Эволюция представлений о чёрных дырах по Ивану Хар

Эволюция представлений о чёрных дырах
по Ивану Харину   http://proza.ru/avtor/89629047867

Иван Шмаков 3 > Происхождение > Эволюция представлений о чёрных дырах по Ивану Харину

1.
    теоретические фантазии совсем без наблюдений
Дайджест
Тайны Мироздания .  История открытия чёрных дыр
Иван Харин                http://proza.ru/2026/07/31/766
по состоянию на 01.08.2026 :

1 / 1.
1783 , " английский физик , астроном и священник , а ещё и геолог Джон Мичелл " , « тёмная звезда »
2 / 1.
1796 , французский математик Пьер-Симон Лаплас ,
« Возможно , существуют настолько массивные звёзды , что свет от них не может улететь » ,
" ... позже Лаплас убрал эту историю из новых изданий книги .
    И дело здесь в том , что в начале XIX века всё сильнее побеждала волновая теория света .
А если свет — это волны , а не частицы , то
старая логика « гравитация тормозит частицу света » уже не действовала в отношении световых волн ,
что вызывало определённые сомнения в возможности существования невидимых массивных звёзд , удерживающих свет …
Но самое интересное здесь в том , что много лет спустя
другие учёные снова вернулись к этой мысли , когда стало ясно ,
что свет может быть и волной и частицей ( корпускулярно-волновой дуализм ) , — и поняли , что Лаплас был на верном пути ! "
3 / 1.
радиус Шварцшильда
" Настоящий прорыв случился с появлением общей теории относительности ( ОТО ) Альберта Эйнштейна
( окончательно сформулирована к 1915 году ) .   . . . . .   В том же 1915 году немецкий физик Карл Шварцшильд
нашёл первое точное решение уравнений Эйнштейна ,
которое описывало пространство-время вокруг сферического не вращающегося массивного объекта .
      В его решении всплыла особая величина  —  радиус Шварцшильда .
Это такой критический радиус :
если всю массу объекта сжать в сферу с таким радиусом ( или сделать объект ещё плотнее ) ,
то пространство-время искривится настолько сильно , что
образуется горизонт событий , и геометрия пространства-времени меняется настолько радикально ,
что возникает объект , из которого ничто не может выйти , — чёрная дыра .
      Это такая « точка невозврата » :
как только что-то ( даже свет ! ) пересекает эту границу , оно уже не может вырваться обратно .
В самом центре , в сингулярности ,
плотность становится бесконечной , а законы физики , какими мы их знаем , перестают работать .
      В рамках ОТО   д л я   л ю б о й   м а с с ы   ( разрядка моя , — И.Ш. ) можно рассчитать радиус Шварцшильда .
Это радиус сферы , на которой находился бы горизонт событий ,
если бы всю эту массу сжали в точку ( или в объём меньше этого радиуса ) .
      Радиус Шварцшильда для Земли — примерно 0,887 см ( чуть меньше сантиметра ) .  ...
      Для Солнца этот радиус составляет около 2,95 км .
При собственном радиусе Солнца примерно в 696 тысяч километров это ничтожно мало . "
4 / 1.
1963 , кольцо Керра
" В 1963 году новозеландский математик Рой Керр
нашёл решение уравнений для вращающейся чёрной дыры ( решение Керра ) .
      В не вращающейся чёрной дыре сингулярность  —  это точка с бесконечной плотностью в центре .
А в решении Керра она превращается в кольцо ( кольцевая сингулярность ) .
Представь не точку , а тонкое вращающееся колечко в самом центре — вот так выглядит сингулярность у вращающейся дыры .
•  Можно пролететь сквозь дырку в кольце .
В строгих расчётах получается , что если ты летишь не прямо в кольцо , а сквозь его середину ,
то ты не обязательно врежешься в сингулярность .   Это не значит , что там безопасно , : гравитация всё равно дикая .
Но чисто математически маршрут « сквозь центр кольца » выглядит иначе , чем « в лоб в кольцо » .
•  Там могут быть  « двери »   в другие места .
Некоторые математические модели говорят , что за кольцом
пространство может вести себя так , будто оно соединяет разные части Вселенной или даже разные Вселенные .
Это похоже на тоннель , который начинается в одном месте и выходит в другом .
Но это пока только красивые идеи на бумаге — мы не видели ни одного такого тоннеля в реальности .
•  Время и пространство меняются местами .
Это звучит странно , но в общей теории относительности именно так и бывает :
рядом с очень сильной гравитацией привычные понятия  « где »  и  « когда »  начинают путаться .
Внутри кольца эта путаница становится максимальной . "
5 / 1.
большая звезда   [ —— )   чёрная дыра
" Долгое время чёрные дыры оставались математической абстракцией .
Важно было понять :  а есть ли в природе механизм , который мог бы создать такой объект ?
      В 1930-х годах индийский астрофизик Субраманьян Чандрасекар
изучил , что происходит со звездой , когда она исчерпывает ядерное топливо .
Он показал :  конечный результат зависит от массы звезды .
Если масса превышает определённый предел ( позже его уточнили Оппенгеймер и Волков ) ,
звезда не может стабилизироваться как белый карлик или нейтронная звезда и коллапсирует дальше — в чёрную дыру .
      Позже Роберт Оппенгеймер и Хартланд Снайдер на идеализированной модели доказали ,
что массивная коллапсирующая звезда стягивается к своему гравитационному радиусу . "


2.
    первое наблюдение ЧД
Дайджест
Тайны Мироздания. История про Лебедя X 1
Иван Харин   http://proza.ru/2026/07/31/813
по состоянию на 05.08.2026 :

1 / 2.
1964 , рентген из созвездия Лебедя
      " В 1964 году учёные запустили в небо небольшую ракету
с особыми детекторами — не для того , чтобы фотографировать звёзды , а чтобы ловить невидимые лучи — рентгеновские .
Это как суперзрение , которое видит то , что обычный глаз не замечает .
      И вот , когда ракета поднялась высоко , детекторы вдруг « закричали » :
в созвездии Лебедя нашёлся невероятно мощный источник рентгеновского света ,
расположенный на расстоянии около 7000 световых лет от нас !   Его назвали Cygnus X 1 ( Лебедь X 1 ) . "
2 / 2.
двойная звезда , голубой гигант и невидимка
" Астрономы стали изучать этот участок неба и обнаружили :  там живёт непонятная звёздная пара .
      Одна звезда  —  огромная , яркая , голубая , словно гигантская ёлочная игрушка в Космосе .
Учёные дали ей имя HDE 226868 .
      А рядом с ней прятался  —  кто-то невидимый , но который оказывал на неё конкретное воздействие .
Он качал этот голубой гигант .
По тому , как сильно и как быстро голубая звезда качалась ,
астрономы смогли посчитать , сколько весит этот её сосед-невидимка , который тянет её к себе .
К 1974 году расчёты показали :
он тяжелее Солнца примерно в 21 раз !
А это слишком много для обычной звезды и даже для нейтронной звезды ( это такие сверхплотные « остатки » звёзд ) .
Значит , это могла быть только чёрная дыра .
И это стало первым убедительным доказательством существования чёрной дыры звёздной массы .
Вероятно , звезда сколлапсировала непосредственно в чёрную дыру , минуя взрыв сверхновой .
      Радиус горизонта событий такой чёрной дыры , согласно вычислениям ,
должен иметь всего лишь 300 км « в качестве верхней границы линейного размера области источника » .

      Второй компонент этой системы  —  видимая звезда , голубой сверхгигант с переменным блеском HDE 226868 ,
массой примерно 19 масс Солнца , а её радиус примерно в 20 раз больше нашего светила .
      Это молодая звезда , возрастом около 5 миллионов лет ,
о чём свидетельствует её химический состав ( отсутствие тяжёлых элементов ) .
Температура поверхности звезды около 31 000 Кельвина ( поэтому она голубая ) ,
из-за этого у неё очень мощная светимость  —  она ярче нашего Солнца примерно в 30 - 40 тысяч раз .
      Переменность светимости происходит
из-за приливного взаимодействия с её компаньоном — чёрной дырой ,
которая пытается тянуть её к себе , из-за чего форма звезды искажается ( становится каплевидной ) ,
и при вращении её блеск меняется примерно на 0,06 звёздной величины с периодом около 5,6 дня ,
это указывает на орбитальный период этой двойной системы .
Объекты находятся на расстоянии около 0,2 астрономической единицы друг от друга ,
а  [ период обращения ] *  составляет примерно 5,6 дня .
      Ещё учёные выяснили , что
сама чёрная дыра крутится как волчок — её горизонт событий делает больше 800 оборотов в секунду !
Почти на пределе возможного . "
———————
* Слова  " период обращения "  в цитируемом источнике отсутствуют .
Возможно , следует вставить  не  " период обращения " ,  а  " полупериод обращения " .


3.
    ЧД в центре Галактики
Дайджест
Тайны Мироздания .  История про Стрельца А
Иван Харин          http://proza.ru/2026/07/31/894
по состоянию на 06.08.2026 :

1 / 3.
2020 , Нобелевская премия
" В 2020 году Райнхарду Генцелю и Андреа Гез дали Нобелевскую премию за то , что они
десятилетиями следили за звёздами в центре нашей Галактики
и доказали , что в её центре на расстоянии около 27 тысяч световых лет от Земли сидит настоящий космический монстр . "
2 / 3.
многолетние наблюдения
" Астрономы долго наблюдали за центром Млечного пути ,
кропотливо фиксируя там положение звёзд и нанося их на карту движения .
      В итоге получилось настоящее космическое кино :
год за годом астрономы снимали , как звёзды кружатся вокруг … чего-то невидимого .
И кружатся не просто так , а по очень строгим дорожкам — будто их держит на невидимых нитках гигантский магнит .
... учёные смотрели на звёзды у самого сердца нашей Галактики и видели :
они носятся по эллипсам , то ускоряясь , то замедляясь , словно их тянет к одной точке .
      Особенно помогла звезда по имени S2  —  она стала настоящей звездой-детективом .
Она  обращается  вокруг  Стрельца А*  по  довольно вытянутой  эллиптической орбите .
Полный оборот занимает примерно 15,5–16 лет .
      Ключевой параметр  —  перицентр , то есть точка орбиты , где звезда ближе всего к чёрной дыре .
Для S2 это около 120 астрономических единиц ( а.е. ) .
Для масштаба :  расстояние от Солнца до Нептуна — примерно 30 а.е. , так что
120 а.е. — это всё ещё очень далеко в космических масштабах ( в полутора тысячах от горизонта событий ) ,
но крайне близко по меркам центра галактики .
      Когда S2 подлетает ближе всего к центру , её скорость становится сумасшедшей — почти 3 процента от скорости света !
Это , как если бы ты за секунду мог бы облететь Землю семь раз подряд .

      Астрономы годами замеряли ,
где именно находятся звёзды в центре Млечного Пути ,
как они движутся , насколько меняется их свет из-за скорости и гравитации .
Для этого
использовали самые мощные телескопы на Земле ,
а чтобы не мешал воздух , ставили их высоко в горах ,
и даже объединяли
несколько телескопов в один гигантский « суперглаз » — так картинка становилась чёткой , будто смотришь из космоса .
      И вот , когда все эти дорожки звёзд аккуратно наложили друг на друга ,
они сошлись в одной крошечной точке ( на представленной схеме показаны орбиты 6 звёзд ) .
Дальше пошла математика :
по скорости и форме орбит учёные посчитали , какая масса должна быть в этой точке , чтобы так сильно тянуть звёзды .
Получилось около 4 миллионов масс Солнца — и всё это упаковано в область размером примерно 12 миллионов километров .
      Это настолько плотно , что никакой обычный объект ( ни звезда , ни облако газа ) так себя вести не может .
Остаётся только один вариант  —  сверхмассивная чёрная дыра .
Так и поняли :  в самом центре Млечного Пути прячется Стрелец A* . "