себе си, образувайки се от междузвезден газ по същия начин, по който се образуват следи от облак в следите на реактивен самолет. Звездите се образуват от колабиращ газ и прах, привлечени от преминаващата черна дупка. Това е процес, който ще продължи десетки милиони години, докато избягалата черна дупка пресича галактика.
През 2025 г. няколко статии показаха изображения на изненадващо прави ивици от звезди в галактики, като изображението по-долу. Това изглежда е убедително доказателство за черни дупки-беглеци.
Една статия, ръководена от астронома от Йейл Питер ван Докум, описва много далечна галактика, заснета от телескопа Джеймс Уеб с изненадващо ярка обратна следа с дължина 200 000 светлинни години. Обратната следа показа ефектите на налягането, очаквани от гравитационното компресиране на газ при преминаване на черна дупка: в този случай тя предполага черна дупка с маса 10 милиона пъти по-голяма от тази на Слънцето, движеща се с почти 1000 km/s.
Друг описва дълга права обратна следа, пресичаща галактика, наречена NGC3627. Това вероятно е причинено от черна дупка с около 2 милиона пъти масата на Слънцето, движеща се с 300 км/сек. Нейната обратна следа е дълга около 25 000 светлинни години.
Ако съществуват тези изключително масивни бегълци, трябва да съществуват и техните по-малки братовчеди, защото наблюденията на гравитационните вълни предполагат, че някои от тях се събират с противоположни завъртания, необходими за създаване на мощни удари. Скоростите са достатъчно високи, за да пътуват между галактиките.
Така че бягащите черни дупки, разкъсващи се през и между галактиките, са нова съставка на нашата забележителна вселена. Не е невъзможно човек да се появи в нашата Слънчева система с потенциално катастрофални резултати.
Не трябва да губим сън заради това откритие. Шансовете са минимални. Това е просто още един начин, по който историята на нашата вселена е станала малко по-богата и малко по-вълнуваща, отколкото е била преди.
Дейвид Блеър, почетен професор, Център за върхови постижения на ARC за откриване на гравитационни вълни, OzGrav, Университет на Западна Австралия
Тази статия е препубликувана от The Conversation под лиценз Creative Commons.
Прочетете оригиналната статия.
Източник: Разговорът | Коментари (2)