Загадки космосу. Ранній Всесвіт міг стати чорною дірою: чому цього не сталося

Можливо, ви задавалися питанням: чому Всесвіт не перетворився на чорну діру незабаром після своєї появи? Астрофізик Пол Саттер докладно пояснює, чому цього не сталося і, найімовірніше, не станеться в майбутньому, пише Space.

У Фокус. Технології з'явився свій Telegram-канал. Підписуйтесь, щоб не пропускати найсвіжіші та найзахопливіші новини зі світу науки!

Створити чорну діру? Запросто

Насправді немає нічого складного в тому, щоб створити чорну діру. Просто потрібно взяти будь-який об'єкт і почати його стискати дуже сильно. Якщо в цей час можна подолати вплив різних фундаментальних сил і стиснути матерію до критичної межі, то за справу візьметься гравітація. Вона продовжить стискати матерію до нескінченно маленької точки і з'явиться чорна діра.

Цією критичною межею, про яку було сказано вище, є така невидима межа, яка називається гравітаційний радіус, і її розмір залежить від кількості матерії, яку потрібно стиснути.

Якби вийшло стиснути тіло людини до розміру ядра атома, то в результаті могла б виникнути чорна діра з діаметром ядра атома, але масою людини. Якби вдалося стиснути у такий спосіб Землю, то вийшла б чорна діра розміром з горошину і з масою нашої планети.

У Всесвіті, навіть зараз, коли ви це читаєте, відбувається процес створення чорних дір. Вони з'являються після того, як величезні зірки з великою масою вмирають. У результаті цього їхня власна гравітація стискає якомога більше речовини в дуже маленький об'єм. Тобто для створення чорної діри потрібно багато речовини, яку потрібно стиснути в об'єкт, що має величезну щільність. Тому чорні діри вважаються найщільнішими об'єктами в космосі.

Чому Всесвіт не став чорною дірою?

Але не тільки ядра зірок можуть стати дуже щільними об'єктами. Приблизно 13,77 млрд років тому весь наш Всесвіт мав розмір не більший за персик, який мав температуру понад квадрильйон градусів. Тобто це був надзвичайно щільний об'єкт. Але чому ж тоді на самому початку своєї історії наш Всесвіт не перетворився на чорну діру? За словами Саттера, для цього є свої причини.

За словами вченого, для того, щоб з'явилася чорна діра потрібна не тільки дуже велика щільність, а й щоб ця щільність навколо відрізнялася. Але якщо щільність навколишнього простору однакова, то немає відмінностей у гравітації, а значить немає жодних шансів спровокувати появу чорної діри.

Як уже було сказано вище, ранній Всесвіт був дуже щільним об'єктом, але ця щільність була практично однакова скрізь. Не було відмінностей у гравітації, яка могла б стати причиною раптового стиснення матерії до ще більш щільного стану.

З іншого боку, якщо не враховувати відмінності в щільності, то весь Всесвіт міг би теоретично стиснутися назад до точки сингулярності, з якої з'явився Великий вибух. Але навіть у цьому випадку весь космос не зміг би перетвориться на чорну діру, і справа в еволюції Всесвіту.

Розширення Всесвіту як порятунок від чорної діри

За словами Саттера, через те, що наш Всесвіт не є статичним, а постійно розширюється і змінюється, це завадило йому повернутися до початкового стану.

"Всесвіт не міг стиснутися сам по собі. Це все одно, що якась одна зірка в порожньому просторі вибухнула, а потім стиснулася в чорну діру. У моделі Всесвіту, що розширюється, це так не працює. Щоб стиснутися в точку сингулярності навколо має бути величезна кількість маси, щоб протистояти розширенню Всесвіту і змусити його стискатися", — каже Саттер.

Тому ранньому Всесвіту просто не вистачило маси, та й зараз її не вистачає для того, щоб перетворитися на чорну діру. Існують теорії, які припускають, що у Всесвіті достатньо маси, щоб уповільнити розширення і повернути його у зворотний бік. А це призведе до повернення в початковий стан космосу до Великого вибуху.

За словами Саттера, нові дослідження показують, що це неможливо і наш Всесвіт буде постійно розширюватися і ніколи не перетвориться на чорну діру.

Але швейцарський фізик, як уже писав Фокус, вважає інакше. Принаймні, що стосується розширення Всесвіту. Його теорія припускає, що такий процес взагалі не відбувається. Для підтвердження своєї теорії він використовує існуючі закони фізики.

Як уже писав Фокус, вчені дійшли висновку, що в центрі нашої галактики 200 років тому вибухнула чорна діра і тепер можна послухати відлуння цього вибуху.