Сергей Попов: Сверхмассивные чёрные дыры и общая теория относительности

Большую часть XX века чёрные дыры считались гипотетическими объектами, а сегодня, согласно астрофизическому мейнстриму, каждая крупная галактика имеет в своём центре сверхмассивную чёрную дыру. Поэтому их очень много — десятки миллионов в видимой части Вселенной.

Общая теория относительности (ОТО) - геометрическая теория тяготения, описывающая искривления пространства-времени. Опубликовав уравнения ОТО в 1915 году, Эйнштейн сомневался, что их вообще возможно решить аналитически. Однако уже в начале 1916 года, за полгода до своей смерти от редкого аутоимунного заболевания, Карл Шварцшильд сумел получить их решения для сферически-симметричного случая в вакууме.

Некоторые из этих решений предсказывали образование объектов, названных впоследствии чёрными дырами; ещё несколько десятилетий учёные скептически относились к идее их реального существования. Ведь наличие решения типа «чёрная дыра» ещё не гарантирует, что существуют механизмы образования подобных объектов во Вселенной.

Своими уникальными свойствами чёрная дыра обязана не столько своей массе, сколько компактности расположения этой массы в пространстве. Сверхмассивная чёрная дыра — это чёрная дыра, обладающая огромной массой вплоть до десятков миллиардов масс Солнца. Такие объекты представляют из себя еще более загадочное явление, чем обычные чёрные дыры, т.к. становится гораздо сложнее придумать физический процесс, который приводил бы к концентрации столь большой массы в необходимой области пространства.

Сегодня сверхмассивные чёрные дыры изучаются во всех спектральных диапазонах: от радио до гамма. В ближайшее время астрономы надеются рассмотреть области в непосредственной близости от горизонта событий. А потом придет черед регистрации гравитационных волн от слияний сверхмассивных чёрных дыр. 

Вопросы, на которые вы получите ответы:

• Почему до создания теории относительности идея невидимого вледствие своей массивности тела не вызывала интереса у учёных?
• Как возникают сверхмассивные чёрные дыры?
• Как измеряют их массы и почему массивнее ≠ активнее?
• Что такое квазары и почему у них есть предельная светимость?
• Действительно ли Хокинг заставляет чёрные дыры испаряться?
• Как слияние сверхмассивных чёрных дыр связано с регистрацией гравитационных волн?