Какие существуют подходы к изучению черных дыр? Какими свойствами обладают исследуемые объекты? На основании каких данных ученые предполагают существование черных дыр? Все эти вопросы затрагивают в своих лекциях астрофизик Сергей Попов и физик Эмиль Ахмедов в рамках проекта «Диалоги».
Сергей Попов: Черные дыры с точки зрения астрофизика
В своей лекции астрофизик Сергей Попов рассказывает, как мы можем наблюдать черные дыры, как исследования двойных и одиночных черных дыр, звездных и сверхбольших масс помогают выявить их уникальные особенности.
Для физика черная дыра — это объект, обладающий определенными внутренними свойствами. Самым главным и интересным является наличие горизонта. Черная дыра — это не совсем предмет, это некая область пространства, у которой есть граница, но нет поверхности. Для астрофизика черная дыра — это объект, который проявляет себя как черная дыра. С точки зрения астрофизики мы на самом деле не знаем, черные дыры ли это, и «чернодырность» тех объектов, которые мы наблюдаем, просто самая консервативная гипотеза. Для астрофизика черная дыра — объект, обладающий определенными наблюдаемыми проявлениями. Это компактный объект, его размер должен быть порядка наблюдаемого размера горизонта, никаких признаков поверхности не должно проявляться.
Эмиль Ахмедов: Излучение Хокинга, или как распадаются черные дыры
В лекции физик Эмиль Ахмедов рассказывает о том, что такое квантовые поля, как они ведут себя в присутствии черных дыр и почему это приводит к излучению Хокинга.
Эффект Казимира возникает, когда берутся две пластины, незаряженные, ставятся параллельно близко друг к другу в пустоте. Между пластинами — вакуум, кроме нулевых колебаний между пластинами ничего нет. Оказывается, нулевым колебаниям выгодно иметь меньший объем между пластинами, поэтому между пластинами возникает притягивающая сила, которая называется силой Казимира. Она экспериментально измерена, но проявляется на расстояниях меньше микрона — 10-6 метра. Если резко изменить положение пластин, то, что было пустотой между пластинами, начнет светить, возникнут частицы. Это не значит, что мы из ничего сделали что-то. Парадокса нет. Если бы силы Казимира не было, мы бы совершили работу внешней силой просто на их ускорение, а потом замедление. А за счет того, что есть сила Казимира, мы совершили работу против нее, в частности и по рождению новых частиц.
Дискуссия
Сергей Попов и Эмиль Ахмедов отвечают на вопросы из зала о вращающихся черных дырах, эффекте линзирования и рождении черных дыр.
Горизонт определяется по тому, как ведут себя световые геодезические вблизи черной дыры. Реальный свет не движется по геодезическим, он несет энергию, поэтому тоже искривляет пространство-время. А вы этим искривлением пренебрегаете, считаете его бесконечно легким. Искривление пространства только за счет черной дыры. Так определяется горизонт.
