Темная материя. Черные дыры. Кротовые норы

Тайны неба и последние исследования астрономов

Лекция Анатолия Черепащука, профессора, академика РАН, директора Государственного Астрономического Института им. Штернберга.

В лекции предлагается  современное представление о возникновении и развитии Вселенной; о том, как ведутся поиски жизни вне Земли и о результатах этих поисков; о загадочных и фантастических свойствах черных дыр и о том, как их находят и "взвешивают"; о самых последних открытиях в астрофизике - антигравитации, "темной материи" и "темной энергии".

Черепащук Анатолий Михайлович, российский астроном, определил радиусы и температуры звезд типа Вольфа-Райе в двойных системах, массу оптического компонента черной дыры в рентгеновской двойной системе Лебедь X-1. Обнаружил оптические затмения в релятивистской звездной системе SS 433, чем доказал ее двойственность. За достижения в области науки в 2008 году был удостоен государственной премии.

Темная материя

Обычное вещество (так называемое барионное), из которого состоим мы сами, наша планета Земля, Солнце и галактики, составляет лишь около 5% всей материи Вселенной. Природа же остальных ее 95% остается изученной слабо; ученым не совсем ясно, из чего она состоит. Эти 95% можно разделить еще на две части: 25% относят к так называемой темной материи, а оставшиеся 70% — это темная энергия, самая загадочная сущность из перечисленных.

Притяжения галактик не хватает на то, чтобы удержать их в скоплениях, поэтому при их скоростях (до 1 тыс. км/с) они бы давно разлетелись и скопления разрушились. Однако этого не происходит. Создается ощущение, что видимая часть галактики погружена в некую темную материю, масса которой много больше массы звездной компоненты и притяжение которой сохраняет цельность звездной системы.

Есть еще одно свидетельство существования темной материи: масса скопления галактик больше, чем их звездная масса. Об этом говорит поведение газа с температурой в 100 млн градусов, который оседает в центре скоплений галактик. При такой температуре скорость движения атомов газа такова, что они должны бы неминуемо разлететься в окружающий космос. Но этого не случается — видимо, как раз за счет сил притяжения темной материи. Причем величина этих сил оценивается в 6-7 раз больше величины обычной звездной гравитации.

Черные дыры

Черные дыры — объекты от десяти до миллиарда солнечных масс — предсказаны теорией относительности и ни один из открытых кандидатов в черные дыры (а их уже более тысячи) не нарушил эту теорию.

Что такое черная дыра? Это компактный объект, чудовищное тяготение которого таково, что даже свет не может покинуть его пределов. Если, например, мы уменьшим радиус нашей Земли в четыре раза (при сохранении ее массы), то вторая космическая скорость (скорость, необходимая, чтобы некий предмет мог покинуть гравитационное поле Земли) увеличится в два раза, а если мы сожмем Землю всего до 9 мм, то вторая космическая скорость будет равна скорости света, то есть свет не будет в состоянии вырваться из такого объекта.

Кротовые норы

Чтобы получить черную дыру, необходимо сжать барионное вещество. Если же мы будем сжимать вещество с отрицательным тяготением — темную энергию, то мы получим объект, называемый «кротовой норой». У нее в центре нет сингулярности и отсутствует горизонт событий. Поэтому «посетив» кротовую нору, ее можно покинуть в отличие от более драматичной черной дыры. По ней можно гулять в пространстве, а также и во времени. Если мы имеем две галактики, отделенные расстоянием в миллион световых лет, то мы потратим миллион лет, если пойдем напрямик. Если же между этими галактиками создать кротовую нору, то можно преодолеть это расстояние за несколько секунд. Причем в кротовой норе время меняет свой ход, и здесь уже остается несколько шагов до создания столь желанной машины времени.

После лекции в 22.30 - состоится ретроспективный показ фильма "Завещание профессора Доуля"

Режиссер - Леонид Менакер (Ленфильм, 1984, 87 мин).