Мы живем в удивительное время, когда к звездам отправляются космические миссии, человек начинает осваивать Луну, а роботы становятся полноправными членами экипажей. Но все же остались простые вопросы, на которые сегодня мы дадим простые ответы.
Почему темно внутри черных дыр?
Такие загадочные космические объекты с одной стороны сложные, а с другой – довольно простые.
Исследователь Вячеслав Докучаев объясняет, что «черной дырой» принято называть крепко сжавшийся массивный объект. Это могут быть соединившиеся звезды, которые из-за своего небольшого размера не пропускают свет. Если говорить по-научному, то дело в том, что вторая космическая скорость на поверхности этого тела больше скорости света, и потому фотоны света не могут оттуда вырваться.
Черные дыры – важный объект фундаментальных исследований. Их изучение идет вперед благодаря развитию технологий космических исследований. Так, например, в 2017 году американские ученые получили Нобелевскую премию за открытие, которое помогло исследовать черные дыры. Они открыли гравитационные волны. И тогда физики с помощью сложных лазерных интерферометров зафиксировали слияния черных дыр, генерирующие гравитационные волны. Эти волны зарегистрировали, а уникальность сигнала говорит о том, что обеспечить такую форму сигнала могут только черные дыры.
Мировое научное сообщество признало значение результата американских ученых, а через год после открытия исследователи получили премию.
Представление о загадочных черных дырах стало точнее за последние 40 лет. Это произошло после открытия квазизвездных объектов, квазаров. Это самые мощные излучатели во Вселенной, а также аккрецирующие черные дыры с массами в миллионы и миллиарды больше Солнца. Располагаются они в центре далеких галактик.
Какого цвета Солнце?
На самом деле Солнце не желтого цвета, а белого. Это происходит из-за его температуры. Она составляет 5780 кельвин и заставляет звезду светиться именно таким светом.
Если присмотреться, то на небе можно увидеть и другие цвета – более холодные звезды красные, а более горячие синие. Как только солнечные лучи «касаются» Земли, они меняют свой оттенок на желтоватый.
Солнце излучает все цвета видимого спектра.
Все происходит так. Частицы света, которые называют фотонами, в нижнем конце видимого электромагнитного спектра (это желтый, оранжевый, красный, они имеют большую длину волны) рассеиваются сложнее, чем фотоны верхней части спектра (фиолетовый, синий, зеленый — меньшая длина волны). Атмосфера Земли пропускает более длинные волны из желто-красной части спектра, будто бы «отфильтровывая» свет.
Есть и другое объяснение «желтоватости» Солнца. Оттенок получается из-за загрязнений в атмосфере, которые усиливают эффект рассеивания. Вот поэтому в пустыне с чистым и безоблачным небом наша звезда кажется белой.
А что происходит на восходе и закате, когда Солнце «пылает» огненными тонами?
Все дело в расположении. Солнце находится ближе к горизонту, поэтому и свету приходится проникать через большее количество атмосферных молекул. Фотоны сине-зеленого спектра рассеиваются еще больше, в то время как низкоэнергетические желтые, красные и оранжевые остаются на месте.
А увидеть настоящий цвет Солнца возможно только из космоса, ведь там фотонам просто не с чем взаимодействовать.
Почему мерцают звезды?
На самом деле мерцание не свойственно самим звёздам. Так происходит из-за земной атмосферы. Лучи звёзд должны пройти через нее, а уже затем их замечают жители Земли. И выше неспокойной газовой оболочки планеты, сквозь которую мы рассматриваем Вселенную, никакого мерцания звёзд нет: они светят спокойным, постоянным светом.
Наверняка все замечали дрожание отдаленных предметов, когда в знойные дни почва сильно нагрета Солнцем. Причина их мерцания та же. А звёздный свет пронизывает не однородную недвижимую среду, а газовые слои различной температуры и различной плотности. В этой атмосфере есть множество оптических призм, выпуклых и вогнутых линз, которые бесконечно меняют свои позиции. Находясь в таких «лабиринтах», световые лучи претерпевают в них многочисленные отклонения от прямого пути, то сосредоточиваясь, то рассеиваясь. Поэтому и яркость, и окраска звезд то и дело меняются.
Такое свойство атмосферы мешает астрономам во время наблюдений за небом, поэтому большое значение придаётся телескопам, которые находятся за пределами земной атмосферы. Например, «Кеплер» и «Хаббл».
Это важно, поскольку отсутствие атмосферы, во-первых, не искажает и не ослабляет свет, от звёзд, а во-вторых, делает измерения точнее. Так, телескоп «Кеплер» помог ученым открыть множество экзопланет, которые нельзя увидеть, находясь на Земле. Другое важное направление современной науки, компенсирующее такие искажения атмосферы, – адаптивная оптика.
Фото на странице: Casey Horner / Фотобанк Unsplash
