Черное море, интересные факты. Как образовалось черное море История появления черного моря

За всю историю Чёрное море несколько раз становилось то озером, то морем. В далекой древности оно было частью гигантского океана Тетис, соединявшего – через современную территорию Азии – нынешние Атлантический и Тихий океаны, но в результате образования гигантских горных хребтов, океан Тетис распался.
На месте нынешнего Черного моря образовалось замкнутое, пресноводное Сарматское море – озеро, и именно в этот период в нем сложились пресноводные флора и фауна, остатки которых сохранились до сих пор. Крым и Кавказ были островами в Сарматском море. Позднее снова появилась связь с океаном, образовалась соленое Меотическое море, его заселили морские животные и растения; в то время здесь даже водились огромные киты – теперь палеонтологи выкапывают их скелеты.

Черноморский Потоп

В последние 18-20 тысяч лет на месте Чёрного моря существовало почти пресное Новоевксинское озеро-море, и лишь 6-8 тысяч лет назад оно соединилось со Средиземным морем через пролив Босфор – вероятно, в результате землетрясения. Перешеек между берегами Босфора был естественной дамбой, потому что уровень воды в Новоевсксинском море был ниже уровня Средиземного моря. После прорыва этой естественной плотины морские воды хлынули в Чёрное море гигантской волной. В то время на побережье Чёрного моря уже жили люди – они охотились, ловили рыбу, пасли скот, строили себе жилища. Гигантские волны-цунами обрушились на побережье и затопили все – под воду ушли поселения людей, пастбища со стадами – исчезли целые народы. Это – так называемая гипотеза Черноморского Потопа.

Последнее соединение Черного и Средиземного морей произошло примерно 8 тысяч лет назад. Сильнейшее землетрясение раскололо сушу. Возник современный пролив Босфор. Огромные массы соленой средиземноморской воды устремились в Черное море, вызывая гибель огромного количества пресноводных обитателей. Их погибло так много, что разложение остатков их организмов в глубине моря и создало тот первоначальный запас сероводорода, который продолжает существовать до сих пор. Черное море стало «Морем мертвых глубин».

Историки полагают, что весь этот катаклизм происходил на глазах обитавшего здесь человека. Не эти ли события являются всемирным потопом? Ведь как известно, Ной причалил свой ковчег к Кавказской горе Арарат, которая тогда вполне могла выглядеть как остров в бушующем потоке слияния двух морей.
Черное море меняется и сегодня, оно медленно, но верно поглощает свои берега.

Соленое море Тетис

Сложная геологическая история выпала на долю той части Евро-Азиатского континента, где ныне расположено Черное море. Поэтому в современном его облике то и дело проглядывают черты, напоминающие о далеких эпохах и событиях на планете. Дать законченную историю Черного моря, всех его былых превращений и преобразований с указанием точных сроков вряд ли когда-нибудь станет возможным. Но упрощенную картину кратко нарисовать можно.

Еще до начала третичного периода в истории Земли, то есть во времена, отдаленные от нас на 50-60 миллионов лет, через южную Европу и Среднюю Азию с запада на восток простирался обширный морской бассейн, который на западе сообщался с Атлантическим океаном, а на востоке- с Тихим. Это было соленое море Тетис. К середине третичного периода, в результате подвижек земной коры, Тетис отделилось вначале от Тихого океана, а затем и от Атлантического.

Сарматское море

В миоцене (около 5-7 миллионов лет тому назад) происходят крупные горообразовательные движения земной коры, приведшие к возникновению Альпийских, Карпатских, Балканских и Кавказских гор. В результате, море Тетис сокращается в размерах и делится на несколько солоноватых (с соленостью воды более низкой, чем в море) бассейнов. Один из них, названный геологами Сарматским морем, простирался от нынешней Вены на западе до подножья Тянь-Шаня на востоке и включал в себя современные Черное, Азовское, Каспийское и Аральское моря. Изолированное от океана Сарматское море постепенно опреснялось водами впадавших в него рек, возможно, даже в большей степени, чем опреснено сегодня Каспийское море. Часть морской фауны, сохранившейся от Тетиса, вымерла, но любопытно, что в Сарматском море еще долгое время обитали такие типично океанические животные, как киты, сирены и тюлени. Со временем, в конце миоцена, и они вымерли.

Меотическое море

В конце миоцена-начале плиоцена, то есть 2-3 миллиона лет тому назад, Сарматское море уменьшается в размере, но снова образуется связь с океаном вода осолоняется, появляются морские животные и растения. Этот бассейн получил название Меотического моря.

Понтическое озеро-море

В плиоцене, 1,5-2 миллиона лет тому назад, сообщение с океаном вновь полностью прекращается, и на месте соленого Меотического моря возникает почти пресное Понтическое озеро-море. Тогда будущие Черное, Азовское и Каспийское моря сообщались между собой в том месте, где сегодня находятся территории Ставрополья, Краснодарского края и Северного Кавказа. В Понтическом озере-море вымирает морская фауна и формируется солоновато-водная фауна. Ее представители живут и сейчас. Они сохранились в Каспийском и Азовском морях, а также в опресненных водах Черного моря. Эта часть сегодняшней фауны объединена под названием “понтических реликтов”, или “каспийской фауны”, так как в опресненном Северном Каспии она сохранилась наилучшим образом.

В конце понтического периода, в результате поднятия земной коры в районе Северного Кавказа, происходит отделение бассейна собственно Каспийского моря. С той поры, развитие Каспия, с одной стороны, и Черного и Азовского морей – с другой, проходило самостоятельными путями, хотя кратковременные связи между ними иногда возникали.

Чаудинское озеро-море

С наступлением четвертичного, или ледникового периода, соленость воды и состав обитателей на месте будущего Черного моря продолжают изменяться. Изменяются и очертания водоема. В конце плиоцена, то есть менее одного миллиона лет тому назад, Понтическое озеро-море уменьшилось в размерах и получило название Чаудинского озера-моря. Оно было сильно опреснено, изолировано от океана и заселено фауной понтического типа. Азовского моря в то время, очевидно, еще не существовало.

Древнеевскинский бассейн

В результате таяния льдов в конце Миндельского оледенения (около 400-500 тысяч лет тому назад), Чаудинское озеро-море наполняется талыми водами и превращается в Древнеевксинский бассейн. По своим очертаниям он напоминает современные Черное и Азовское моря. На северо-востоке, через Кумо-Манычскую впадину, этот бассейн сообщался с Каспийским морем, которое тогда тоже переживало период сильного опреснения. Фауна Древнеевксинского бассейна была понтического типа.

Карангатское море

В период Рисс-Вюрмского межледниковья (100-150 тысяч лет тому назад) наступает новый этап в геологической истории Черного моря. Вследствие образования Дарданельского пролива возникает связь будущего Черного моря со Средиземным морем и океаном. Образуется, так называемый, Карангатский бассейн, или Карангатское море. Соленость воды в нем была приблизительно на одну греть выше, чем в современном Черном море. Со Средиземного моря и Атлантического океана в Карангатское море проникают различные представители морских видов животных и растений. Соленые воды занимали большую часть водоема, оттеснив солоноватоводные поптические виды в опресненные заливы, лиманы и устья рек. Однако со временем, и Карангатскому морю пришел конец.

Новоевскинское море

Около 18-20 тысяч лет тому назад, на месте Карангатского моря уже находилось Новоевксииское озеро-море. По времени это совпало с концом последнего, Вюрмского, оледенения. Море было наполнено талыми водами, снова изолировано от океана и сильно опреснено. В очередной раз вымирает соленолюбивая морская фауна и флора, а поптические виды, пережившие тяжелый для них карангатский период в лиманах и устьях рек, выходят из своих убежищ и снова заселяют все море.

Образование Черного моря

Так продолжалось около 10 тысяч лет или немногим более, после чего началась новейшая фаза в жизни водоема- образование современного Черного моря. Это произошло не сразу. Вначале, около 7, а по некоторым данным, даже около 5 тысяч лет тому назад, образовалась связь со Средиземным морем и Атлантическим океаном через Босфор и Дарданеллы. Затем началось постепенное осолонение Черного моря и, как считают, через 1,5-2 тысячи лет создалась соленость воды, достаточная для существования многих средиземноморских видов, которые проникли в новый для них водоем и сегодня образуют до 80% фауны Черного моря. А старожилы – понтические реликты снова отступили в лиманы и устья рек, как это уже случалось с ними не раз.

Заключение

Анализируя сложную геологическую историю Черного моря, можно прийти к заключению, что и нынешняя фаза- лишь эпизод между свершившимися и грядущими преобразованиями, что в будущем неизбежны дальнейшие глубокие изменения в облике моря. С таким заключением вполне можно было бы согласиться, если бы не одно существенное обстоятельство-Человек. Он появился на здешних берегах, очевидно, во времена Древнеевксинского бассейна, что, по геологическим меркам, – совсем недавно. Но эволюция человека пошла настолько стремительно, что сегодня он может успешно противостоять даже природным силам.

Современный человек технически в состоянии углублять или перекрывать связи Черного моря с соседними морями, регулировать речной сток и совершать многое другое. Поэтому современное Черное море, как и многие другие моря Земли, находится под сильным влиянием практической деятельности людей и по этой причине изменяет свои природные границы, соленость воды, состав фауны и флоры, численность популяций отдельных видов и другие параметры своей экосистемы. Происходят эти изменения в отрезки времени неизмеримо более короткие, чем в геологическом прошлом.

Черное море образовалось не так давно. Еще 12 тысяч лет назад на этом месте находилось пресноводное озеро. Геологи колумбийского университета Вильям Раян и Уолтер Питман связывают легенду о всемирном поднятием уровня Средиземного моря и образованием в результате этого моря Черного.

Суть теории заключается в следующем: таянием ледников повысился уровень Средиземного моря. В результате вода хлынула через проливы Босфор и Дарданеллы 200 раз большей чем . Так образовалось Черное море и произошло это 7 тысяч лет назад.

Вода прибывала с колоcсальной скоростью и ежедневно затапливало прибрежные берега на 15 см. Выжившие этой ужасной катастрофе рассказывали эту историю из поколения в поколение. В последствии эта история сложилась в Ное.

Морской исследователь Боб Баллард пытается найди на дне Черного моря подтверждение теории. Экспедиция Балларда 1999 года открыла древнюю линию берега. Были найдеты раковины как пресноводных, так соленоводных малюсков, радиоуглеродное датирование этих раковин поддерживает теорию пресноводного озера поглощенного Черным морем 7 тыс. лет назад.

Боб Баллард нашел на дне остатки, как он считает, древних поселений людей. Есть теория, которая объясняет обилие сероводорода в воде Черного моря массовой гибелью пресноводных животных во время потопа. Люди наверняка населяли то время берега Черного моря, и после потопа двинулись заселять восточную Европу.

А Европа, по мнению некоторых ученых напоминала тогда сумеречный лес из романа Толкиена «Властелин колец», поскольку в то время на территории Европы росли трехсотметровые липы.

Чёрное море – одно из самых красивейших и богатейших морей нашей планеты, и сегодня мы хотим рассказать вам именно о нем – огромном и неповторимом.

С точки зрения географии, Чёрное море – это глубоководный бассейн с площадью 413 000 кв. километров. Его наибольшая протяженность достигает 580 километров, наименьшая ширина составляет 265 километров, а максимальная глубина – 2210 км! Вы только вдумайтесь в эти размеры!

У моря есть несколько заливов, самыми крупными считаются Каркинитский, Варненский, Самсунский, Ягорлыцький, Джарылгачский, Бургарсикий, Тендровский, Феодосийский и Синопский. В него впадают крупнейшие реки: Днепр, Дунай и Днестр, а также Псоу, Бзыбь, Южный Буг, Сакарья,Камчия, Ингури, Велека, Чорох, Кызылирмаки Ешельырмак. А на берегах благополучно расположилось целых 7 стран – Абхазия, Болгария, Грузия, Румыния, Турция, Украина и, конечно, наша Родина.

«Замок у моря» предлагает немного окунуться в историю и приглашает посетить этот райский уголок.

Почему море назвали Черным?

Один из главных вопросов гостей побережья – почему такое изумительное искрящееся синее море вдруг назвали Чёрным? Откуда пришло это название, кто первый его придумал? Конечно, мы можем посоветовать пролететь над ним и увидеть, что оно на самом деле с высоты и выглядит черным, не в пример Красному или Средиземному морям. Но если копнуть глубже в историю и увлекательную науку топонимику, которая как раз и изучает названия географических объектов, то поймём, что все не так просто.

Свое название море получило не сразу, имя менялось несколько раз в зависимости от времени и народа, населявшего или завоевавшего его на тот момент.

Согласно одной из версий, которую предложил древнегреческий историк и географ Страбон (жил он в I веке до н.э.), Черным его назвали греческие колонисты, которых море поначалу встретило недружелюбно, сильными ветрами и штормами. Под впечатлением они и ему дали название «Понтос Аксейнос», то есть «черное, негостеприимное море». Когда же они обжились и породнились с морем, то сменили гнев на милость и называли его уже «Понтос Эвксейнос» («гостеприимное море).

Одно из других предположений звучит так: еще в I тысячелетии до н.э. на восточных и северных берегах Азовского моря проживали древние индийские племена, которые и дали имя морю-соседу «Темарун», что в буквальном переводе означает «чёрное море». Предполагается, что они просто визуально сравнили цвета водной глади двух морей и пришли к такому выводу. Индейцев сменили скифы, которые тоже были полностью согласны с такой характеристикой и стали называть его «Ахшаэнэ», дословно – «темное, черное». А, например, когда на побережье пришли русичи, то они дали имя на свой манер – «русское» или «понское», затем оно звучало, как Сурожское, Кимерийское, Скифское и Таврическое. Были и другие национальные акценты, которые тоже звучали в его имени: Амшын (абхазский), Сшедше (убыхское), Шави згъва (грузинский).

Третья версия: привычное для нас название появилось и закрепилось после ожесточенных боев между турецкими завоевателями и черкесской стороной – шапсугами, адыгами и убыхами. Турки были настолько поражены невероятной храбростью и отвагой воинов, что даже море стали называть на свой лад «Караден-гиз», то есть, «чёрное, негостеприимное». Ну и свою лепту внесли моряки, они прозвали его чёрным за сильные шторма, изменявшие цвет морской воды с бирюзового до иссиня-чёрного. А учёные склонны так его называть за характерную особенность – глубинные слои содержат огромное количество сероводорода, и на глубине 150-200 метров уже нет абсолютно никакой жизни, все это придает оттенок темного цвета.

Вот сколько версий события наречения моря, если вы знаете еще какой-либо любопытный факт, напишите нам, и мы с удовольствием его разместим!

Как появилось Чёрное море?

Много-много миллионов лет назад на территории современных морей: Азовского, Аральского, Средиземного, Каспийского, Мраморного и Чёрного располагался залив древнейшего океана Тетис. Этот самый залив был разделён на две половины – Восточную, она была опреснённой из-за большого притока рек, и Западную, которая была солёной.

Более 13 миллионов лет назад над гладью Тетис поднялась гряда Альпийских гор, в результате чего залив отделился от океана и превратился в самостоятельное пресное море – Сарматское. Время шло, море не останавливалось в своей эволюции, и спустя 10 миллионов лет оно изменилось по форме, уменьшилось в размерах и смогло повысить солёность.

8 миллионов лет назад процессы эволюции подняли горы Кавказа и Крыма ещё выше и привели к образованию уже малосолёного Понтического моря, которое состояло из современных морей: Каспийского и Чёрного. Ну а по мере роста главного Кавказского хребта над водной гладью, эти моря постоянно отдалялись друг от друга. Каспийское море было пресным, а вот Чёрное постоянно соединялось со Средиземным и от его вод становилось всё солёнее.

Последнее слияние Чёрного и Средиземного морей произошло 8 тысяч лет назад, оно проходило при сильнейшем землетрясении, образовав при этом Босфорский пролив. И в настоящее время идёт процесс поднятия суши над уровнем моря, и воды тоже постепенно растут. В районе Краснодарского края эти процессы ещё уравниваются, а вот в остальных местах – подъем суши преобладает над поднятием воды.

Обитатели Черного моря

Бирюзовая вода Чёрного моря дарит много приятных моментов и ощущений. Море даёт нам только положительные эмоции, заряд энергии, бодрость и крепкое здоровье, поэтому мы должны с уважением относится к нему и беречь, тем более, это дом многих живых существ и разнообразных растений.

Только водорослей здесь свыше 250 видов, самые распространенные из которых: перидиней, кораллина, цистозира, ульва, лауренсия, зостера и филлофора – все они полезны и необходимы морю.

А летом ночью можно увидеть луч света из моря – это корнерот, самая большая медуза из всех видов, проживающих в Черном море, вышла на прогулку. Чёрное море богато несколькими видами моллюсков, мидий, рапанов, устриц, гребешков, и всех их можно употреблять в пищу. Есть и крабы – их насчитывают около 17 видов, например, паук, каменный и краснюк. Море побалует и рыбой: ее здесь более 180 видов, это – хамса, кефаль, тюлька, барабуля, ставрида, скумбрия, камбала, морской ерш, игла морская, морской конек. Акулы тоже есть – катран и сциллиум, но они безобидны для человека, и вы можете плавать спокойно.

В море можно встретить и любимчиков людей – дельфинов, здесь их проживает 2 вида: белобочка и афалина. Они часто плавают совсем рядом с берегом, и вы сможете полюбоваться, как они охотятся и играют. Из птиц вы встретите бакланов, чаек, буревестников.

Но как говорится, чем сто раз услышать, лучше один раз увидеть – приезжайте на прекрасное черноморское побережье, к нам в «Замок у моря»! Мы организуем для вас отличный отдых, а море подарит незабываемые впечатления и самые яркие эмоции!

По причине относительно недавнего роста интереса к созданию научно-популярных фильмов на тему освоения космоса современный зритель наслышан о таких явлениях как сингулярность, или черная дыра. Однако, кинофильмы, очевидно, не раскрывают всей природы этих явлений, а иногда даже искажают построенные научные теории для большей эффектности. По этой причине представление многих современных людей о указанных явлениях либо совсем поверхностно, либо вовсе ошибочно. Одним из решений возникшей проблемы является данная статья, в которой мы попытаемся разобраться в существующих результатах исследований и ответить на вопрос - что такое черная дыра?

В 1784-м году английский священник и естествоиспытатель Джон Мичелл впервые упомянул в письме Королевскому обществу некое гипотетическое массивное тело, которое имеет настолько сильное гравитационное притяжение, что вторая космическая скорость для него будет превышать скорость света. Вторая космическая скорость - это скорость, которая потребуется относительно малому объекту, чтобы преодолеть гравитационное притяжение небесного тела и выйти за пределы замкнутой орбиты вокруг этого тела. Согласно его расчетам, тело с плотностью Солнца и с радиусом в 500 солнечных радиусов будет иметь на своей поверхности вторую космическую скорость равную скорости света. В таком случае даже свет не будет покидать поверхность такого тела, а потому данное тело будет лишь поглощать поступающий свет и останется незаметным для наблюдателя - неким черным пятном на фоне темного космоса.

Однако, концепция сверхмассивного тела, предложенная Мичеллом, не привлекала к себе большого интереса, вплоть до работ Эйнштейна. Напомним, что последний определил скорость света как предельную скорость передачи информации. Кроме того, Эйнштейн расширил теорию тяготения для скоростей близких к скорости света (). В результате этого к черным дырам уже было не актуально применять ньютоновскую теорию.

Уравнение Эйнштейна

В результате применения ОТО к черным дырам и решения уравнений Эйнштейна были выявлены основные параметры черной дыры, которых всего три: масса, электрический заряд и момент импульса. Следует отметить значительный вклад индийского астрофизика Субраманьяна Чандрасекара, который создал фундаментальную монографию: «Математическая теория чёрных дыр».

Таким образом решение уравнений Эйнштейна представлено четырьмя вариантами для четырех возможных видов черных дыр:

• ЧД без вращения и без заряда - решение Шварцшильда. Одно из первых описаний черной дыры (1916 год) при помощи уравнений Эйнштейна, однако без учета двух из трех параметров тела. Решение немецкого физика Карла Шварцшильда позволяет высчитать внешнее гравитационное поле сферического массивного тела. Особенность концепции ЧД немецкого ученого состоит в наличии горизонта событий и скрывающейся за ним . Также Шварцшильд впервые вычислил гравитационный радиус, получивший его имя, определяющий радиус сферы, на которой располагался бы горизонт событий для тела с данной массой.
• ЧД без вращения с зарядом - решение Рейснера-Нордстрёма. Решение, выдвинутое в 1916-1918 годах, учитывающее возможный электрический заряд черной дыры. Данный заряд не может быть сколь угодно большим и ограничен по причине возникающего электрического отталкивания. Последнее должно компенсироваться гравитационным притяжением.
• ЧД с вращением и без заряда - решение Керра (1963 год). Вращающаяся черная дыра Керра отличается от статичной, наличием так называемой эргосферы (об этой и др. составных черной дыры - читайте далее).
• ЧД с вращением и с зарядом — Решение Керра — Ньюмена. Данное решение было вычислено в 1965-м году и на данный момент является наиболее полным, так как учитывает все три параметра ЧД. Однако, все же предполагается, что в природе черные дыры имеют несущественный заряд.

Образование черной дыры

Существует несколько теорий о том, как образуется и появляется черная дыра, наиболее известная из которых - возникновение в результате гравитационного коллапса звезды с достаточной массой. Таким сжатием может заканчиваться эволюция звезд с массой более трех масс Солнца. По завершению термоядерных реакций внутри таких звезд они начинают ускоренно сжиматься в сверхплотную . Если давление газа нейтронной звезды не может компенсировать гравитационные силы, то есть масса звезды преодолевает т.н. предел Оппенгеймера — Волкова, то коллапс продолжается, в результате чего материя сжимается в черную дыру.

Второй сценарий, описывающий рождение черной дыры - сжатие протогалактического газа, то есть межзвездного газа, находящегося на стадии превращения в галактику или какое-то скопление. В случае недостаточного внутреннего давления для компенсации тех же гравитационных сил может возникнуть черная дыра.

Два других сценария остаются гипотетическими:

• Возникновение ЧД в результате - т.н. первичные черные дыры.
• Возникновение в результате протекания ядерных реакций при высоких энергиях. Пример таких реакций - эксперименты на коллайдерах.

Структура и физика черных дыр

Структура черной дыры по Шварцшильду включает всего два элемента, о которых упоминалось ранее: сингулярность и горизонт событий черной дыры. Кратко говоря о сингулярности, можно отметить, что через нее невозможно провести прямую линию, а также, что внутри нее большинство существующих физических теорий не работают. Таким образом, физика сингулярности на сегодня остается загадкой для ученых. черной дыры - это некая граница, пересекая которую, физический объект теряет возможность вернуться обратно за ее пределы и однозначно «упадет» в сингулярность черной дыры.

Строение черной дыры несколько усложняется в случае решения Керра, а именно при наличии вращения ЧД. Решение Керра подразумевает наличие у дыры эргосферы. Эргосфера - некая область, находящаяся снаружи горизонта событий, внутри которой все тела движутся по направлению вращения черной дыры. Данную область еще не является захватывающей и ее возможно покинуть, в отличие от горизонта событий. Эргосфера, вероятно, является неким аналогом аккреционного диска, представляющего вращающееся вещество вокруг массивных тел. Если статичная черная дыра Шварцшильда представляется в виде черной сферы, то ЧД Керри, в силу наличия эргосферы, имеет форму сплюснутого эллипсоида, в виде которого мы часто видели ЧД на рисунках, в старых кинофильмах или видеоиграх.

• Сколько весит черная дыра? - Наибольший теоретический материал по возникновению черной дыры имеется для сценария ее появления в результате коллапса звезды. В таком случае максимальная масса нейтронной звезды и минимальная масса черной дыры определяется пределом Оппенгеймера — Волкова, согласно которому нижний предел массы ЧД составляет 2.5 - 3 массы Солнца. Самая тяжелая черная дыра, которую удалось обнаружить (в галактике NGC 4889) имеет массу 21 млрд масс Солнца. Однако, не стоит забывать и о ЧД, гипотетически возникающих в результате ядерных реакций при высоких энергиях, вроде тех, что на коллайдерах. Масса таких квантовых черных дыр, иначе говоря «планковских черных дыр» имеет порядок , а именно 2·10 −5 г.
• Размер черной дыры. Минимальный радиус ЧД можно вычислить из минимальной масса (2.5 - 3 массы Солнца). Если гравитационный радиус Солнца, то есть область, где находился бы горизонт событий, составляет около 2,95 км, то минимальный радиус ЧД 3-х солнечных масс будет около девяти километров. Такие относительно малые размеры не укладываются в голове, когда речь идет о массивных объектах, притягивающих все вокруг. Однако, для квантовых черных дыр радиус равен — 10 −35 м.
• Средняя плотность черной дыры зависит от двух параметров: массы и радиуса. Плотность черной дыры с массой порядка трех масс Солнца составляет около 6 ·10 26 кг/м³, тогда как плотность воды 1000 кг/м³. Однако, столь малые черные дыры не были найдены учеными. Большинство обнаруженных ЧД имеют массу более 10 5 масс Солнца. Существует интересная закономерность, согласно которой чем массивнее черная дыра, тем меньше ее плотность. При этом изменение массы на 11 порядков влечет изменение плотность на 22 порядка. Таким образом черная дыра массой 1 ·10 9 солнечных масс имеет плотность 18.5 кг/м³, что на единицу меньше плотности золота. А ЧД массой более 10 10 масс Солнца могут иметь среднюю плотность меньше плотности воздуха. Исходя из этих расчетов логично предположить, что образование черной дыры происходит не по причине сжатия вещества, а в результате накопление большого количества материи в некотором объеме. В случае с квантовыми ЧД, их плотность может составлять около 10 94 кг/м³.
• Температура черной дыры также обратно пропорционально зависит от ее массы. Данная температура непосредственно связана с . Спектр этого излучения совпадает со спектром абсолютно черного тела, то есть тела, что поглощает все падающее излучение. Спектр излучения абсолютно черного тела зависит только от его температуры, тогда температуру ЧД можно определить по спектру излучения Хокинга. Как было сказано выше, данное излучение тем мощнее, чем меньше черная дыра. При этом излучение Хокинга остается гипотетическим, так как еще не наблюдалось астрономами. Из этого следует, что если излучение Хокинга существует, то температура наблюдаемых ЧД столь мала, что не позволяет зарегистрировать указанное излучение. Согласно расчетам даже температура дыры с массой порядка массы Солнца - пренебрежительно мала (1 ·10 -7 К или -272°C). Температура же квантовых черных дыр может достигать порядка 10 12 К и при их скором испарении (около 1.5 мин.) такие ЧД могут испускать энергию порядка десяти миллионов атомных бомб. Но, к счастью, для создания таких гипотетических объектов потребуется энергия в 10 14 раз больше той, которая достигнута сегодня на Большом адронном коллайдере. Кроме того, подобные явления ни разу не наблюдались астрономами.

Из чего состоит ЧД?

Еще один вопрос волнует, как ученых, так и тех, кто просто увлекается астрофизикой — из чего состоит черная дыра? На этот вопрос нет однозначного ответа, так как за горизонт событий, окружающий любую черную дыру, заглянуть не представляется возможным. Кроме того, как уже говорилось ранее, теоретические модели черной дыры предусматривают всего 3 ее составных: эргосфера, горизонт событий и сингулярность. Логично предположить, что в эргосфере имеются лишь те объекты, которые были притянуты черной дырой, и которые теперь вращаются вокруг нее - разного рода космические тела и космический газ. Горизонт событий - лишь тонкая неявная граница, попав за которую, те же космические тела безвозвратно притягиваются в сторону последней основной составляющей ЧД - сингулярности. Природа сингулярности сегодня не изучена и о ее составе говорить еще рано.

Согласно некоторым предположениям черная дыра может состоять из нейтронов. Если следовать сценарию возникновения ЧД в следствие сжатия звезды до нейтронной звезды с последующим ее сжатием, то, вероятно, основная часть черной дыры состоит из нейтронов, из которых состоит и сама нейтронная звезда. Простыми словами: при коллапсе звезды ее атомы сжимаются таким образом, что электроны соединяются с протонами, тем самым образуя нейтроны. Подобная реакция действительно имеет место в природе, при этом с образованием нейтрона происходит излучение нейтрино. Однако, это лишь предположения.

Что будет если попасть в черную дыру?

Падение в астрофизическую черную дыру приводит к растяжению тела. Рассмотрим гипотетического космонавта-смертника, который направился в черную дыру в одном лишь скафандре ногами вперед. Пересекая горизонт событий, космонавт не заметит никаких изменений, несмотря на то, что выбраться обратно у него уже нет возможности. В некоторый момент космонавт достигнет точки (немного позади горизонта событий), в которой начнет происходить деформация его тела. Так как гравитационное поле черной дыры неоднородно и представлено возрастающим по направлению к центру градиентом силы, то ноги космонавта подвергнутся заметно большему гравитационному воздействию, чем, например, голова. Тогда за счет гравитации, вернее - приливных сил, ноги будут «падать» быстрее. Таким образом тело начинает постепенно вытягиваться в длину. Для описания подобного явления астрофизики придумали довольно креативный термин - спагеттификация. Дальнейшее растяжение тела, вероятно, разложит его на атомы, которые, рано или поздно достигнут сингулярности. О том, что будет чувствовать человек в данной ситуации - остается только гадать. Стоит отметить, что эффект растяжения тела обратно пропорционален массе черной дыры. То есть если ЧД с массой трех Солнц мгновенно растянет/разорвет тело, то сверхмассивная черная дыра будет иметь меньшие приливные силы и, есть предположения, что некоторые физические материалы могли бы «стерпеть» подобную деформацию, не потеряв свою структуру.

Как известно, вблизи массивных объектов время течет медленней, а значит время для космонавта-смертника будет течь значительно медленней, чем для землян. В таком случае, возможно, он переживет не только своих друзей, но и саму Землю. Для определения того, насколько замедлится время для космонавта потребуются расчеты, однако из вышесказанного можно предположить, что космонавт будет падать в ЧД очень медленно и, возможно, просто не доживет до того момента, когда его тело начнет деформироваться.

Примечательно, что для наблюдателя снаружи все тела, подлетевшие к горизонту событий, так и останутся у края этого горизонта до тех пор, пока не пропадет их изображение. Причиной подобного явления является гравитационное красное смещение. Несколько упрощая, можно сказать, что свет, падающий на тело космонавта-смертника «застывшего» у горизонта событий будет менять свою частоту в связи с его замедленным временем. Так как время идет медленней, то частота света будет уменьшаться, а длина волны - увеличиваться. В результате этого явления, на выходе, то есть для внешнего наблюдателя, свет постепенно будет смещаться в сторону низкочастотного - красного. Смещение света по спектру будет иметь место, так как космонавт-смертник все более удаляется от наблюдателя, хоть и практически незаметно, и его время течет все медленней. Таким образом свет, отражаемый его телом, вскоре выйдет за пределы видимого спектра (пропадет изображение), и в дальнейшем тело космонавта можно будет уловить лишь в области инфракрасного излучения, позже - в радиочастотном, и в итоге излучение и вовсе будет неуловимо.

Несмотря на написанное выше, предполагается, что в очень больших сверхмассивных черных дырах приливные силы не так сильно изменяются с расстоянием и почти равномерно действуют на падающее тело. В таком случае падающий космический корабль сохранил бы свою структуру. Возникает резонный вопрос - а куда ведет черная дыра? На этот вопрос могут ответить работы некоторых ученых, связывающий два таких явления как кротовые норы и черные дыры.

Еще в 1935-м году Альберт Эйнштейн и Натан Розен с учетом выдвинули гипотезу о существовании так называемых кротовых нор, соединяющий две точки пространства-времени путем в местах значительного искривления последнего - мост Эйнштейна-Розена или червоточина. Для столь мощного искривления пространства потребуются тела с гигантской массой, с ролью которых отлично справились бы черные дыры.

Мост Эйнштейна-Розена - считается непроходимой кротовой норой, так как имеет небольшие размеры и является нестабильной.

Проходимая кротовая дыра возможно в рамках теории черных и белых дыр. Где белая дыра является выходом информации, попавшей в черную дыру. Белая дыра описывается в рамках ОТО, однако на сегодня остается гипотетической и не была обнаружена. Еще одна модель кротовой норы предложена американскими учеными Кипом Торном и его аспирантом — Майком Моррисом, которая может быть проходимой. Однако, как в случае с червоточиной Морриса — Торна, так и в случае с черными и белыми дырами для возможности путешествия требуется существование так называемой экзотической материи, которая имеет отрицательную энергию и также остается гипотетической.

Черные дыры во Вселенной

Существование черных дыр подтверждено относительно недавно (сентябрь 2015 г.), однако до того времени существовал уже немалый теоретический материал по природе ЧД, а также множество объектов-кандидатов на роль черной дыры. Прежде всего следует учесть размеры ЧД, так как от них зависит и сама природа явления:

• Черная дыра звездной массы . Такие объекты образуются в результате коллапса звезды. Как уже упоминалось ранее, минимальная масса тела, способного образовать такую черную дыру составляет 2.5 - 3 солнечных масс.
• Черные дыры средней массы . Условный промежуточный тип черных дыр, которые увеличились за счет поглощения близлежащих объектов, вроде скопления газа, соседней звезды (в системах двух звезд) и других космических тел.
• Сверхмассивная черная дыра . Компактные объекты с 10 5 —10 10 масс Солнца. Отличительными свойствами таких ЧД является парадоксально невысокая плотность, а также слабые приливные силы, о которых говорилось ранее. Именно такая сверхмассивная черная дыра в центре нашей галактики Млечного пути (Стрелец А*, Sgr A*), а также большинстве других галактик.

Кандидаты в ЧД

Ближайшая черная дыра, а вернее кандидат на роль ЧД - объект (V616 Единорога), который расположен на расстоянии 3000 световых лет от Солнца (в нашей галактике). Он состоит из двух компонент: звезды с массой в половину солнечной массы, а также невидимого тела малых размеров, масса которого составляет 3 - 5 масс Солнца. Если данный объект окажется небольшой черной дырой звездной массы, то по праву стане ближайшей ЧД.

Следом за этим объектом второй ближайшей черной дырой является объект Лебедь X-1 (Cyg X-1), который был первым кандидатом на роль ЧД. Расстояние до него примерно 6070 световых лет. Достаточно хорошо изучен: имеет массу в 14.8 масс Солнца и радиус горизонта событий около 26 км.

По некоторым источником еще одним ближайшим кандидатом на роль ЧД может быть тело в звездной системе V4641 Sagittarii (V4641 Sgr), которая по оценкам 1999-го года располагалась на расстоянии 1600 световых лет. Однако, последующие исследования увеличили это расстояние как минимум в 15 раз.

Сколько черных дыр в нашей галактике?

На этот вопрос нет точного ответа, так как наблюдать их довольно непросто, и за все время исследования небосвода ученым удалось обнаружить около десятка черных дыр в пределах Млечного Пути. Не предаваясь расчетам, отметим, что в нашей галактике около 100 - 400 млрд звезд, и примерно каждая тысячная звезда имеет достаточно массы, чтобы образовать черную дыру. Вероятно, что за время существования Млечного Пути могли образоваться миллионы черных дыр. Так как зарегистрировать проще черные дыры огромных размеров, то логично предположить, что скорее всего большинство ЧД нашей галактики не являются сверхмассивными. Примечательно, что исследования НАСА 2005-го года предполагают наличие целого роя черных дыр (10-20 тысяч), вращающихся вокруг центра галактики. Кроме того, в 2016-м году японские астрофизики обнаружили массивный спутник вблизи объекта * — черная дыра, ядро Млечного Пути. В силу небольшого радиуса (0,15 св. лет) этого тела, а также его огромной массы (100 000 масс Солнца) ученые предполагают, что данный объект тоже является сверхмассивной черной дырой.

Ядро нашей галактики, черная дыра Млечного Пути (Sagittarius A*, Sgr A* или Стрелец А*) является сверхмассивной и имеет массу 4,31·10 6 масс Солнца, а радиус — 0,00071 световых лет (6,25 св. ч. или 6,75 млрд. км). Температура Стрельца А* вместе со скоплением около него составляет около 1·10 7 K.

Самая большая черная дыра

Самая большая черная дыра во Вселенной, которую ученым удалось обнаружить - сверхмассивная черная дыра, FSRQ блазар, в центре галактики S5 0014+81, на расстоянии 1.2·10 10 световых лет от Земли. По предварительным результатам наблюдения, при помощи космической обсерватории Swift, масса ЧД составила 40 миллиардов (40·10 9) солнечных масс, а радиус Шварцшильда такой дыры - 118,35 миллиард километров (0,013 св.лет). Кроме того, согласно подсчетам, она возникла 12,1 млрд лет назад (спустя 1,6 млрд. лет после Большого взрыва). Если данная гигантская черная дыра не будет поглощать окружающую ее материю, то доживет до эры черных дыр - одна из эпох развития Вселенной, во время которой в ней будут доминировать черные дыры. Если же ядро галактики S5 0014+81 продолжит разрастаться, то оно станет одной из последних черных дыр, которые будут существовать во Вселенной.

Другие две известные черные дыры, хоть и не имеющие собственных названий, имеют наибольшее значение для исследования черных дыр, так как подтвердили их существование экспериментально, а также дали важные результаты для изучения гравитации. Речь о событии GW150914, которым названо столкновение двух черных дыр в одну. Данное событие позволило зарегистрировать .

Обнаружение черных дыр

Прежде, чем рассматривать методы обнаружения ЧД, следует ответить на вопрос — почему черная дыра черная? - ответ на него не требует глубоких познаний в астрофизике и космологии. Дело в том, что черная дыра поглощает все падающее на нее излучение и совсем не излучает, если не брать во внимание гипотетическое . Если рассмотреть данный феномен подробнее, можно предположить, что внутри черных дыр не протекают процессы, приводящие к высвобождению энергии в виде электромагнитного излучения. Тогда если ЧД и излучает, то в спектре Хокинга (который совпадает со спектром нагретого, абсолютно черного тела). Однако, как было сказано ранее, данное излучение не было зарегистрировано, что позволяет предположить о совершенно низкой температуре черных дыр.

Другая же общепринятая теория говорит о том, что электромагнитное излучение и вовсе не способно покинуть горизонт событий. Наиболее вероятно, что фотоны (частицы света) не притягиваются массивными объектами, так как согласно теории - сами не имеют массы. Однако, черная дыра все же «притягивает» фотоны света посредством искажения пространства-времени. Если представить ЧД в космосе в виде некой впадины на гладкой поверхности пространства-времени, то существует некоторое расстояние от центра черный дыры, приблизившись на которое к ней свет уже не сможет отдалиться. То есть грубо говоря, свет начинает «падать» в «яму», которая даже не имеет «дна».

В дополнение к этому, если учесть эффект гравитационного красного смещения, то возможно в черной дыре свет теряет свою частоту, смещаясь по спектру в область низкочастотного длинноволнового излучения, пока вовсе не утратит энергию.

Итак, черная дыра имеет черный цвет и потому ее сложно обнаружить в космосе.

Методы обнаружения

Рассмотрим методы, которые астрономы используют для обнаружения черной дыры:

Помимо упомянутых выше методов, ученые часто связывают такие объекты как черные дыры и . Квазары - некие скопления космических тел и газа, которые являются одними из самых ярких астрономических объектов во Вселенной. Так как они обладают высокой интенсивностью свечения при относительно малых размерах, есть основания предполагать, что центром этих объектов есть сверхмассивная черная дыра, притягивающая к себе окружающую материю. В силу столь мощного гравитационного притяжения притягиваемая материя настолько разогрета, что интенсивно излучает. Обнаружение подобных объектов обычно сопоставляется с обнаружением черной дыры. Иногда квазары могут излучать в две стороны струи разогретой плазмы - релятивистские струи. Причины возникновения таких струй (джет) не до конца ясны, однако вероятно они вызваны взаимодействием магнитных полей ЧД и аккреционного диска, и не излучаются непосредственной черной дырой.

Джет в галактике M87 бьющий из центра ЧД

Подводя итоги вышесказанного, можно представить себе, вблизи: это сферический черный объект, вокруг которого вращается сильно разогретая материя, образуя светящийся аккреционный диск.

Слияние и столкновение черных дыр

Одним из интереснейших явлений в астрофизике является столкновение черных дыр, которое также позволяет обнаруживать такие массивные астрономические тела. Подобные процессы интересуют не только астрофизиков, так как их следствием становятся плохо изученные физиками явления. Ярчайшим примером является упомянутое ранее событие под названием GW150914, когда две черные дыры приблизились настолько, что в результате взаимного гравитационного притяжения слились в одну. Важным следствием этого столкновение стало возникновение гравитационных волн.

Согласно определению гравитационных волн - это такие изменения гравитационного поля, которые распространяются волнообразным образом от массивных движущихся объектов. Когда два таких объекта сближаются - они начинают вращаться вокруг общего центра тяжести. По мере их сближения, их вращение вокруг собственной оси возрастает. Подобные переменные колебания гравитационного поля в некоторый момент могут образовать одну мощную гравитационную волну, которая способна распространиться в космосе на миллионы световых лет. Так на расстоянии 1,3 млрд световых лет произошло столкновение двух черных дыр, образовавшее мощную гравитационную волну, которая дошла до Земли 14 сентября 2015 года и была зафиксирована детекторами LIGO и VIRGO.

Как умирают черные дыры?

Очевидно, чтобы черная дыра перестала существовать, ей понадобится потерять всю свою массу. Однако, согласно ее определению — ничто не может покинуть пределы черной дыры если перешло ее горизонт событий. Известно, что впервые о возможности излучения черной дырой частиц упомянул советский физик-теоретик Владимир Грибов, в своей дискуссии с другим советским ученым Яковом Зельдовичем. Он утверждал, что с точки зрения квантовой механики черная дыра способна излучать частицы посредством туннельного эффекта. Позже при помощи квантовой механики построил свою, несколько иную теорию английский физик-теоретик Стивен Хокинг. Подробнее о данном явлении Вы можете прочесть . Кратко говоря, в вакууме существуют так называемые виртуальные частицы, которые постоянно попарно рождаются и аннигилируют друг с другом, при этом не взаимодействуя с окружающим миром. Но если подобные пары возникнут на горизонте событий черной дыры, то сильная гравитация гипотетически способна их разделить, при этом одна частица упадет внутрь ЧД, а другая отправится по направлению от черной дыры. И так как улетевшая от дыры частица может быть наблюдаема, а значит обладает положительной энергий, то упавшая в дыру частица должна обладать отрицательной энергий. Таким образом черная дыра будет терять свою энергию и будет иметь место эффект, который называется - испарение черной дыры.

Согласно имеющимся моделям черной дыры, как уже упоминалось ранее, с уменьшением ее массы ее излучение становится все интенсивнее. Тогда на завершающем этапе существования ЧД, когда она, возможно, уменьшится до размеров квантовой черной дыры, она выделит огромное количество энергии в виде излучения, что может быть эквивалентно тысячам или даже миллионам атомных бомб. Данное событие несколько напоминает взрыв черной дыры, словно той же бомбы. Согласно подсчетам, в результате Большого взрыва могли зародиться первичные черные дыры, и те из них, масса которых порядка 10 12 кг, должны были бы испариться и взорваться примерно в наше время. Как бы то ни было, подобные взрывы ни разу не были замечены астрономами.

Несмотря на предложенный Хокингом механизм уничтожения черных дыр, свойства излучения Хокинга вызывают парадокс в рамках квантовой механики. Если черная дыра поглощает некоторое тело, а после теряет массу, возникшую в результате поглощения этого тела, то независимо от природы тела, черная дыра не будет отличаться от той, которой она была до поглощения тела. При этом информация о теле навсегда утеряна. С точки зрения теоретических расчетов преобразование исходного чистого состояния в полученное смешанное («тепловое») не соответствует нынешней теории квантовой механики. Этот парадокс иногда называют исчезновением информации в чёрной дыре. Доподлинное решение данного парадокса так и не было найдено. Известные варианты решения парадокса:

• Не состоятельность теории Хокинга. Это влечет за собой невозможность уничтожения черной дыры и постоянный ее рост.
• Наличие белых дыр. В таком случае поглощаемая информация не пропадает, а просто выбрасывается в другую Вселенную.
• Не состоятельность общепринятой теории квантовой механики.

Нерешенный проблемы физики черных дыр

Судя по всему, что было описано ранее, черные дыры хоть и изучаются относительно долгое время, все же имеют множество особенностей, механизмы которых до сих пор не известен ученым.

• В 1970-м году английский ученый сформулировал т.н. «принцип космической цензуры» — «Природа питает отвращение к голой сингулярности». Это означает, что сингулярность образуется только в скрытых от взора местах, как центр черной дыры. Однако, доказать данный принцип пока не удалось. Также существуют теоретические расчеты, согласно которым «голая» сингулярность может возникать.
• Не доказана и «теорема об отсутствии волос», согласно которой черные дыры имеют всего три параметра.
• Не разработана полная теория магнитосферы черной дыры.
• Не изучена природа и физика гравитационной сингулярности.
• Доподлинно неизвестно, что происходит на завершающем этапе существования черной дыры, и что остается после ее квантового распада.

Интересные факты о черных дырах

Подводя итоги вышесказанного можно выделить несколько интересных и необычных особенностей природы черных дыр:

• ЧД имеют всего три параметра: масса, электрический заряд и момент импульса. В результате такого малого количества характеристик этого тела, теорема утверждающие это, называется «теоремой об отсутствии волос» («no-hair theorem»). Отсюда также возникла фраза «у черной дыры нет волос», которая обозначает, что две ЧД абсолютно идентичны, упомянутые их три параметра одинаковы.
• Плотность ЧД может быть меньше плотности воздуха, а температура близкая к абсолютному нулю. Из этого можно предположить, что образование черной дыры происходит не по причине сжатия вещества, а в результате накопление большого количества материи в некотором объеме.
• Время для тел, поглощенных ЧД, идет значительно медленней, чем для внешнего наблюдателя. Кроме того, поглощенные тела значительно растягиваются внутри черной дыры, что было названо учеными - спагеттификацией.
• В нашей галактике может быть около миллиона черных дыр.
• Вероятно, в центре каждой галактики располагается сверхмассивная черная дыра.
• В будущем, согласно теоретической модели, Вселенная достигнет так называемой эпохи черных дыр, когда ЧД станут доминирующими телами во Вселенной.

Как раньше называли Черное море.

В разные периоды человеческой истории это море называлось по-разному: Понт Эвксинский, что по-гречески значит гостеприимное море, Скифское, Сарматское, Киммерийское, Русское море, Сурожское, Таврическое. Черным его назвали, по одной версий, потому что , по другой из-за того, что предметы из металла, опущенные на большую глубину, чернеют.

Что было на месте Черного море в древности.

Чтобы разгадать эту загадку, обратимся к истории моря. Черное море образовалось на месте древнего океана Тетис несколько миллионов лет назад, когда началось извержение вулканов, и Кавказские горы в дыму и пламени поднялись со дна моря. Вначале образовалось огромное пресноводное озеро, которое включало в себя Черное, Каспийское и Аральское моря. А современные Крымские и Кавказские горы были всего лишь островами. Но суша постепенно поднималась, и моря разделились. На протяжении своей геологической истории Черное море было то пресноводным озером, то морем, когда из-за разломов в земной коре появлялась связь с океаном .

Два три миллиона лет назад в Черном море плавали огромные киты. Их окаменевшие скелеты сохранились до наших дней. Когда море вновь становилось пресноводным озером, погибали, и лишь некоторые приспособились жить и в соленой, и в пресной воде. Эти древние виды, которые сохранились до наших дней, называются теперь сарматскими реликтами . Среди них - знаменитый азово-черноморский осетр. приспособилась жить в соленой морской воде, а икра и мальки осетра выживают только в пресной воде, поэтому черноморский осетр заходит на нерест в Дон и Кубань.

Когда образовалось Черное море.

Ученые предполагают, что еще каких то 6-8 тысяч лет назад Черное море было пресноводным озером, но из-за сильного землетрясения возник пролив Босфор. Через него соленые воды из Средиземного моря потоком хлынули в Черное море, родив легенду о всемирном потоке . Правда это или нет неизвестно, но вот то, что большинство из обитателей Черного моря, привыкших к пресной воде, не смогли приспособиться к новым условиям, и погибли это правда . Останки прежних обитателей, опустившись на дно, до сих пор находятся там, при этом из-за их разложения на дне в большом количестве образуется сероводород (газ с неприятным запахом). Только верхний слой Черного моря — примерно 150-200 метров - обитаем. Ниже живут только бактерии, образующие сероводород.

Почему вода в Черном море не такая соленая как в океане.

В море впадают множество рек, как Средиземноморская, и тем более океанская. Реки, впадающие в море, несут с собою много питательных веществ. Поэтому в Черном море большая плотность зеленой массы планктона и водорослей. Некоторые достигают в длину до 10 метров. Существуют даже совсем фантастические водоросли , которые светятся ночью. Побережье Черного моря в некоторых местах просто усеяно ракушками – домиками погибших моллюсков, обитавших или до сих пор обитающих в море. Самые яркие из них — это рапаны. О том, в следующей статье.