На планете, вращающейся вокруг черной дыры, может существовать жизнь. К такому выводу пришли чешские физики, опубликовавшие свое исследование на сайте arXiv.org. Кратко суть работы излагает издание New Scientist. «Лента.ру» рассказывает подробности исследований ученых, посвященных возможности жизни вблизи черных дыр.
Гравитационный объект может быть дружелюбнее, чем ожидается. Планета, вращающаяся вокруг черной дыры, подобно Миллеру из научно-фантастического фильма режиссера Кристофера Нолана «Интерстеллар», может поддерживать жизнь. По крайней мере, это не противоречит второму началу термодинамики.
Оно определяет направление физических процессов. В частности, как показал немецкий физик Рудольф Клаузиус, делает невозможной самопроизвольную передачу (то есть без совершения работы) тепла от более холодного тела более горячему или, что по сути то же самое, уменьшение энтропии (меры беспорядка) изолированной системы.
Согласно второму закону термодинамики, для поддержания жизни необходима разность температур, которая обеспечит источник полезной энергии. Жизнь на Земле также требует такого источника, роль которого играет разница температур между горячим Солнцем и холодным безвоздушным пространством.
В своей статье чешские физики задались вопросом, что будет, если источником энергии послужит разница температур между холодной черной дырой и реликтовым излучением. Несмотря на свое название черные дыры приводят к образованию одних из самых ярких и горячих объектов во Вселенной.
Это связано с наличием аккреционного диска, состоящего из разогретой материи, вращающейся вокруг черной дыры и поглощаемой ею. Это приводит к мощному излучению, которое могут регистрировать обсерватории. Тем не менее температура самой (экстремальной) черной дыры равна нулю кельвинов (не считая ненулевой температуры излучения Хокинга).
Для планеты черная дыра в этом случае может выступать в роли холодного светила. Сам гравитационный объект при этом, по мнению ученых, должен быть достаточно старым и не иметь в своих окрестностях обломков звезд и других небесных тел, которые бы угрожали существованию экзотической жизни на планете.
По сравнению со старой и холодной черной дырой окружающее ее пространство имеет температуру 2,7 кельвина, отвечающую космическому микроволновому фоновому излучению.
Чешские ученые подсчитали, что землеподобная планета, вращающаяся вокруг черной дыры, из-за разницы температур между гравитационным объектом и реликтовым излучением может извлекать около 900 ватт полезной мощности. Этого достаточно для поддержания жизни, но мало для ее зарождения.
Как отмечает Ави Леб из Гарвардского университета, ранее температура реликтового излучения была выше, чем сейчас. Например, спустя 15 миллионов лет после Большого взрыва она равнялась 300 кельвинам (27 градусам Цельсия). Этого достаточно для наличия на гипотетической планете жидкой воды и обеспечения ее 130 гигаваттами полезной мощности.
Последняя величина в миллион раз меньше мощности, которой Солнце обеспечивает Землю. Этого достаточно для поддержания существования сложной жизни на планете, хотя маловероятно, что она успела бы развиться за такой короткий промежуток времени. Для проверки своих расчетов чешские ученые обратились к Миллеру из «Интерстеллара».
В картине планета Миллер вращается вокруг сверхмассивной черной дыры Гаргантюа массой 100 миллионов солнц, удаленной от Земли на 10 миллиардов световых лет. Радиус дыры сравним с радиусом орбиты Земли вокруг Солнца, а окружающий ее аккреционный диск простирался бы далеко за орбиту Марса.
Из-за сильного гравитационного поля черной дыры один час, проведенный на поверхности планеты Миллер, оказывается равен семи годам на Земле, то есть время на ней течет в 60 тысяч раз медленнее, чем на Голубой планете. Энергия фотона пропорциональна его частоте, которая увеличивается в такое же число раз, в какое замедляется время.
Это приводит к тому, что Миллер будет разогрет до 900 градусов Цельсия, хотя в фильме планета покрыта океаном. На роль жидкости в нем подходит алюминий, а не вода. Условия на Миллере были бы лучше, если бы планета располагалась дальше от Гаргантюа и замедление времени на ней не было бы таким сильным.
С выводами чехов согласен Лоуренс Краусс из Университета штата Аризона, а Леб подчеркивает, что его теория о холодном солнце и горячем небе для поддержания жизни не противоречит науке, но на практике представляется малоосуществимой. Что ждет землян, когда Солнце закончит существование и станет белым карликом?
Спустя сто триллионов лет яркие звезды умрут, и во Вселенной останутся только черные дыры. Разумные существа будут до последнего пытаться черпать энергию от излучения аккреционного диска черной дыры, а не из механизма Леба. «Когда звезды исчезнут, черные дыры станут последним источником энергии во Вселенной», — заключает Краусс.
Андрей Борисов
Комментирование разрешено только первые 24 часа.
0 +0−0 | Алексей Чернышов | 03:20:10 26/01/2016 | ||||||
| ||||||||
В идеальной дыре должна застрять и гравитация так что там все в вырожденном состоянии а горизонт событий образуется за бесконечное время . В этом месте штуковина - предмет для заточки остроты мысли . |
0 +0−0 | Алексей Чернышов | 03:09:55 26/01/2016 | ||||||
| ||||||||
Надо искать подобную жизнь на земле . Какие растения получают энергию от качания на ветру ? |
0 +0−0 | Dmitry Pi | 23:56:07 25/01/2016 | ||||||
| ||||||||
Гиганские звезды горят сильнее и сгорают быстрее. Их сегодня почти не осталось. Солнце - маленькая звезда, но и её продолжительность жизни ограничена. |
0 +1−1 | Yurich Trof | 23:35:39 25/01/2016 |
Все всех заминусовали, а по сути - ноль.зато знаю чем буду заниматься через 100 триллионов лет - "внучок, подбрось песка в черную дыру". |
-2 +8−10 | Серега Печорин | 00:49:19 25/01/2016 |
"окружающее ее пространство имеет температуру 2,7 кельвина, отвечающую космическому микроволновому фоновому излучению и являющуюся тепловой радиации, возникшей во Вселенной 380 тысяч лет назад, после Большого взрыва, в период перехода материи из плазменного состояния в газообразное." Кровь из глаз от этих строк ➿ |
-4 +4−8 | Sergey Baldin | 06:58:40 25/01/2016 | ||||||
| ||||||||
В качестве ГОРЯЧЕГО будет сама планета, которая будет нагреваться реликтовым излучением. Т. е. энергия будет идти не от звезды к планете, а от планеты к звезде. Направление движения энергии для ее извлечения не важно. |
-5 +0−5 | Gregor Romul | 22:02:43 25/01/2016 |
Когда звезды исчезнут настанет Страшный суд |
-5 +3−8 | Аркадий Володин | 07:17:29 25/01/2016 | ||||||
| ||||||||
Вообще, очень смешная статья и ещё более смешное "открытие": вблизи релятивистских объектов (черные дыры, нейтронные звезды и, наверное, белые карлики) не существует стабильных орбит из-за прецессии. То есть, планетка обязательно в итоге упадет на ЧД, но сначала она будет разорвана приливными силами, а затем нагреется до состояния плазмы и образует аккреционный диск. Вообще, у ЧД есть более вкусные источники энергии: приливные силы, аккреционный диск. Электрически заряженная вращающаяся ЧД должна быть отличной динамо-машиной и обеспечить цивилизацию энергией на миллиарды лет - буде таковой цивилизации удастся построить электропроводящую "обмотку"-катушку по типу сферы Дайсона. :) Правда, опять же, возникает проблемка с прецессией орбиты. :) |
-5 +3−8 | Маршалл Жуков | 00:34:21 25/01/2016 |
По-моему статья на эту тему уже была. |
-6 +2−8 | Серега Печорин | 14:48:22 25/01/2016 | ||||||
| ||||||||
хмм.. средний радиус? Все равно сравнение приблизительное для оценки масштабов |
-6 +2−8 | Ёрс Трули | 03:57:38 25/01/2016 | ||||||
| ||||||||
Тут, похоже, просто дали попрактиковаться какому-то стажёру, не вполне владеющему русским языком. А потом, по ошибке, выставили на сайт. |
-7 +1−8 | Адьес Амигос | 10:25:35 25/01/2016 | ||||||
| ||||||||
а где там "большей энергии"? В оригинале - разница температур |
-7 +1−8 | Alexei Dubrovin | 03:59:59 25/01/2016 | ||||||
| ||||||||
прекращайте принимать ваш препарат, переходите на галоперидол |
-7 +1−8 | Аркадий Володин | 00:52:57 25/01/2016 | ||||||
| ||||||||
-8 +0−8 | MrVaterloo | 20:27:30 25/01/2016 |
"Спустя сто триллионов лет яркие звезды умрут" Я не сильно разбираюсь, но читал где то, что наблюдаемые нами звезды (в тч и Солнце) - это уже третье поколение звезд после БВ. То есть одни умирают, из них рождаются новые. |
-8 +1−9 | rob sting | 16:50:10 25/01/2016 |
А как с экспериментом? Были, вроде, расчеты, что ЧД довольно нестабильные объекты и не могут быть тяжелее 1-2 масс Солнца. Там внутри сильное адронное (намного сильнее гравитации) взаимодействие ее греет, и она взрывается. |
-8 +0−8 | Серега Печорин | 16:37:34 25/01/2016 | ||||||
| ||||||||
Раньше так считалось. Сейчас есть теория об "Излучении Хоккинга", когда на горизонте ЧД рождается пара частиц, одна под горизонтом, другая над. Одна падает в ЧД, другая образует излучение. |
-8 +0−8 | Адьес Амигос | 16:26:24 25/01/2016 | ||||||
| ||||||||
ну а внимательно подумать никак низя? Вот если кусок железа нагреть до 7000C, будет ли этот кусок обладать большей энергией, чем Солнце? |
-8 +0−8 | Oleg Loe | 15:18:55 25/01/2016 | ||||||
| ||||||||
помнится, черная дыра = сингулярность там вообще ничего излучаться не может... |
-8 +1−9 | Собака Чжаочжоу | 15:09:17 25/01/2016 | ||||||
| ||||||||
Сверхновая - это просто фаза смерти звезды. Звезды образуются из облаков водорода и за свою жизнь прогорают до железа, а в некоторых случаях и дальше. В какой-то момент водород во вселенной кончится, останутся только тяжелые элементы и звезды перестанут образовываться. |