Когато една колапсирала звезда е достатъчно масивна, то тя може да се свие с такава сила, че дори неутроните да "потънат " на долу под действието на падащото вещество,дори ядрените сили няма да издържат и ще се подчинят на гравитацията. Настъпва така нареченият гравитационен колапс. Върху такъв свръх колапсирал обект могат да попадат най-различни неща, но те няма да могат да бъдат изхвърлени обратно. Сякаш този обект е една безкрайно дълбока дупка в пространството. Този колапсирал обект се нарича "черна дупка".
Силите, които поддържат неутрониума, тоест ядрените могат да издържат доста голям гравитационен натиск, който може да накара обикновените атоми и електронния флуид да колапсират. Неутрониумът може да издържа на маси, които са над границата на "Чандрасекар" (или хоризонт на събитията), тоест 1,4 пъти по-големи от Слънчевата. Но въпреки това ядрените сили не са безкрайно големи, дори неутрониумът не би издържал на една безкрайно нарастваща маса. Когато загубят устойчивостта си тези сили и колапсиращата звезда разруши съпротивителната бариера на неутрониума, тогава гравитацията печели своята окнчателна победа. След това звездата ще продължи да колапсира, обемът и ще се свие до нула, а повърхнотната и гравитация ще стане безкрайно голяма. Ако колапсищата маса надвиши 3,2 пъти Слънчевата, то тя няма да може да спре колапса си до стадий на образуване на бяло джудже или неутронна звезда, а ще продължи да се свива по-нататък.
Повърхностната гравитация на такава свиваща се звезда ще започне да се увеличава постепенно, същото ще става и със скоростта на избягване, тъй като повърхността на обекта се приближава все повече към центъра на свиване. Ако веществото продължи да се свива, а повърхностната гравитация стане все по-голяма и по-голяма, то неизбежно ще се стигне до състояние, при което скоростта на избягване ще стане равна на скоростта на светлината. Радиусът, при който става това се нарича радиус на Шварцшилд, а свиващата се точка в центъра на свиващото се тяло-сингулярност. На пример за тяло с маса равна на Слънцето радиуса ще бъде 3км,а диаметъра двойно по-голям, тоест 6 км.Ако една неутронна звезда с маса равна на Слънчевата, която при свиването си е преодоляла неутронната бариера и диаметъра и е намалял от 14 до 6 км., то нейната плътност ще се увеличи 13 пъти и ще стане 178*1014 g/cm3, а повърхностната и гравитация ще бъде 15*1011 пъти по-голяма от Земната.Приливният ефект на един такъв обект ще бъде 13 пъти по-голяма от приливния ефект на една неутронна звезда.
Най-важно за такъв свръх колапсирал обект, е че неговата скорост на избягване ще е равна на скоростта на светлината, разбира се ако този обект се свие до размери,които са по-малки от радиуса на Шварцшилд, то скоростта му на избягване ще става по-голяма от тази на светлината. Има още две свойства, които една "черна дупка" може да притежава. Едното е електричен заряд, а другото-ъглов момент. Това означава, че една "черна дупка" може да се охарактеризира измервайки масата и ел. заряд (положителен или отрицателен) и ъгловия момент. "Черната дупка" може да има ел. заряд само в случай, че веществото или масата, от което се образува има ел. заряд. Електричните заряди в по-големи обеми вещество показват тенденция на еднаквост в количествено отношение, така че техния сумарен заряд става равен на нула. Следователно най-вероятно е "черните дупки"да са с нулев заряд. Възможно е всяка "черна дупка" да има ъглов момент, тоест да се върти.
Върху свръхколапсиралия обект може да попадне всичко, но то няма да може да се върне обратно, все едно е безкрайно дълбока дупка в пространството. Дори светлината, както и всяко друго излъчване не може да избяга оттам.Въпреки че светлината се състои от безмасови частици(фотони) тя губи част от енергията си,когато се движи в гравитационно поле. Тази загуба на енергия води до Айнщайновото червено отместване. Когато радиуса на един колапсиращ обект е равен на Шварцшилдовия или е по-малък и породената от него светлина губи цялата си енергия, а червеното отместване стане безкрайно, тогава няма да се вижда никакво излъчване.
По дефиниция "черните дупки" са обекти, за които се предполага че не излъчват каквото и да е, но всъщност това не е така. "Черните дупки" излъчват частици не от вътрешността си, а от "празното" пространство извън хоризонта на събитията. Тези частици (например:гравитация и светлина) са двойка и се появяват заедно в един момент,после се раздалечават, след това се събират отново и анихилират една с друга. Тези частици се наричат виртуални (подобно на частиците, които носят гравитационното действие на Слънцето), но които за разлика от реалните не могат да се наблюдават с обикновен детектор за частици. Но техните косвени влияния, като например малките изменения на електронните орбити на атомите могат да се измерят и съпоставят с теоретичните предсказания. Понеже енергията не се създава от нищото, една от партньорите частица/античастица ще има положителна, а другия отрицателна енергия. Този с отрицателната енергия е обречен да бъде кратко живееща виртуална частица, защото в нормални условия реалните частици имат положителна енергия и за това тази частица ще търси партньора си, и ще анихилират с него. Обикновено енергията на частиците остава положителна, но пък за сметка на това гравитационното поле във вътрешността на една "черна дупка"е толкова силна, че там дори и реална частица ще има отрицателна енергия. Възможно е виртуална частица да попадне във вътрешността на дупка и да се превърне в реална или античастица, и тогава тя няма да може да анихилира със своя партньор. Ако партньора и притежава положителна енергия той ще може да избяга от околностите на дупката под формата на реална или античастица. На далечен наблюдател ще му се стори че тя е била излъчена от "черната дупка". Колкото по-малка е дупката, толкова по-малко ще е разстоянието, което частицата с отрицателна енергия ще трябва да измине преди да се превърне в реална, следователно толкова по-голямо ще е излъчването и видимата температура на "черната дупка". Положителната енергия на освобождаваното излъчване ще се балансира от поток частици с отрицателна енергия към "черната дупка". Колкото по-малка е масата на дупката, толкова по-висока е нейната температура. Когато дупката губи маса, нейната скорост и температура на излъчване нарасне, то тя ще започне да губи маса по-бързо. Какво ще стане,когато масата на "черната дупка" стане изключително малка, не е съвсем ясно, но най-разумното предположение е,че тя напълно ще изчезне в един гигантски последен взрив,равен на силата на милиони водородни бомби. Температурата на една: "черна дупка" с маса няколко пъти Слънчевата би трябвало да е с десет милионни от градуса по-висока от абсолютната нула (-273 градуса). Тя е много по-ниска от температурата на микровълновото лъчение във Вселената (около 2,7 градуса над абсолютната нула), така че "черните дупки" винаги излъчват по-малко, отколкото излъчват. Температурата на такива дупки би трябвало да е много по-висока и излъчването им да е много по-енергетично. "Черни дупки" с начална маса 109 би трябвало би трябвало вече да са се изпарили напълно, но малко по-големите продължават да излъчват рентгенови и гама лъчи. Тези лъчи са като светлинните, но дължината им е много по-малка. Такива "черни дупки" едва ли биха могли да се нарекат черни, всъщност те са нажежени до бяло и излъчват енергия около 10 000 мегавата.
Теоретично може да се докаже че "черните дупки" съществуват, но съществуват ли те в действителност? Да се детектират тези дупки не е лесно, тъй като те не излъчват светлина, нито микровълни или каквото и да е друго лъчение. Но не трябва да се забравя гравитационното привличане. Каквото и да става с масата, която може до безкрайност да се компресира в дупката, то тя би трябвало да остане да съществува и да продължи да бъде източник на гравитационно поле. Разбира се, че влиянието на пълното гравитационно привличане на "черните дупки" няма да бъде по-различно от пълното гравитационно привличане причинено от същото количество маса в каквато и да е друга форма. Например един обект може да се окаже по-близо до центъра на "черна дупка" отколкото до центъра да речем на една гигантска звезда, така че в околностите на "черната дупка" върху обекта ще действа по-голямо и по-концентрирано гравитационно поле, отколкото в околностите на звездата, тъй като нейната повърхност е далеч от центъра и. Но възможно ли е да се детектират толкова концентрирани гравитационни полета? Според "Общата теория на относителността" под действието на гравитацията се освобождават гравитационни вълни, които в аспекта си на частици се наричат гравитони. Те са по-малко енергетични от фотоните и не могат да се определят, освен ако не им действат високи енергии. Учените не познават обекти, които да произвеждат гравитони и да могат да се детектират, освен големите "черни дупки", които са в процес на образуване и нарастване.
Друг начин, по който може да се използва гравитационното поле, за да се откриват "черни дупки", е като се наблюдава поведението на светлината. Когато светлината преминава покрай "черна дупка" светлинните личи слабо се отклоняват по посока на гравитационно поле. Такова явление се нарича "гравитационна леща". Например ако между Земята и някоя далечна галактика има "черна дупка", то светлината ще я обхожда с точкови размери. От всички страни светлината ще се отклонява към дупката и лъчите ще идват към нас, така както това става през обикновена леща.
Възможно е около "черните дупки" да има обикновено вещество, което под формата на прах и газ да обикаля на разстояние около 200 км. от радиуса на Шварцшилд под формата на акреационен диск. Взаимните удари на частиците, от които е съставена газово-праховата материя водят до обмен на енергия. Този обмен ще доведе до загуба на енергия на някои от частиците и те ще започнат да падат спираловидно към центъра на "черната дупка", като се спускат под радиуса на Шварцшилд откъдето няма излизане. Като се движат по навиващи се спирали частиците губят гравитационна енергия, свиват се и се изтеглят в тънка нишка. В резултат на това те се нагряват и започват да излъчват рентгенови лъчи. Но за да се докаже, че това е "черна дупка", то тя трябва да излъчва рентгеновите лъчи нерегулярно. Защото погълнатото вещество е по-вече понякога, а друг път по-малко. Ако такъв източник на рентгенови лъчи има маса, която е 3,2 пъти по-голяма от слънчевата, то със сигурност е "черна дупка".
Друг начин, по който могат да се открият "черни дупки" е да се търсят там където има голямо струпване на звезди, които са много близо една до друга и където има струпване на маса, която може да надмине границата. Такова струпване рано или късно би довело до образуването на "черна дупка". Има например кълбовидни звездни купове, в които десетки, дори стотици хиляди звезди са струпани в кълбо с голяма концентрация. Ако е вярно, че в центъра на всеки куп има "черна дупка", то най-близкият до нас е W (омега) от съзвездието Кентавър, който е на 22 000 ly от нас.
В централните области на галактиките има струпвания на стотици милиони звезди, които приличат на гигантски звездни купове. В последните години се увеличиха доказателствата за взривове в центровете на галактиките, които са толкова мощни, че е много трудно да се пресметне отдадената енергия. В центъра на нашата Галактика – "Млечния път" е открит много мощен микровълнов източник, който може да е "черна дупка". Учените смятат, че нейната маса е 1/1000 от масата на Галактиката. Ако е толкова масивна тя би трябвало да е с диаметър 700 000 000 км. "Черни дупка" с такива размери би разрушила всички звезди, които се приближават към нея. Съществуват хипотези, че "черните дупки" са създатели на звездни купове и центрове на галактики, като първо възникнали дупките, а после куповете и галактиките са се струпали около нея във формата на гигантски акреационни дискове.
Освен гравитационното поле и рентгеновите лъчи има и още един начин по който може да се открие една "черна дупка". И този начин е като се наблюдава двойните системи. Ако дупките влизат в двойни системи, то техния брой трябва да е огромен, защото само в нашата Галактика има десетки милиарди двойни звезди.
Видове
До сега говорих за "черни дупки", чиято средна маса е десет пъти по-голяма от Слънчевата. Но според гениалният Алберт Айнщайн и неговите "Обща теория на относителността" те могат да имат различни размери. Всеки обект има маса, без значение каква е, следователно има и гравитационно поле. Ако обектът започне да се свива във все по-малък обем, то гравитационното поле около него ще става все по-голямо и има възможност то да нарасне да такава степен, че скоростта на избягване от повърхността ме да стане равна с тази на светлината, т. е. той може да се свие под собствения си радиус на Шварцшилд. Един обект може да се превърне в "мини черна дупка", ако се свие до 10-30см, а плътността му стане 1094g/cm3. Ако обект се свие до такива размери, то той би имал маса равна на тази на цялата Вселена. Тези "мини черни дупки" се наричат първични и се образували още в зараждането на вселената. След "Големият взрив" елементите от разширяващото се вещество се сблъсквали един в друг. Възможно е някои от тях да са се групирали и под действието на огромното налягане, което е действало от всички страни да са се свили. Това натрупано вещество може да се свие толкова, че нарасналото гравитационно поле да го запази за винаги в свито състояние. Астрономът Хокинг смята, че средният брой на такива дупки във Вселената, може да достигне 300 в обем на 1 кубична ly. Ако такива дупки са разположени на толкова гъсто, то техният гравитационен ефект е много слаб и може да бъде определен в непосредствена близост до обекти от няколко мм до няколко микрометра – в зависимост от обекта разбира се. Естествено е, че такива "черни дупки" биха погълнали всяка прашинка и непрекъснато да нарастват, но всъщност не е така. Хокинг е открил, че някои дупки могат да губят маса, а други да се "изпаряват".
Освен черните дупки и мини черните дупки съществуват и квазари. Тези обекти наподобяват звезди и затова ги наричат квази-звезди. Но какво общо имат тези квази-звезди с "черните дупки". Някои учени смятат, че квазарите са гигантски "бели дупки", които се намират в другия край на ходовете на " червоядите", които ги свързват с гигантски "черни дупки" някъде във Вселената.
До сега говорих за самите "черни дупки", но какво ще се случи, ако някакъв обект попадне в черната дупка?Първо както вече казах обекта ще се свие,ще се изтегли в дълга тънка нишка и ще започне да пада спираловидно към центъра на дупката.Но това не е всичко.Според Айнщайн увеличаването на интензитета на гравитационното поле води до забавяне на времето.Следователно ,ако един обект пада върху "черната дупка",той ще започне да пада все по-бавно и по-бавно,а като премине под радиуса на Шварцшилд ще спре и ще стане напълно невидим.Ако си представим един астронавт,който пада към "черната дупка"(той разбира се няма да почувства промяна във времето,тъй като неговото лично време се запазва) ще премине под радиуса на Шварцшилд и няма да разбере че пред него има някаква преграда,и тъй като разстоянието пред него ще се увеличава непрекъснато той ще продължи да пада вечно,и следователно никога няма да достигне центъра на "черната дупка". Но пък от друга страна обектите не могат да достигнат центъра,защото няма нулев обем и вечна плътност, но пък няма и връщане назад.
Както и останалите неясности при "черните дупки" и това не е съвсем ясно. Вече споменахме за така наречените ходове на "червояди" и бели дупки. Какво представляват всъщност те? Да речем че веществото, което попада в "черната дупка" не изчезва в нищото, а излезе от един вид "изход". Вероятно преноса не вещество се извършва на огромни разстояния-милиони или милиарди ly, но за много кратък период от време. Но такъв пренос едва ли става по обикновен начин, тъй като да се пренесе маса на такова разстояние пак ще ни бъдат нужни милиони или милиарди години време.следователно този пренос става през мостове, за които няма времеви характеристики. Това става през мостовете на Айнщайн-Розен или ходове на червояди. Но какво представляват белите дупки. Ако масата премине през ход на червояд и внезапно се появи в обикновеното пространство, отдалечено на милиарди ly, то нещо трябва да уравновеси такъв гигантски скок. Това се балансира чрез компенсациoнно преминаване във времето, така че масата няма да се появи сега, а след милиард години. С излизането си на другия край на хода-изхода ще се разшири и ще се превърне отново в материя. Този изход се нарича "бяла дупка".
Както от всяко нещо учените се опитват да извлекат полза, така и от "черните дупки" може да се потърси такава. Например обектите, които попадат в :черната дупка" излъчват огромно количество енергия. Вероятно тази енергия може да се използва за добив на енергия, например като се пълни дупката с астероиди или някакъв друг вид материя, а след това отделената енергия да се събира по някакъв начин. Само си представете обект, който може да превърне поне 30% от масата си в енергия. Ами първичните дупки? Те са нажежени до бяло и излъчват енергия в порядъка на 10 000 мегавата. Една такава "черна дупка" е в състояние да захрани 10 големи електроцентрали, само ако впрегнем енергията и (което ще е много трудно тъй като масата и ще е като планина,пресована в по-малко от 10-12 инча- размер на атомно ядро).
А ходовете на "червояди",тези потенциални машини на времето. Колко лесно и практи1но би било,ако използваме "черните и белите " дупки като такъв вид транспорт. За целта(пътуване във времето) трябва да се построи космически кораб с достатъчно голяма маса - от порядъка на масата на квазар или ядрото на галактиката,за да не бъдем изтеглени в дълги тънки нишки.
Едни от най-интересните и загадъчни обекти във Вселената са "черните дупки". Тези уникални обекти възникват в резултат на силно свиване на някаква маса,при което гравитационното поле нараства толкова много, че не изпуска нито светлина нито каквото и да е друго лъчение.Въпреки, че са само теоретично доказани, те продължават да бъдат търсени във цялата Вселена.
Силите, които поддържат неутрониума, тоест ядрените могат да издържат доста голям гравитационен натиск, който може да накара обикновените атоми и електронния флуид да колапсират. Неутрониумът може да издържа на маси, които са над границата на "Чандрасекар" (или хоризонт на събитията), тоест 1,4 пъти по-големи от Слънчевата. Но въпреки това ядрените сили не са безкрайно големи, дори неутрониумът не би издържал на една безкрайно нарастваща маса. Когато загубят устойчивостта си тези сили и колапсиращата звезда разруши съпротивителната бариера на неутрониума, тогава гравитацията печели своята окнчателна победа. След това звездата ще продължи да колапсира, обемът и ще се свие до нула, а повърхнотната и гравитация ще стане безкрайно голяма. Ако колапсищата маса надвиши 3,2 пъти Слънчевата, то тя няма да може да спре колапса си до стадий на образуване на бяло джудже или неутронна звезда, а ще продължи да се свива по-нататък.
Повърхностната гравитация на такава свиваща се звезда ще започне да се увеличава постепенно, същото ще става и със скоростта на избягване, тъй като повърхността на обекта се приближава все повече към центъра на свиване. Ако веществото продължи да се свива, а повърхностната гравитация стане все по-голяма и по-голяма, то неизбежно ще се стигне до състояние, при което скоростта на избягване ще стане равна на скоростта на светлината. Радиусът, при който става това се нарича радиус на Шварцшилд, а свиващата се точка в центъра на свиващото се тяло-сингулярност. На пример за тяло с маса равна на Слънцето радиуса ще бъде 3км,а диаметъра двойно по-голям, тоест 6 км.Ако една неутронна звезда с маса равна на Слънчевата, която при свиването си е преодоляла неутронната бариера и диаметъра и е намалял от 14 до 6 км., то нейната плътност ще се увеличи 13 пъти и ще стане 178*1014 g/cm3, а повърхностната и гравитация ще бъде 15*1011 пъти по-голяма от Земната.Приливният ефект на един такъв обект ще бъде 13 пъти по-голяма от приливния ефект на една неутронна звезда.
Най-важно за такъв свръх колапсирал обект, е че неговата скорост на избягване ще е равна на скоростта на светлината, разбира се ако този обект се свие до размери,които са по-малки от радиуса на Шварцшилд, то скоростта му на избягване ще става по-голяма от тази на светлината. Има още две свойства, които една "черна дупка" може да притежава. Едното е електричен заряд, а другото-ъглов момент. Това означава, че една "черна дупка" може да се охарактеризира измервайки масата и ел. заряд (положителен или отрицателен) и ъгловия момент. "Черната дупка" може да има ел. заряд само в случай, че веществото или масата, от което се образува има ел. заряд. Електричните заряди в по-големи обеми вещество показват тенденция на еднаквост в количествено отношение, така че техния сумарен заряд става равен на нула. Следователно най-вероятно е "черните дупки"да са с нулев заряд. Възможно е всяка "черна дупка" да има ъглов момент, тоест да се върти.
Върху свръхколапсиралия обект може да попадне всичко, но то няма да може да се върне обратно, все едно е безкрайно дълбока дупка в пространството. Дори светлината, както и всяко друго излъчване не може да избяга оттам.Въпреки че светлината се състои от безмасови частици(фотони) тя губи част от енергията си,когато се движи в гравитационно поле. Тази загуба на енергия води до Айнщайновото червено отместване. Когато радиуса на един колапсиращ обект е равен на Шварцшилдовия или е по-малък и породената от него светлина губи цялата си енергия, а червеното отместване стане безкрайно, тогава няма да се вижда никакво излъчване.
По дефиниция "черните дупки" са обекти, за които се предполага че не излъчват каквото и да е, но всъщност това не е така. "Черните дупки" излъчват частици не от вътрешността си, а от "празното" пространство извън хоризонта на събитията. Тези частици (например:гравитация и светлина) са двойка и се появяват заедно в един момент,после се раздалечават, след това се събират отново и анихилират една с друга. Тези частици се наричат виртуални (подобно на частиците, които носят гравитационното действие на Слънцето), но които за разлика от реалните не могат да се наблюдават с обикновен детектор за частици. Но техните косвени влияния, като например малките изменения на електронните орбити на атомите могат да се измерят и съпоставят с теоретичните предсказания. Понеже енергията не се създава от нищото, една от партньорите частица/античастица ще има положителна, а другия отрицателна енергия. Този с отрицателната енергия е обречен да бъде кратко живееща виртуална частица, защото в нормални условия реалните частици имат положителна енергия и за това тази частица ще търси партньора си, и ще анихилират с него. Обикновено енергията на частиците остава положителна, но пък за сметка на това гравитационното поле във вътрешността на една "черна дупка"е толкова силна, че там дори и реална частица ще има отрицателна енергия. Възможно е виртуална частица да попадне във вътрешността на дупка и да се превърне в реална или античастица, и тогава тя няма да може да анихилира със своя партньор. Ако партньора и притежава положителна енергия той ще може да избяга от околностите на дупката под формата на реална или античастица. На далечен наблюдател ще му се стори че тя е била излъчена от "черната дупка". Колкото по-малка е дупката, толкова по-малко ще е разстоянието, което частицата с отрицателна енергия ще трябва да измине преди да се превърне в реална, следователно толкова по-голямо ще е излъчването и видимата температура на "черната дупка". Положителната енергия на освобождаваното излъчване ще се балансира от поток частици с отрицателна енергия към "черната дупка". Колкото по-малка е масата на дупката, толкова по-висока е нейната температура. Когато дупката губи маса, нейната скорост и температура на излъчване нарасне, то тя ще започне да губи маса по-бързо. Какво ще стане,когато масата на "черната дупка" стане изключително малка, не е съвсем ясно, но най-разумното предположение е,че тя напълно ще изчезне в един гигантски последен взрив,равен на силата на милиони водородни бомби. Температурата на една: "черна дупка" с маса няколко пъти Слънчевата би трябвало да е с десет милионни от градуса по-висока от абсолютната нула (-273 градуса). Тя е много по-ниска от температурата на микровълновото лъчение във Вселената (около 2,7 градуса над абсолютната нула), така че "черните дупки" винаги излъчват по-малко, отколкото излъчват. Температурата на такива дупки би трябвало да е много по-висока и излъчването им да е много по-енергетично. "Черни дупки" с начална маса 109 би трябвало би трябвало вече да са се изпарили напълно, но малко по-големите продължават да излъчват рентгенови и гама лъчи. Тези лъчи са като светлинните, но дължината им е много по-малка. Такива "черни дупки" едва ли биха могли да се нарекат черни, всъщност те са нажежени до бяло и излъчват енергия около 10 000 мегавата.
Теоретично може да се докаже че "черните дупки" съществуват, но съществуват ли те в действителност? Да се детектират тези дупки не е лесно, тъй като те не излъчват светлина, нито микровълни или каквото и да е друго лъчение. Но не трябва да се забравя гравитационното привличане. Каквото и да става с масата, която може до безкрайност да се компресира в дупката, то тя би трябвало да остане да съществува и да продължи да бъде източник на гравитационно поле. Разбира се, че влиянието на пълното гравитационно привличане на "черните дупки" няма да бъде по-различно от пълното гравитационно привличане причинено от същото количество маса в каквато и да е друга форма. Например един обект може да се окаже по-близо до центъра на "черна дупка" отколкото до центъра да речем на една гигантска звезда, така че в околностите на "черната дупка" върху обекта ще действа по-голямо и по-концентрирано гравитационно поле, отколкото в околностите на звездата, тъй като нейната повърхност е далеч от центъра и. Но възможно ли е да се детектират толкова концентрирани гравитационни полета? Според "Общата теория на относителността" под действието на гравитацията се освобождават гравитационни вълни, които в аспекта си на частици се наричат гравитони. Те са по-малко енергетични от фотоните и не могат да се определят, освен ако не им действат високи енергии. Учените не познават обекти, които да произвеждат гравитони и да могат да се детектират, освен големите "черни дупки", които са в процес на образуване и нарастване.
Друг начин, по който може да се използва гравитационното поле, за да се откриват "черни дупки", е като се наблюдава поведението на светлината. Когато светлината преминава покрай "черна дупка" светлинните личи слабо се отклоняват по посока на гравитационно поле. Такова явление се нарича "гравитационна леща". Например ако между Земята и някоя далечна галактика има "черна дупка", то светлината ще я обхожда с точкови размери. От всички страни светлината ще се отклонява към дупката и лъчите ще идват към нас, така както това става през обикновена леща.
Възможно е около "черните дупки" да има обикновено вещество, което под формата на прах и газ да обикаля на разстояние около 200 км. от радиуса на Шварцшилд под формата на акреационен диск. Взаимните удари на частиците, от които е съставена газово-праховата материя водят до обмен на енергия. Този обмен ще доведе до загуба на енергия на някои от частиците и те ще започнат да падат спираловидно към центъра на "черната дупка", като се спускат под радиуса на Шварцшилд откъдето няма излизане. Като се движат по навиващи се спирали частиците губят гравитационна енергия, свиват се и се изтеглят в тънка нишка. В резултат на това те се нагряват и започват да излъчват рентгенови лъчи. Но за да се докаже, че това е "черна дупка", то тя трябва да излъчва рентгеновите лъчи нерегулярно. Защото погълнатото вещество е по-вече понякога, а друг път по-малко. Ако такъв източник на рентгенови лъчи има маса, която е 3,2 пъти по-голяма от слънчевата, то със сигурност е "черна дупка".
Друг начин, по който могат да се открият "черни дупки" е да се търсят там където има голямо струпване на звезди, които са много близо една до друга и където има струпване на маса, която може да надмине границата. Такова струпване рано или късно би довело до образуването на "черна дупка". Има например кълбовидни звездни купове, в които десетки, дори стотици хиляди звезди са струпани в кълбо с голяма концентрация. Ако е вярно, че в центъра на всеки куп има "черна дупка", то най-близкият до нас е W (омега) от съзвездието Кентавър, който е на 22 000 ly от нас.
В централните области на галактиките има струпвания на стотици милиони звезди, които приличат на гигантски звездни купове. В последните години се увеличиха доказателствата за взривове в центровете на галактиките, които са толкова мощни, че е много трудно да се пресметне отдадената енергия. В центъра на нашата Галактика – "Млечния път" е открит много мощен микровълнов източник, който може да е "черна дупка". Учените смятат, че нейната маса е 1/1000 от масата на Галактиката. Ако е толкова масивна тя би трябвало да е с диаметър 700 000 000 км. "Черни дупка" с такива размери би разрушила всички звезди, които се приближават към нея. Съществуват хипотези, че "черните дупки" са създатели на звездни купове и центрове на галактики, като първо възникнали дупките, а после куповете и галактиките са се струпали около нея във формата на гигантски акреационни дискове.
Освен гравитационното поле и рентгеновите лъчи има и още един начин по който може да се открие една "черна дупка". И този начин е като се наблюдава двойните системи. Ако дупките влизат в двойни системи, то техния брой трябва да е огромен, защото само в нашата Галактика има десетки милиарди двойни звезди.
Видове
До сега говорих за "черни дупки", чиято средна маса е десет пъти по-голяма от Слънчевата. Но според гениалният Алберт Айнщайн и неговите "Обща теория на относителността" те могат да имат различни размери. Всеки обект има маса, без значение каква е, следователно има и гравитационно поле. Ако обектът започне да се свива във все по-малък обем, то гравитационното поле около него ще става все по-голямо и има възможност то да нарасне да такава степен, че скоростта на избягване от повърхността ме да стане равна с тази на светлината, т. е. той може да се свие под собствения си радиус на Шварцшилд. Един обект може да се превърне в "мини черна дупка", ако се свие до 10-30см, а плътността му стане 1094g/cm3. Ако обект се свие до такива размери, то той би имал маса равна на тази на цялата Вселена. Тези "мини черни дупки" се наричат първични и се образували още в зараждането на вселената. След "Големият взрив" елементите от разширяващото се вещество се сблъсквали един в друг. Възможно е някои от тях да са се групирали и под действието на огромното налягане, което е действало от всички страни да са се свили. Това натрупано вещество може да се свие толкова, че нарасналото гравитационно поле да го запази за винаги в свито състояние. Астрономът Хокинг смята, че средният брой на такива дупки във Вселената, може да достигне 300 в обем на 1 кубична ly. Ако такива дупки са разположени на толкова гъсто, то техният гравитационен ефект е много слаб и може да бъде определен в непосредствена близост до обекти от няколко мм до няколко микрометра – в зависимост от обекта разбира се. Естествено е, че такива "черни дупки" биха погълнали всяка прашинка и непрекъснато да нарастват, но всъщност не е така. Хокинг е открил, че някои дупки могат да губят маса, а други да се "изпаряват".
Освен черните дупки и мини черните дупки съществуват и квазари. Тези обекти наподобяват звезди и затова ги наричат квази-звезди. Но какво общо имат тези квази-звезди с "черните дупки". Някои учени смятат, че квазарите са гигантски "бели дупки", които се намират в другия край на ходовете на " червоядите", които ги свързват с гигантски "черни дупки" някъде във Вселената.
До сега говорих за самите "черни дупки", но какво ще се случи, ако някакъв обект попадне в черната дупка?Първо както вече казах обекта ще се свие,ще се изтегли в дълга тънка нишка и ще започне да пада спираловидно към центъра на дупката.Но това не е всичко.Според Айнщайн увеличаването на интензитета на гравитационното поле води до забавяне на времето.Следователно ,ако един обект пада върху "черната дупка",той ще започне да пада все по-бавно и по-бавно,а като премине под радиуса на Шварцшилд ще спре и ще стане напълно невидим.Ако си представим един астронавт,който пада към "черната дупка"(той разбира се няма да почувства промяна във времето,тъй като неговото лично време се запазва) ще премине под радиуса на Шварцшилд и няма да разбере че пред него има някаква преграда,и тъй като разстоянието пред него ще се увеличава непрекъснато той ще продължи да пада вечно,и следователно никога няма да достигне центъра на "черната дупка". Но пък от друга страна обектите не могат да достигнат центъра,защото няма нулев обем и вечна плътност, но пък няма и връщане назад.
Както и останалите неясности при "черните дупки" и това не е съвсем ясно. Вече споменахме за така наречените ходове на "червояди" и бели дупки. Какво представляват всъщност те? Да речем че веществото, което попада в "черната дупка" не изчезва в нищото, а излезе от един вид "изход". Вероятно преноса не вещество се извършва на огромни разстояния-милиони или милиарди ly, но за много кратък период от време. Но такъв пренос едва ли става по обикновен начин, тъй като да се пренесе маса на такова разстояние пак ще ни бъдат нужни милиони или милиарди години време.следователно този пренос става през мостове, за които няма времеви характеристики. Това става през мостовете на Айнщайн-Розен или ходове на червояди. Но какво представляват белите дупки. Ако масата премине през ход на червояд и внезапно се появи в обикновеното пространство, отдалечено на милиарди ly, то нещо трябва да уравновеси такъв гигантски скок. Това се балансира чрез компенсациoнно преминаване във времето, така че масата няма да се появи сега, а след милиард години. С излизането си на другия край на хода-изхода ще се разшири и ще се превърне отново в материя. Този изход се нарича "бяла дупка".
Както от всяко нещо учените се опитват да извлекат полза, така и от "черните дупки" може да се потърси такава. Например обектите, които попадат в :черната дупка" излъчват огромно количество енергия. Вероятно тази енергия може да се използва за добив на енергия, например като се пълни дупката с астероиди или някакъв друг вид материя, а след това отделената енергия да се събира по някакъв начин. Само си представете обект, който може да превърне поне 30% от масата си в енергия. Ами първичните дупки? Те са нажежени до бяло и излъчват енергия в порядъка на 10 000 мегавата. Една такава "черна дупка" е в състояние да захрани 10 големи електроцентрали, само ако впрегнем енергията и (което ще е много трудно тъй като масата и ще е като планина,пресована в по-малко от 10-12 инча- размер на атомно ядро).
А ходовете на "червояди",тези потенциални машини на времето. Колко лесно и практи1но би било,ако използваме "черните и белите " дупки като такъв вид транспорт. За целта(пътуване във времето) трябва да се построи космически кораб с достатъчно голяма маса - от порядъка на масата на квазар или ядрото на галактиката,за да не бъдем изтеглени в дълги тънки нишки.
Едни от най-интересните и загадъчни обекти във Вселената са "черните дупки". Тези уникални обекти възникват в резултат на силно свиване на някаква маса,при което гравитационното поле нараства толкова много, че не изпуска нито светлина нито каквото и да е друго лъчение.Въпреки, че са само теоретично доказани, те продължават да бъдат търсени във цялата Вселена.
