Чорні діри – пояснення для дітей

Що таке Чорна діра – пояснення для дітей: опис з фото, як знайти в космосі Всесвіту, як з’являються, смерть зірки, надмасивні чорні діри галактик.

Для самих маленьких батьки або в школі повинні пояснити, що сприймати чорну діру як пусте місце – груба помилка. Навпаки, в ній сконцентровано неймовірна кількість матерії, яка замкнута в маленькому просторі. щоб пояснення для дітей було більш барвистим, просто уявіть, що ви взяли зірку в 10 разів масивніше Сонця і спробували впихнути в область розміром з Нью-Йорк. Через такого тиску, гравітаційне поле знаходить настільки велику силу, що ніхто і навіть світловий промінь не може вирватися. З розвитком технологій НАСА вдається все більше дізнатися про цих загадкових об’єктах.

почати пояснення для дітей можна з того, що терміна «чорна діра» не існувало до 1967 року (ввів Джон Уілер). Але до цього вже кілька століть згадувалося про існування дивних об’єктів, які своєю щільністю і масивністю не випускають світло. Їх навіть передбачив Альберт Ейнштейн в загальній теорії відносності. Вона довела, що при смерті масивної зірки залишається невелике щільне ядро. Якщо зірка по масі в три перевищує сонячну, то сила тяжіння перемагає інші сили, і ми отримуємо чорну діру.

Процес формування чорної зірки

Звичайно, важливо пояснити дітям, що дослідники не мають змоги спостерігати ці особливості безпосередньо (телескопи знаходять лише світло, рентгенівське випромінювання та інші форми електромагнітного випромінювання), так що чекати фото чорної діри не доводиться. Але можна вирахувати їх місце розташування і навіть визначити розмір через вплив, який вони чинять на навколишні об’єкти. Наприклад, якщо вона пройде крізь хмару міжзоряного матерії, то в процесі почне втягувати речовина всередину – аккреция. Те ж саме повториться, якщо поблизу пройде зірка. Правда зірка може розірватися.

У момент притягнення речовина нагрівається і прискорюється, випускаючи в простір рентгенівські промені. Недавні відкриття помітили кілька потужних сплесків гамма-променів, демонструючи процес пожирання дірою сусідніх зірок. У цей момент вони стимулюють зростання одних і зупиняють у інших.

Смерть зірки – початок для чорної діри

Велика частина чорних дір з’являється із залишкового матеріалу вмираючих великих зірок (вибух наднової). Менші за розміром зірки перетворюються в щільні нейтронні, яким не вистачає масивності, щоб утримувати світло. Якщо маса зірки більше сонячної в 3 рази, то вона стає кандидатом на пост чорної діри. важливо пояснити дітям одну цікавинку. Коли зірка руйнується, то її поверхня наближається до уявної поверхні (горизонт подій). Час на самій зірці стає повільніше, ніж у спостерігача. Коли поверхня наздогнала горизонту подій, то час завмирає, і зірка не може руйнуватися – заморожений руйнується об’єкт.

Чорні діри в центрах зливаються галактиках

Більші чорні діри здатні з’являтися після зоряного зіткнення. Після запуску в грудні 2004 року телескопу НАСА вдалося помітити сильні швидкоплинні спалахи світла – гамма-випромінювання. Після цього Чандра і Хаббл зібрали дані про подію і зрозуміли, що ці спалахи могли бути наслідком зіткнення чорної діри і нейтронної зірки, що породжує нову чорну діру.

Хоча в процесі освіти діти і батьки вже розібралися, але загадкою залишається один момент. Здається, ніби діри існують в двох різних масштабах. Є безліч чорних дір – залишки масивних зірок. Як правило, вони в 10-24 разів масивніше Сонця. Вчені постійно бачать їх, якщо стороння зірка наближається критично близько. Але більшість чорних дір існують ізольовано і їх просто не можна помітити. Однак, якщо судити за кількістю зірок, що володіють достатнім розміром, щоб стати кандидатом на чорну діру, то в Чумацькому Шляху таких чорних дір повинна бути присутньою десятки мільйонів мільярдів.

Є також і надмасивні чорні діри, які в мільйон і навіть мільярд разів перевершують за розмірами наше Сонце. Вважають, що такі монстри живуть в центрах практично всіх великих галактик (і в нашій).

Для най менших буде цікаво дізнатися, що довгий час вчені вважали, ніби середнього розміру для чорних дір не існує. Але дані Чандри, XMM-Newton і Хаббла показують, що вони є.

Можливо, надмасивні чорні діри з’являються через ланцюгової реакції, викликаної зіткненням зірок в компактних скупченнях. Через це накопичується дуже багато масивних зірок, які руйнуються і виробляють чорні діри. Потім ці скупчення займають галактичний центр, де чорні діри зливаються і перетворюються в надмасивної представника.

Ви вже могли зрозуміти, що у вас не вийде помилуватися на чорну діру в високій якості в режимі онлайн, тому що ці об’єкти не випускають світло. Але дітям буде цікаво вивчити фото і схеми, створені на основі контакту чорних дір і звичайної матерії.

Ссылка на основную публикацию