Чорні діри — одні з найнезвичайніших об’єктів, передбачених загальною теорією відносності Ейнштейна. Вони мають цікаву історію, оскільки принесли теоретикам чимало несподіванок і дали змогу краще зрозуміти природу простору-часу.
Згідно з теорією всесвітнього тяжіння Ісаака Ньютона, якщо підкинути предмет, він упаде під дією земного тяжіння. А чи можна запустити його з такою швидкістю, щоб він не повернувся на Землю? Можна.
Якщо надати йому швидкості, більшої за другу космічну (близько 11 $km\,c^{-1}$), тоді він покине гравітаційне поле планети. Ця швидкість виходу залежить від маси та радіуса земної кулі. Якби Земля була масивнішою за її нинішнього розміру або мала менший радіус, то ця швидкість була б більшою.А що, як густина і маса космічного тіла настільки великі, що швидкість виходу з його гравітаційного поля більша за швидкість світла? Таке тіло видаватиметься зовнішньому спостерігачеві абсолютно чорним, оскільки світло не може його покинути.
читатиЗ усіх сил природи гравітація, очевидно, найуніверсальніша. Гравітація впливає на все, що має енергію, і реагує на нього, вона має безпосередній стосунок до структури простору-часу. Універсальна природа гравітації також розкривається в тому, що її рівняння подібні до рівнянь термодинаміки та гідродинаміки. До сьогодні пояснення цієї подібності не знайдено.
Гравітація панує на величезних відстанях, але її вплив непомітний на малих відстанях, її основні закони було перевірено лише на відстанях, більших за міліметр. Гравітацію також набагато складніше узгодити з квантовою механікою, ніж усі інші сили. Тому об’єднання на мікроскопічному рівні гравітації з іншими силами природи може виявитися неправильним підходом. Відомо, що це породжує безліч проблем, призводить до загадок і парадоксів. Теорія струн певною мірою розв’язує їх, але не всі. Усе ж ми маємо з’ясувати, чого нас навчає розв’язок теорії струн.
читати