Став популярной метафорой, термин «черная дыра» в значительной степени лишился того физического смысла, который вкладывали в него поколения ученых. Осталось лишь впечатление бездонной пропасти, готовой поглотить всё и вся.

Между тем идея, лежащая в основе понятия «черная дыра», проста и очевидна. Настолько очевидна, что впервые она была высказана 225 лет назад. Так что по возрасту черная дыра если и не ровесница ньютоновскому яблоку, то, по крайней мере, происходит из той же исторической эпохи.

Автор этой идеи — английский геолог Джон Мичелл. В XVIII веке благодаря трудам Ньютона было уже известно, что все тела во Вселенной связаны между собой узами гравитации. Чтобы разорвать эти узы, необходимо разогнаться до определенной скорости, которую иногда называют второй космической, или скоростью убегания. В окрестностях Земли она равна примерно 11 км/с. Если разогнать космический аппарат до большей скорости, он преодолеет притяжение Земли и станет самостоятельным телом Солнечной системы. Если скорость не дотянет до второй космической, аппарат останется спутником Земли.

Другим слагаемым идеи Мичелла стала скорость света. В те времена свет считали потоком частиц-корпускул, которые, как и все остальные тела в Космосе, подвержены воздействию тяготения. Эти частицы беспрепятственно отрываются от Земли и даже от Солнца, потому что их скорость неимоверно велика. В XVIII веке уже было известно, что за секунду свет проходит расстояние порядка 300 тысяч километров — рядом с этой величиной меркнут вторые космические скорости всех астрономических светил.

Но всех ли? В 1783 году Мичелл написал письмо другому английскому физику, Г. Кавендишу, в котором задался вопросом: как будут выглядеть тела, у которых вторая космическая скорость превышает скорость света? Там же он дал и ответ на этот вопрос: они никак не будут выглядеть! Мы видим окружающие нас предметы лишь постольку, поскольку они отражают чужой свет или светятся сами. Соответственно, если свет не может оторваться от звезды, мы ее никогда не увидим. Разумеется, язык не поворачивается именовать такой объект светилом. Сам Мичелл назвал придуманные им тела «темными звездами». Он считал, что их во Вселенной может быть столько же, сколько и «нормальных» звезд, и предложил искать темные звезды по их гравитационному воздействию на другие тела. Например, сигналом о наличии «темной звезды» можно считать обычную звезду, летающую по орбите вокруг пустого места.

Через 13 лет после Мичелла аналогичные соображения высказал в книге «Изложение системы мира» француз Пьер Симон Лаплас. Интересно, что книга Лапласа выдержала несколько прижизненных изданий, но темным звездам нашлось место только в первых двух. Из последующих изданий Лаплас их удалил. Возможно, он узнал, что его опередил Мичелл. А может быть, просто разуверился в этой гипотезе. В начале XIX века новые эксперименты убедили физиков, что свет ведет себя не как поток частиц, а как волна.

Второе дыхание «темные звезды» обрели в начале XX века благодаря появлению новой теории гравитации — общей теории относительности. Путевку в жизнь дал им немецкий ученый Карл Шварцшильд. В 1915 году он написал две научные статьи, посвященные решению уравнений Эйнштейна и, по сути, содержавшие описание «темных звезд» с релятивистских позиций.

Правда, Шварцшильд решал задачу не о звездах. Пока мы говорим о реальных объектах, значения второй космической скорости всегда ограничены их размерами. Возьмем, к примеру, Землю. На ее поверхности вторая космическая скорость равна 11,2 км/с. Чем дальше от Земли, тем вторая космическая скорость меньше, потому что с удалением от Земли ослабевает сила гравитации. Допустим, мы задались целью сделать из Земли «темную звезду» Мичелла. Для этого нам нужно увеличить скорость убегания до скорости света, но как это сделать? Чтобы уменьшить скорость убегания, нужно удаляться от Земли, чтобы увеличить ее, нужно приближаться к ней.

Но как приблизиться к ней, если мы уже стоим на поверхности? Вот если бы удалось как-то сжать Землю…Читать дальше >>>