ингредиентов» потом формируются сахара, аминокислоты и компоненты РНК. Такие диски окружали когда-то и молодое Солнце. Из них образовались планеты.
Для изучения «космических» молекул ученые использовали телескоп ALMA, который находится в Чили на высоте 5 километров. Телескоп улавливает даже очень слабые сигналы. Каждая молекула изучает уникальный спектр волн, оставляя неповторимый отпечаток. И структуру вещества в отдаленных частях космоса можно узнать по этим своеобразным «отпечаткам пальцев». Они позволяют ученым определять присутствие молекул и исследовать их свойства.
Прежде всего ученые искали присутствие трех молекул: циано-ацетилен (HC3N), ацетонитрил (CH3CN) (нитрил уксусной кислоты, используется как растворитель) и циклопропенилиден (c-C3H2). Эти молекулы были необходимы для появления жизни на нашей планете 4 миллиарда лет назад.
Ученые обнаружили эти органические молекулы в четырех из пяти наблюдаемых дисков. Кроме того, количество молекул оказалось значительно выше, чем ожидалось. «Молекулы расположены преимущественно во внутренних областях протопланетных дисков. Их оказалось в 10–100 раз больше, чем предсказывали математические модели», – заявил Джон Или.
Получается, что шансы на то, что даже в нашей галактике есть жизнь, намного выше, чем считалось ранее. Ведь все строи-тельные кирпичики уже на месте! Что ж, как видите, в нашей Вселенной есть достаточно органического материала, чтобы строить жизнь во всем ее многообразии.
Получается, что все мы состоим из частичек, которые были созданы миллиарды лет назад и вышли из недр гигантских звезд, которые когда-то взорвались как сверхновые.
Глава 9
Черные дыры
Черные дыры – пожалуй, самый интересный космический объект для любого человека, не связанного в своей профессиональной деятельности с космосом. Насколько черные дыры интересны обычным людям, настолько про них не любят рассуж-дать астрофизики. Это сложные объекты, которые довольно неплохо исследованы. Они играют серьезную роль в развитии наших галактик. Но изучение черных дыр особого удовольствия астрофизикам не приносит. Это суровые объекты, которые напоминают о бренности нашего бытия.
Черная дыра – это объект гигантской массы. При этом компактно упакованный. Это наделяет черную дыру удивительными свойствами: она может затягивать в себя даже свет! Фотоны не могут свободно пролететь мимо, не будучи затянутыми этим гигантским космическим монстром.
Важный момент, о котором часто забывают: сила притяжения обратно пропорциональна квадрату расстояния. Чем больше расстояние, тем слабее притяжение. А компактные размеры черной дыры при гигантской массе дают ей супергравитацию. Ее гравитация настолько плотная, что сдавливает вещество максимально. Ведь в атомах на самом деле много пустоты. Ядро и электрон занимают лишь небольшую часть атома.
Главная особенность черной дыры – у нее есть так называемый горизонт событий. Это граница, за которой исчезает все, даже свет. Никакая информация, попав в черную дыру, не может из нее ускользнуть. Обратного пути у вещества, которое прошло горизонт событий, уже нет. Если максимально упростить, то горизонт событий – это та линия, где скорость, с которой нужно вырваться из черной дыры, превышает скорость света. Вам нужно двигаться быстрее света (что невозможно для любого вида материи), чтобы вырваться из цепких лап гравитации черной дыры. Она эффективно собирает и складывает в своих недрах вещество.
Черную дыру можно смело назвать перфекционистом среди материальных объектов. Если бы черная дыра была человеком, из нее получился бы идеальный дизайнер интерьеров. В скромную «однушку» этот дизайнер уместил бы вещи целой многоэтажки, максимально четко и компактно разложив их по полочкам.
Как ученые могут обнаружить черную дыру, если она не испускает свет?
Действительно, напрямую черную дыру увидеть нельзя. Но можно заметить по проявлениям.
Во-первых, через систему двойных звезд, одна из которых – черная дыра. Она начинает постепенно забирать вещество у своей «сестры», и этот процесс хорошо заметен. С помощью гравитации она засасывает в себя поток плазмы и газа. На данный момент это самый распространенный способ обнаружения черных дыр.
Во-вторых, через перепады светимости далеких звезд. Когда черная дыра пролетает между звездой и Землей, где расположены наши телескопы, она забирает себе часть света. Звезда резко тускнеет.
Также сверхмассивные черные дыры можно заметить по так называемому аккреционному диску. Черная дыра затягивает в себя гигантские объемы вещества, которые начинают крутиться вокруг нее на огромных скоростях. Из-за высокой вязкости возникает сила трения, которая заставляет материю светиться.
Сверхмассивные дыры часто находятся в центрах галактик, из-за чего те ярко светятся.
Черная дыра раскручивает вокруг себя вещество с огромной скоростью. Для сравнения: Меркурий, который находится максимально близко к Солнцу, движется вокруг нашего светила со скоростью около 48 км/c, а звезды и другие космические объекты, захваченные черной дырой и вращающиеся вокруг нее, разгоняются до 5000 км/с.
Как черная дыра затягивает свет, если он не имеет массы?
Если фотон не имеет массы, почему свет затягивается в черную дыру под действием гравитации?
Частица света – фотон – относится к безмассовым частицам. То есть его масса равна нулю. Такие частицы всегда движутся со скоростью света. Безмассовые частицы могут менять направление движения, энергию и импульc.
Импульс релятивистской частицы (то есть частицы, которая движется со скоростью, близкой к скорости света) считается не по методам классической физики, поэтому частицы с нулевой массой вполне могут его иметь. Энергия высчитывается по следующей формуле:
E = c √(p2 + m2c2)
Дальше подставляем массу фотона m = 0. Зная энергию, высчитываем импульс. Импульс фотона:
P = Е/c = hv/c = h/λ.
Здесь h – константа, постоянная Планка. Импульс зависит от длины волны. Чем меньше длина волны, тем больше импульс. Поэтому фотоны фиолетового цвета имеют импульс и энергию больше, чем фотоны красного цвета.
Черная дыра притягивает вещество с помощью своей гигантской гравитации. Как же она затягивает безмассовую частицу? Ведь, как мы прекрасно помним, сила притяжения зависит от произведения масс. Если у одного из объектов масса равна нулю,
