Дорогая редакция!
Недавно в печати («Неделя» № 4, 1974 год) появилось сообщение о новой гипотезе, пытающейся раскрыть тайну тунгусской катастрофы 1908 года. Американские астрофизики Джексон и Рейн предположили, что в бассейне реки Подкаменная Тунгуска 30 июня 1908 года в землю врезалось космическое тело - так называемая черная дыра, остатки «сгоревшей» звезды. «Вещество старой звезды, растратившей свое ядерное топливо, под действием сил тяготения спадается к центру тела. Материя, стянутая гравитацией в ничтожный объем, приобретает практически бесконечно высокую плотность. Силы тяготения внутри этого тела столь велики, что за его пределы не может вырваться даже световой луч. Отсюда и название его - черная дыра. Такие сверхплотные ядра, странствуя по космосу, могут «всасывать» в себя материю, благодаря чему еще больше растет их масса.
...Несмотря на то, что «дыра» имеет огромный вес - миллион миллиардов тонн, - поперечник этого образования едва ли больше, чем диаметр одного атома!»
Американские астрофизики рассчитали, что если черная дыра вошла в земной шар под углом 30° к горизонту со скоростью 30 километров в секунду, то выйти она должна была где-то в Атлантическом океане - между островом Ньюфаундленд и Азорскими островами. Авторы гипотезы пытаются найти следы этого события в вахтенных журналах судов, плававших в тот день в указанном районе.
В провинции Квебек, недалеко от острова Ньюфаундленд, открыт один из самых больших в мире кратеров - Чабб. Он имеет диаметр 3,5 км, округлую форму и заполнен водой, глубина его не определена. Кратер образован в мощных гранитах, но метеоритные осколки возле него не обнаружены. У меня возникло предположение может быть, именно здесь черная дыра вышла из земли без взрыва. Проходя через земные толщи, сверхплотное космическое тело могло толкать перед собой огромную массу вещества получился большой кратер. Может ли такое быть!
И. Л. ПОЛЯКИН Город Ташкент.
По просьбе редакции, это письмо комментирует аспирант Физико-технического института А. Г. Полнарев.
Несколько слов о том, что представляет собой гипотетическая черная дыра, которую американские астрофизики Джексон и Рейн предложили для объяснения тунгусской катастрофы.
Ясно, что масса этой черной дыры должна быть намного меньше массы Земли, в противном случае она сильно повлияла бы на орбиту нашей планеты. Исследуя район катастрофы, где на сотни километров вокруг был повален лес, ученые смогли, хотя и весьма грубо, определить, сколько энергии было затрачено на все эти страшные разрушения. Оказалось, что выделилась такая энергия, как при взрыве атомной бомбы с тротиловым эквивалентом от 0,2 до 20 мегатонн (или, что тоже самое, 10^22 – 10^24 эрг). Может ли столкновение с черной дырой привести к выделению энергии? Ведь основное свойство черной дыры в том и состоит, что из нее ничто не выходит ни частицы, ни свет, а, следовательно, ни энергия, ни информация. Но дело в том, что черная дыра, двигаясь с большой скоростью в атмосфере Земли (или в любом другом веществе), создает своим гравитационным полем ударные волны. Именно благодаря им происходит выделение энергии, приводящее к сильным разрушениям.
Поскольку черная дыра могла прийти к Земле только из далеких глубин Вселенной, ее скорость у Земли не меньше, чем вторая космическая скорость (11 км/сек). Это означает, что черная дыра движется -’в атмосфере Земли со скоростью, намного превышающей скорость звука.
Если тело движется в газовой среде со сверхзвуковой скоростью, обязательно рождается ударная волна. Вещество в ударной волне сильно сжато и нагрето (по оценке Джексона и Рейна, в рассматриваемом случае температура может достигать от 10 до 100 тысяч градусов).
Люди, которые были очевидцами тунгусской катастрофы, видели в небе «яркую голубую трубку». Это вполне могла быть ударная волна, которая, словно шлейф, раскинулась за невидимой черной дырой.
Любой метеорит (не черная дыра), прилетевший «издалека», тоже двигался бы в атмосфере со сверхзвуковой скоростью и тоже создавал бы ударную волну. Разница в том, что у любого движущегося тела (но не у черной дыры) ударная волна возникает от. ударов частиц газа с лобовой поверхностью тела. У черной дыры нет лобовой поверхности! Она взаимодействует с окружающими телами только своим полем тяготения. Частица, падающая прямо <к центру черной дыры (в «лоб»), никогда не натолкнется на, какую бы то ни было твердую поверхность. Именно поэтому, если черная дыра ударится о накую-то твердую поверхность, например, о поверхность Земли, не должно произойти взрыва, при котором летят во все стороны осколки, оплавляются и испаряются породы, образуется кратер. Отсутствие кратера в месте тунгусской катастрофы - одна из самых главных загадок. Вероятно, именно это и побудило Джексона и Рейна выдвинуть в качестве разгадки гипотезу налетевшей на Землю черной дыры. Но, как все-таки может образоваться ударная волна при полете черной дыры через атмосферу Земли?
Часть вещества атмосферы, незначительная, падает на черную дыру, или, как говорят ученые, аккрецируется черной дырой. Частицы же остального вещества под действием достаточно сильного гравитационного поля черной дыры искривляют свои траектории; ударяются друг о друга, в результате чего и возникает ударная волна.
По прикидкам Джексона и Рейна, масса черной дыры, столкнувшейся с Землей, оценивается в 2x10^-8 – 2x10^6 М (М - масса Земли). Гравитационный радиус Солнца (то есть радиус, на котором черная дыра с массой, равной солнечной, создает бесконечно большие силы гравитационного притяжения) равен 3 км. У Земли, масса которой в 300 тысяч раз меньше солнечной, гравитационный радиус не превышает сантиметра, а гравитационный радиус рассматриваемой черной дыры (обозначим его через rg) измеряется в ангстремах (А = 10^-8 см). При своем движении черная дыра захватывает все вещество, которое попадает в цилиндр радиусом
,
где С - скорость света в вакууме, C/V- скорость черной дыры. Пройдя всю Землю насквозь, дыра за счет захвата вещества станет массивней лишь на сотые доли процента. Создав по дороге внутренние сейсмические волны, а затем волны в океане, черная дыра вновь вылетит в атмосферу Земли, где, случись это все на самом деле, она должна проявиться такой же «яркой голубой трубкой», какая была видна в бассейне реки Подкаменная Тунгуска.
Последний вопрос, которого стоит вкратце коснуться откуда в принципе могут взяться черные дыры с такой малой массой? Мы предполагаем, что черные дыры образуются в ходе эволюции звезд. Их масса должна в два или более раз превосходить массу Солнца. Значит, маленькие черные дыры в результате звездной эволюции не образуются. Но, согласно гипотезе английского ученого Хоукинга, черные дыры могли существовать, грубо говоря, «извечно», образовавшись еще тогда, когда звезд и в помине не было, то есть на ранних стадиях расширения Вселенной.
Как видите, много гипотез, много предположений, много неопределенностей.
Но вопрос поставлен, рано или поздно ученые разгадают и эту тайну природы.
