«Чёрная дыра»

Определение "«Чёрная дыра»" в Большой Советской Энциклопедии

«Чёрная дыра»

«Чёрная дыра», космический объект, возникающий в результате релятивистского коллапса гравитационного массивных тел. Катастрофическая гравитация сжатием (коллапсом) может заканчиваться, в частности, эволюция звёзд, масса которых к моменту сжатия превышает некоторую критическую величину. Значение критической массы точно не определено и в зависимости от принятого уравнения состояния вещества меняется от 1,5  до 3  даже тогда, когда никакое вещество на неё не падает. Энергия этого излучения черпается из энергии гравитационного поля ««Чёрная дыра»», что со временем приводит к уменьшению массы ««Чёрная дыра»». Однако из-за низкой эффективности процессы квантового излучения несущественны для массивных ««Чёрная дыра»», возникающих в результате коллапса звёзд. На ранних (горячих и сверхплотных) этапах развития Вселенной в ней из-за неоднородного распределения вещества могли образоваться ««Чёрная дыра»» с различной массой — от 10^¾5 г до массы Солнца и больше. В отличие от ««Чёрная дыра»» — сколлапсировавших звёзд эти ««Чёрная дыра»» получили назв. первичных. Процессы квантового излучения уменьшают массу ««Чёрная дыра»», и к настоящему времени все первичные ««Чёрная дыра»» с массой меньше 10¹⁵ г должны были «испариться». Интенсивность и эффективная температура излучения ««Чёрная дыра»» увеличиваются с уменьшением её массы, поэтому на последней стадии (для массы порядка 3^.10⁹ г) «испарение» ««Чёрная дыра»» представляет собой взрыв с выделением 10³⁰ эрг за 0,1 сек. Первичные ««Чёрная дыра»» массой большей чем 10¹⁵ г остались практически неизменными. Обнаружение первичных ««Чёрная дыра»» по их излучению позволило бы сделать важные выводы о физических процессах, протекавших на ранних стадиях эволюции Вселенной.

Поиски ««Чёрная дыра»» во Вселенной представляют собой одну из актуальных задач современной астрономии. Предполагается, что ««Чёрная дыра»» могут быть невидимыми компонентами некоторых двойных звёздных систем. Однако этот вывод не достоверен, т.к. одна из звёзд двойной системы, будучи нормальной звездой, может оказаться невидимой на фоне более сильного свечения второй компоненты. Др. метод отождествления ««Чёрная дыра»» в двойных системах основывается на изучении свечения вещества, которое перетекает к ««Чёрная дыра»» с соседней (обычной) звезды. Вблизи ««Чёрная дыра» » из перетекающего вещества образуется диск, его слои движутся вокруг ««Чёрная дыра»» с различными скоростями (см. рис.). Из-за трения между соседними слоями вещество в диске нагревается до десятков миллионов градусов, и внутренние области диска излучают энергию в рентгеновском диапазоне электромагнитного спектра. Аналогичное излучение будет рождаться и в том случае, если на месте ««Чёрная дыра»» в двойной системе будет находиться нейтронная звезда, но последняя не может иметь массу больше некоторого предельного значения. В результате космических исследований открыто большое число источников рентгеновского излучения в двойных звёздных системах. Наиболее вероятным кандидатом в ««Чёрная дыра»» является рентгеновский источник Лебедь Х-1. Масса источника в этой двойной системе, которую можно оценить из наблюдаемой скорости движения оптической звезды по орбите и законов Кеплера, превышает 5  10⁶—10⁸ ) и наблюдаемая активность этих объектов обусловлена падением на ««Чёрная дыра»» окружающего их газа.

Лит.: Зельдович Я. Б., Новиков И. Д., Теория тяготения и эволюция звёзд, М., 1971; Пенроуз Р., «Черные дыры», «Успехи физических наук», 1973, т. 109, в. 2; Шкловский И. С., Звезды: их рождение, жизнь и смерть, М., 1975, Торн К., Поиски черных дыр, пер. с англ., «Успехи физических наук», 1976, т. 118, в. 3; Фролов В. П., Черные дыры и квантовые процессы в них, там же; Шакура Н. И., Нейтронные звезды и «черные дыры» в двойных звездных системах, М., 1976; Новиков И. Д., Черные дыры во Вселенной, М., 1977; Мизнер Ч., Торн К., Уилер Дж., Гравитация, пер. с англ., т. 1¾3, М., 1977.
  Н. И. Шакура.