17-11-2017 20-11-2018

19:30 | 26.04.24

Колаж: Юли Илиев, Dir.bg

Проф. Бачев от БАН: Създаване на черна дупка може да ни изстреля в Космоса, но и да ни унищожи

При успех е възможно да получим енергия, но и най-малката грешка ще бъде с ужасяващи последствия

07:11 | 27 октомври 2018 | Автор: Стоян Гогов 95 10890

Наличието на области с безкрайно голяма гравитация, където времето едва ли не спира, пространството изчезва, а светлината бива "изсмуквана" звучи като нещо, което бихме прочели във фантастичен роман или бихме гледали в холивудски блокбастър. Истината обаче е, че подобни места наистина се срещат в нашата Вселена, като за съществуването им пише самият Айнщайн.

Още по темата

Тази странни места, които сякаш са извън нашата реалност, се наричат черни дупки. Със своята мистериозност те привличат не само учените и писателите, но и журналистите и широката публика. За жалост ниската осведоменост относно реалната природа на черните дупки често води до появата на фалшиви слухове и новини, които оставят мнозина с погрешни представи за тези космически обекти.

Именно заради това се свързахме с професор д-р Румен Бачев от БАН. Той е част от екипа на Института по астрономия с Национална астрономическа обсерватория към БАН и от дълги години се занимава с изучаване и проучване на черните дупки. Ето какво ни каза той:

- Какво са черните дупки и има ли ги наистина?

- Според Общата Теория на Относителността, черните дупки са особени области от пространство-времето, които не могат да бъдат напуснати от нищо - предмет, светлина или информация. Грубо и неточно, но образно казано, пространството там е толкова изкривено, че един вид се е самозатворило в себе си. От по-класическа гледна точка, всяко масивно тяло (например звезда или планета) може да бъде напуснато само от предмет, който притежава т.нар. втора космическа скорост, която за Земята е ок. 11 км/сек. С други думи, ракета, движеща се с тази скорост може да напусне Земята, докато камък, хвърлен нагоре ще стигне донякъде и ще се върне обратно.

Втората космическа скорост расте колкото по-масивно и по-компактно е едно тяло, и може да достигне дори скоростта на светлината (300 000 км/сек) при много масивни и компактни обекти. Когато това се случи, тялото се превръща в черна дупка. Черната дупка може само да поглъща вещество и светлина, но не може да бъде напусната от нито едно от тях, понеже нищо не може да се движи с по-висока скорост от тази на светлината.

Идеята е, че втората космическа скорост при черната дупка е по-голяма от скоростта на светлината, а за да напусне едно тяло (или светлина) притеглянето на такъв обект, трябва да му придадем скорост, по-голяма от втората космическа (т.е. от светлинната в случая).

Виж още Немски учени откриха черна дупка, която обядва

Никой не може да каже с абсолютна сигурност дали черните дупки съществуват, но са наблюдавани много астрофизически обекти, които имат твърде подобни характеристики и за тях е много трудно да се намери друго обяснение.

- Може ли една черна дупка да бъде видяна и дори снимана?

- Ако имаме достатъчно мощен телескоп, черната дупка би се видяла като тъмен диск на по-светлия околен фон. С такива инструменти, обаче все още не разполагаме, макар че скоро това може да се промени. Това, което наблюдаваме са всъщност процеси, протичащи около самата черна дупка. Заради изключителната гравитация, околните газове се ускоряват и загряват до огромни температури, преди да паднат в дупката. Светлината от тези нагрети газове е това, което наблюдаваме.

- Как може да се открие черна дупка?

- Освен от характерните процеси в околността на черната дупка, тя може да се открие по движението на близките до нея звезди. Това движение ще протича с много високи скорости, без затова да има видима причина, т.е. имаме някъде много силно гравитационно поле, но не виждаме какво го причинява. Това е индикация за присъствието на черна дупка. Така е открита масивната черна дупка в центъра на нашата Галактика.

Виж още Гигантска черна дупка озадачи учените

- Защо гравитационните вълни са интересни на учените, какво са те и могат ли да намерят практично приложение? Могат ли гравитационните вълни да изкривяват времето и пространството?

- Гравитационните вълни бяха засечени съвсем неотдавна (2015 г.). Събитието беше интерпретирано като сливане на две черни дупки. Самите гравитационни вълни едва ли имат в момента практическо приложение, но самото им присъствие потвърждава валидността на Общата Теория на Относителността. Гравитационните вълни не изкривяват глобално пространство-времето, те самите са негови минимални колебания (изкривявания).

- Имат ли учените някаква идея какво става във вътрешността на черната дупка?

- Лично аз - не. Границата на черната дупка (т.нар. хоризонт на събитията) може да се разглежда от отдалечен наблюдател в известен смисъл като граница на нашата наблюдаема Вселена, а въпроси, свързани с това какво има извън Вселената, аз лично намирам за некоректни. Което не означава, че няма теоретици и философи, които имат мнение по въпроса.

Виж още Черна дупка поглъща материя рекордно бързо

- А какво се случва на повърхността на черната дупка?

- Черната дупка няма повърхност, както звездите и планетите, тя има хоризонт на събитията, т.е. фиктивна граница отвъд която просто не можем да видим каквото и да било. Най-интересните процеси обаче протичат на известно разстояние извън хоризонта.

При падането на газовете (плазмата) върху черната дупка, те формират т.нар. акреционен диск, чиято температура нараства навътре, достигайки много високи стойности. Може да се покаже, обаче, че този акреционен диск отделя най-много енергия не непосредствено на хоризонта на събитията, а на някакво неголямо разстояние от него.

- Вярно ли е, че черната дупка действа и като своеобразна машина на времето?

- Силната гравитация забавя времето, като част от изкривяването на пространство-времето (именно което е и гравитацията, съгласно Общата Теория на Относителността), но това е общо-взето всичко. Тези от вас, които все още помнят какво е това касетофон, могат да си представят следното: Можете да накарате музиката да звучи в по-бавно темпо (заради изтощени батерии, например), но нямате копчета за превъртане на касетата назад или напред, нито можете да накарате музиката да върви "наобратно". Така, че ако прекарате известно време в близост до черна дупка, ще се окажете относително по-млад от вашия брат близнак при последвалата ви среща, но само толкова.

Виж още Наблюдаваха как черна дупка поглъща супер-Юпитер

- Възможно ли е цялата информация, за нещата вътре в черната дупка да се унищожава и има ли начин тя да бъде "извлечена"?

- Стивън Хокинг твърдеше последно, че извличането на информацията от черната дупка е принципно възможно. Той самият преди това твърдеше обратното. Но дори и да е така, не виждам в това да има някакъв особен смисъл, като обаче не съм и специалист по темата за информационния парадокс. Въпросът съвсем не е решен категорично.

- Възможно ли е човечеството да създаде миниатюрна черна дупка и би ли могла тя да се използва за нещо? Как би могла да се създаде изкуствена черна дупка и би ли било това възможно на днешното ни ниво на развитие?

- Принципно е възможно да се създаде миниатюрна черна дупка, но това е въпрос на едно по-далечно бъдеще. Такава черна дупка, обаче вероятно ще унищожи Земята като я поглъща постепенно, защото веднъж привлечена от земното гравитационно поле, без да сме я "изстреляли" предварително с 11 км/сек, тя ще си остане завинаги тук и ще "смуче" непрекъснато околна земна материя. Възможно е обаче (поне на теория), да и придадем електричен заряд и да я контролираме в силно магнитно поле. Тогава черната дупка би могла да произвежда енергия, без да е заплаха за Земята. При най-малката грешка обаче, последствията ще са меко казано ужасяващи. По-приемливо изглежда такава миниатюрна черна дупка да се използва в двигател при междузвездни пътувания, където енергията, отделена при поглъщането на вещество от дупката, ще се използва за ускорение на кораба. Естествено всичко това е въпрос на далечното бъдеще.

Виж още Звезди се образуват до черна дупка в Млечния път

Изглежда съществува минимална теоретична възможност, според отделни учени, миниатюрна черна дупка да се създаде непреднамерено в някои ускорител, като Големия Адронен Колайдер. Дали това е възможно, можем да разберем със сигурност единствено по трудния начин.

- Какви са българските постижения в областта на черните дупки и гравитационните вълни?

- В Института по Астрономия към БАН, ние изучаваме основно т.нар. свръх-масивни черни дупки, намиращи се в центровете на масивните галактики. Изучаваме процесите на активност около такива черни дупки. Светлината от нагорещените газове в тяхната околност често е по-мощна от светлината на цялата галактика със стотиците милиарди звезди в нея. Такива процеси не се наблюдават на Земята и тяхното изучаване и разбиране са от съществено значение за развитието на съвременната физика. Нашите изследвания обикновено са част от широки международни колаборации, при които избрани обекти се наблюдават с оптически, радио, рентгенови и гама обсерватории (наземни и космически). Нашият принос е основно в областта на оптическата астрономия, тъй като притежаваме относително мощен инструмент, какъвто е двуметровият телескоп на Националната обсерватория Рожен.

ИЗБРАНО