Свойства черных дыр
Для другого наблюдателя структура черной дыры выглядит чрезвычайно простой. Во время коллапса звезды в черную дыру за малышку частное секунды (по часам удаленного наблюдателя) все ее внешние особенности, связанные с неоднородностью исходной звезды, излучаются в виде гравитационных и электромагнитных волн. Которая образовалась стационарная черная дыра “забывает” всю информацию о исходной звезде, помимо трех величин: полной массы, момента импульса (связанного с вращением) и электрического заряда. Изучая черную дыру, уже невозможно узнать, складывалась ли исходная звезда с вещест-в или антивещества, имела ли она форму сигары или блина и т.п. В реальных астрофизических условиях за-переодетая черная дыра будет притягивать к себе с межзвездной среды частицы противоположного знака, и ее заряд скоро станет нулевым. Оставленный стационарный объект либо будет невращающейся “шварцшильдо-вытье черной дырой”, которая характеризуется только массой, либо которая вертится “керровской черной дырой”, которая характеризуется массой и моментам импульса. Единственность показанных повыше типов стационарных черных дыр была доказанная в рамках общей теории относительности В.Израэлем, Б.Картерам, З.Хокингом и Д.Робинсонам.
Согласно общей теории относительности, пространство и время перекривляются гравитационным полем массивных тел, причем наибольшее искривление отбывается сблизи черных дыр. Когда физики произносят о интервалах времени и просторы, они имеют в виде числа, считанные с которые-нибудь физических часов и линеек. Например, роль часов может играть молекула с определенной частотой покачиваний, количество изверго-рых промеж двумя событиями можно назвать “интервалам времени”. Отлично, что гравитация действует на все физические системы одинаково: все часы показывают, что время замедляется, а все линейки - что про-странство растягивается сблизи черной дыры. Это означает, что черная дыра перекривляет кругом себя геомет-рию просторы и времени. Вдалеке от черной дыры это искривление мало, а сблизи да заглавно, что лучи све-та могут двигаться кругом ее по окружности. Вдалеке от черной дыры ее поле притяжения в точности описыва-ется теорией Ньютона для тела такой же массы, но сблизи гравитация становится значительно крепче, чем предсказывает ньютонова теория. Любое тело, падающее на черную дыру, задолго к пересечения горизонта событий будет разорванное на части могучими приливными гравитационными силками, которые возникают из-за разницы притяжения на разных расстояниях от центра.
Черная дыра всегда готовая поглотить вещество или излучение, увеличив этим свою массу. Ее взаимо-действие с окружающим миром определяется простым принципом Хокинга: площадь горизонта событий чер-ной дыры никогда ни уменьшается, когда ни учитывать квантового рождения частиц.
Дж.Бекенстейн в 1973 предположил, что черные дыры подчиняются тем же физическим законам, что и физические тела, испускающие и поглощающие излучение (модель “абсолютно черного тела”). Под влия-нием этой идеи Хокинг в 1974 показов, что черные дыры могут выпускать вещество и излучение, но заметно это будет только в том случае, когда масса самой черной дыры относительно невеликая. Такие черные дыры мог-рождаться ли сразу после Большого взрыва, с которого началось расширение Вселенной. Массы этих первич-ных черных дыр должны быть ни более 1015 г (как в невеликого астероида), а размер 10 15 м (как в протона или нейтрона). Могучее гравитационное поле сблизи черной дыры рождает пары частице-античастица; одна с частиц каждой поры поглощается дырой, а вторая выпускается наружу. Черная дыра с массой 1015 г должно вести себя как тело с температурой 1011 К. Идея о “испарения” черных дыр целиком противоречить класс-сическому предоставлению о их как о телах, ни способных излучать.