Черная дыра детям рассказ что такое
Сказка о черной дыре
В бездонных глубинах Космоса родилась черная дыра. Проводила новорожденная долгим взглядом волну горячей плазмы, что уносилась прочь после взрыва Сверхновой звезды, породившей ее. Облизнулась юная дыра. Есть хотелось необычайно.
Раскинула она свои гравитационные щупальца и подхватила всякой еды понемногу: и межзвездной пыли отведала, и частиц разных, даже горячей плазмы попробовала – той, что еще не успела рассеяться в пространстве.
Вкусна была та еда, но вот беда: нисколько она голода не утолила, лишь аппетит раззадорила. И есть захотелось еще сильнее.
Огляделась черная дыра – нет ли где чего вкусного? И заприметила звезду голубую с двумя планетками крохотными, что кружили вокруг нее в бесконечном хороводе. Хоть и малы планетки да, несомненно, съедобны, а уж звезда … такая большая, такая вкусная на вид. Потекли слюнки у юной дыры. Жаль, далеко еще они, но зато путь мимо нее держат.
Не сдержалась дыра, затряслась от жадности, щупальца свои к звезде потянула, но не дотянулась. Затаилась дыра, запаслась терпением, и зорко следила за своей добычей, глаз голодных с нее не спускала и все бубнила чуть слышно: «Есть хочу! Ой, как есть хочу!».
Теперь и звезда увидела черную дыру. Задрожала в испуге бедняга, а с ней и планетки ее. Дыра же улыбнулась коварно и уже потянулась к ней вновь … как вдруг завизжала, пронзительно и возмущенно: ЕЕ ЗВЕЗДУ УЖЕ ВЛЕКЛА К СЕБЕ ДРУГАЯ ЧЕРНАЯ ДЫРА!
– Это мое! Отдай! – заверещала юная дыра, и потянулась было к звезде, но куда там! Старшая сестрица и крупнее, и сильнее новорожденной. Широко раскрыла она свою пасть и лишь бросила, усмехаясь, младшей сестре:
– Кто успел, тот и съел!
Юная дыра засопела и с досады вцепилась в одну из планеток. Старшая дыра не возражала – она с аппетитом поглощала звезду.
Хрустя тем, что еще недавно было планетой, черная дыра обиженно протянула:
– А-а, маленьких обижаешь!
Старшая, тем временем, управилась со звездой.
– Вкусно, – молвила она, принимаясь за планету.
Юная дыра от возмущения подавилась непрожеванным куском.
Старшая сестра насмешливо улыбнулась и произнесла:
– Знай свое место, малышка! Главная здесь я, Акромена, запомни это! Ты только что родилась, так смотри на меня и учись, как следует жить. А если мешать будешь – я тебя съем! – и она облизнулась.
– Я буду жаловаться! – пискнула маленькая дыра.
– И кому же, скажи? – захохотала Акромена.
– Немедленно прекратите эту склоку! – приказала Старейшая из черных дыр – та, что обитала в центре галактики. – Что за несносная молодежь пошла! Один шум от вас, а толку никакого! Если вести себя не научитесь – поглощу обеих!
Присмирели черные дыры. Взглянула опасливо юная дыра на Старейшую и поежилась. Ох, и огромна она, и страшна, а уж какие длиннющие щупальца имеет – неужто и впрямь до них с сестрицей дотянуться сумеет?
– А кто это? – шепотом спросила юная дыра.
– Старейшая, – нехотя пояснила старшая сестра. – Она самая старая, самая большая и самая умная. Сердить ее, право, не стоит.
– Значит не ты главная! – торжествующе заключила младшая дыра.
Акромена промолчала и вновь занялась планетой. Закончив же свою трапезу, она выросла в размерах.
– О, и я так могу! – возбуждено заверещала юная дыра и тоже выросла. Акромена осмотрела ее и фыркнула – все ж ненамного больше стала ее младшая сестрица. Что и неудивительно – ведь ей еды досталось куда меньше, чем старшей дыре.
Малышка насупилась было, да тут пролетала мимо комета. Мигом ухватили ее цепкие щупальца, и начался обед. Причмокивала от удовольствия юная дыра: комета была на диво вкусна, и за угощением она вскоре забыла о своей обиде.
Так и зажили они – то мирно переговаривались, и старшая учила младшую премудростям бытия, то дулись друг на друга и тогда подолгу угрюмо молчали, а то и вовсе спорили – до изнеможения, до хрипоты. Но ссор больших не затевали – боялись обе гнева Старейшей.
Что такое «чёрная дыра»
Чёрная дыра — это область пространства, в которой гравитационное притяжение настолько сильно, что ни вещество, ни излучение не могут эту область покинуть. Для находящихся там тел «скорость убегания» должна превышать скорость света, что невозможно, поскольку ни вещество, ни излучение не могут двигаться быстрее света. Поэтому из чёрной дыры ничто не может вылететь.
В чёрную дыру могут превратиться массивные звёзды (крупнее нашего Солнца в несколько раз!) при их катастрофическом сжатии — коллапсе. Когда заканчивается запас ядерного топлива, тогда под действием силы собственного тяготения звезда начинает сжиматься. Этот процесс продолжается до тех пор, пока всё вещество звезды не сожмётся до очень малого объёма. При этом очень быстро растёт сила тяготения, в конце концов она возрастает настолько, что даже свет не может больше вырываться наружу. Вот тогда-то звезда и превращается в чёрную дыру. Звезда-коллапсар, то есть чёрная дыра, улавливает излучение извне, но сама не выпускает наружу никаких излучений.
Название «чёрная дыра» ввёл в обиход в 1968 году американский физик Джон Уилер. Новый термин сразу стал популярен, заменив собой использовавшиеся до того названия «коллапсар» и «застывшая звезда».
Английский геофизик и астроном Джон Мичелл (1724—1793) предположил, что в природе могут существовать столь массивные звезды, что даже луч света не способен покинуть их поверхность. Мичелл рассчитал, что если бы звезда с массой Солнца имела радиус не более 3 километров, то даже частицы света не могли бы улететь от неё далеко. Поэтому такая звезда казалась бы издалека абсолютно тёмной. Эту идею Мичелл представил на заседании Лондонского Королевского общества 27 ноября 1783 года.
Черные дыры для детей
Что такое черные дыры?
Дети, как вы думаете, могли ли вы когда нибудь видеть эффект вакуума в вашей комнате? Когда вы что-то делаете, внимательно следите, потому что вы можете увидеть, как грязь и крошки начинают двигаться по направлению к пылесосу. Черная дыра похожа на пылесос, но только в космосе. Тем не менее, это не мощное всасывание, которое заставляет вещи падать в черную дыру. Силы всасывание не будет достаточно сильным. Вместо этого, черная дыра использует силу тяжести, чтобы притягивать все вокруг.
Как формируются черные дыры? Объяснение для детей
Когда у большой звезды заканчивается топливо, она не может больше поддерживать свой вес. Давление от массивных слоев водорода заставляет звезду сжиматься все меньше и меньше. В конце концов, звезда станет меньше атома. Представьте себе дети на мгновение, что вся звезда раздавиться в точку, меньше атома.
Как может получиться что-то меньше, но сохранить тоже количество массы?
На самом деле все очень просто. Возьмите дети губку, размером с бутылку, вы легко можете раздавить ее в руках. Но вот интересный момент. Если вы делаете что-то меньшее, сжимая ее, ее гравитация становится сильнее. Представьте себе дети, если вы сжимаете звезду в размер атома, насколько мощным станет ее гравитация?
Гравитация черной дыры настолько мощная, что поглощает все, даже свет, который проходит слишком близко. Совершенно верно, даже свет не может избежать черную дыру.
Строение черной дыры. Астрономия для детей
Черные дыры состоят из трех основных частей. Внешний слой черной дыры называется внешним горизонтом событий. Внутри внешнего горизонта событий вы еще можете вырваться от гравитации черной дыры, потому что сила тяжести здесь не так сильна. Средний слой черной дыры называется внутренним горизонтом событий. Если вы не избежали силы тяжести черной дыры, прежде чем вошли во внутренний горизонт событий, то вы, дети, упустили свой шанс. Сила тяжести в этом слое намного сильнее и не отпускает объекты, которая она захватывает. В этом момент вы начинаете падать к центру черной дыры. Центр черной дыры называется Сингулярность. Это странное слово означает раздавленную звезду. Сингулярность, это место, где гравитация черной дыры самая сильная.
Как вы можете попасть в черную дыру?
Подумайте о Земле. Если вы приближаетесь слишком близко к Земле, вы сталкиваетесь с ее гравитацией. На Земле вы могли бы снова улететь в космос на ракете. Тем не менее, если вы упадете в черную дыру, то у вас, дети, нет никакой возможности выбраться, так как гравитация очень сильна.
Загадка Чёрной дыры
Далеко-далеко, на окраине нашей Галактики, вокруг неприметной планеты кружил по орбите кораблик. Не просто кораблик, конечно, а космический. Даже имя у него имелось – Тони.
Когда-то его запустили с Земли и отправили исследовать дальние миры. Что может быть лучше для корабля-разведчика? Лететь, рассматривая на ходу звёзды, планеты, астероиды и метеориты. Тони не было скучно: каждый день в назначенное время он выходил на связь с Центром Управления Полётом и отчитывался обо всём, что видел по дороге. К отчёту прилагались фотографии – цветные, красивые, яркие. Кораблик гордился своим заданием. Его не пугало то, что он улетает всё дальше и дальше от Земли. Ведь тоненькая ниточка сигналов связывала его с родным домом.
Время шло. Вернее, оно тянулось незаметно. Ведь в космосе нет времён года, когда можно сказать: «Листья опадают. Осень. Скоро Новый год». ». Тони продолжал свой путь в безбрежном пространстве. Иногда подлетал к спутникам, которые кружились вокруг планет, чтобы поболтать с ними на ходу. Со взрослыми планетами он стеснялся разговаривать. Они казались ему такими серьёзными и важными.
Незаметно для себя Тони оказался на самом краю Галактики. Он не знал, что это – край, и потому очень удивился, когда однажды почувствовал, что дальше лететь не может.
Планета задумчиво оглядела кораблик со всех сторон и спросила:
— Твои щупальца… ну, вот эти – манипуляторы – они умеют захватывать предметы?
— Смотря какие.
— Оглянись вокруг. Видишь, сколько здесь космического мусора? Наша Зета – такая беспокойная звезда! Мечется, спешит куда-то. Когда я лечу далеко от неё, то всё нормально. Но стоит только приблизиться, и весь космический мусор начинает царапать меня и ужасно раздражает!
Кораблик удивился:
— Чем же я смогу помочь тебе?
— Нужно убрать весь этот мусор. Далеко улететь ты пока не сможешь, поскольку Зета притягивает тебя. А вот когда удалимся от неё, тогда и подумаем, как тебе вернуться домой. Так что займись лучше делом!
Теперь всё свободное время Тони летал вокруг планеты, захватывал своими щупальцами-манипуляторами обломки астероидов и выбрасывал их в ближайшую Чёрную дыру.
— Она всё в себя засасывает, и от мусора ей никакого вреда не будет! – со знанием дела сказала ему Тира.
— Это что-то вроде пылесоса? – шутил Тони, а сам с опаской поглядывал на чёрную воронку Мрак внутри неё был зловещим.
Иногда кораблик делал перерыв и болтал со своей новой подружкой обо всём на свете. Он рассказывал ей о родной планете – Земле, о том, что видел по дороге на окраину Вселенной. А Тира сплетничала о соседках, которые так же, как и она, вращались вокруг Зеты. И о Туманности, что маячила неподалёку, заслоняя время от времени обзор. И о созвездиях, которые находились в этой части Галактики.
Тут стенки туннеля, по которому стремительно летел наш кораблик, расширились, светлая точка впереди превратилась в пятно, потом пятно засияло и заполнило всё вокруг.
— Не может быть! Это же Солнце! – воскликнул Тони, вылетев из тоннеля и оглядевшись вокруг.
Неподалёку виднелся красный Марс. А чуть дальше голубела его родная планета – Земля!
— Это просто чудо! Спасибо Чёрной дыре, это она привела меня сюда! – воскликнул Тони. Но раздумывать, почему так случилось, было некогда. Нужно было рассказать астрономам о том, что далеко-далеко, вокруг Зеты Змееносца, на самом краю Галактики, летает планета Тира, очень похожая на Землю. И грустит без обитателей.
— Домой! – устремился сквозь пространство радостный кораблик.
В Центре Управления Полётом царил переполох. На экранах всех компьютеров появился НЛО. Он стремительно приближался к планете со стороны Марса. По тревоге были подняты все космические перехватчики. Но странное дело, неопознанный летающий объект стал посылать вполне понятные сигналы.
— Да это же наш Тони! – закричал кто-то, расшифровав их.
И всем стало очень стыдно от того, что они забыли о кораблике-разведчике…
А сам Тони был очень счастлив, что вернулся домой, на Землю, и может рассказать всё-всё о Тире, Зете и загадочной Чёрной дыре.
Черные дыры — объяснение для детей
Для самых маленьких родители или в школе должны объяснить, что воспринимать черную дыру как пустое место – грубейшая ошибка. Наоборот, в ней сконцентрировано невероятное количество материи, которая замкнута в маленьком пространстве. Чтобы объяснение для детей было более красочным, просто представьте, что вы взяли звезду в 10 раз массивнее Солнца и попытались впихнуть в область размером с Нью-Йорк. Из-за такого давления, гравитационное поле обретает настолько большую силу, что никто и даже световой луч не может вырваться. С развитием технологий НАСА удается все больше узнать об этих загадочных объектах.
Начать объяснение для детей можно с того, что термина «черная дыра» не существовало до 1967 года (ввел Джон Уилер). Но до этого уже несколько веков упоминалось о существовании странных объектов, которые своей плотностью и массивностью не выпускают свет. Их даже предсказал Альберт Эйнштейн в общей теории относительности. Она доказала, что при смерти массивной звезды остается небольшое плотное ядро. Если звезда по массе в трое превышает солнечную, то сила тяжести превозмогает остальные силы, и мы получаем черную дыру.
Процесс формирования черной звезды
Конечно, важно объяснить детям, что исследователи лишены возможности наблюдать эти особенности напрямую (телескопы находят лишь свет, рентгеновское излучение и прочие формы электромагнитного излучения), так что ждать фото черной дыры не приходится. Но можно высчитать их местоположение и даже определить размер из-за влияния, которое они оказывают на окружающие объекты. Например, если она пройдет сквозь облако межзвездной материи, то в процессе начнет втягивать вещество внутрь – аккреция. То же самое повторится, если вблизи пройдет звезда. Правда звезда может разорваться.
В момент притягивания вещество нагревается и ускоряется, выпуская в пространство рентгеновские лучи. Недавние открытия заметили несколько мощных всплесков гамма-лучей, демонстрируя процесс пожирания дырой соседних звезд. В этот момент они стимулируют рост одних и останавливают у других.
Смерть звезды – начало для черной дыры
Большая часть черных дыр появляется из остаточного материала умирающих крупных звезд (взрыв сверхновой). Меньшие по размеру звезды превращаются в плотные нейтронные, которым не хватает массивности, чтобы удерживать свет. Если масса звезды больше солнечной в 3 раза, то она становится кандидатом на пост черной дыры. Важно объяснить детям одну странность. Когда звезда разрушается, то ее поверхность приближается к воображаемой поверхности (горизонт событий). Время на самой звезде становится медленнее, чем у наблюдателя. Когда поверхность настигла горизонта событий, то время замирает, и звезда больше не может разрушаться – замороженный разрушающийся объект.
Черные дыры в центрах сливающихся галактиках
Более крупные черные дыры способны появляться после звездного столкновения. После запуска в декабре 2004 года телескопу НАСА удалось заметить сильные мимолетные световые вспышки – гамма-излучения. После этого Чандра и Хаббл собрали данные о событии и поняли, что эти вспышки могли быть следствием столкновения черной дыры и нейтронной звезды, что порождает новую черную дыру.
Хотя в процессе образования дети и родители уже разобрались, но загадкой остается один момент. Кажется, будто дыры существуют в двух разных масштабах. Есть множество черных дыр – остатки массивных звезд. Как правило, они в 10-24 раз массивнее Солнца. Ученые постоянно видят их, если посторонняя звезда приближается критически близко. Но большинство черных дыр существуют изолированно и их просто нельзя заметить. Однако, если судить по количеству звезд, обладающих достаточным размером, чтобы стать кандидатом на черную дыру, то в Млечном Пути таких черных дыр должно присутствовать десятки миллионов миллиардов.
Есть также и сверхмассивные черные дыры, которые в миллион и даже миллиард раз превосходят по размерам наше Солнце. Полагают, что такие монстры обитают в центрах практически всех крупных галактик (и в нашей).
Для самых маленьких будет интересно узнать, что долгое время ученые полагали, будто среднего размера для черных дыр не существует. Но данные Чандры, XMM-Newton и Хаббла показывают, что они есть.
Возможно, сверхмассивные черные дыры появляются из-за цепной реакции, вызванной столкновением звезд в компактных скоплениях. Из-за этого накапливается очень много массивных звезд, которые разрушаются и производят черные дыры. Затем эти скопления занимают галактический центр, где черные дыры сливаются и превращаются в сверхмассивного представителя.
Вы уже могли понять, что у вас не получится полюбоваться на черную дыру в высоком качестве в режиме онлайн, потому что эти объекты не выпускают свет. Но детям будет интересно изучить фото и схемы, созданные на основе контакта черных дыр и обычной материи.