Черная дыра - область пространства, в которой поле тяготения настолько сильно, что вторая космическая скорость (параболическая скорость) для находящихся в этой области тел должна была бы превышать скорость света, т.е. из черных дыр ничто не может вылететь - ни излучение, ни частицы, ибо в природе ничто не может двигаться со скоростью, большей скорости света. Границу области, за которую не выходит свет, называется горизонтом чёрной дыры. Для того чтобы поле тяготения смогло "запереть" излучение, создающее это поле масса должна сжаться до объема с радиусом, меньшим гравитационного радиуса . Гравитационный радиус чрезвычайно мал даже для больших масс (например, для Солнца, имеющего массу г, 3 км). Поле тяготения черной дыры описывается теорией тяготения Эйнштейна . Согласно этой теории, вблизи чёрной дыры геометрические свойства пространства описываются неевклидовой (римановой) геометрией, а время течет медленнее, чем вдали, вне сильного поля тяготения.По современным представлениям, массивные звезды, заканчивая свою эволюцию, могут в конце концов сжаться (сколлапсировать) и превратиться в черные дыры (см. Эволюция звезд, Гравитационный коллапс).Если черная дыра возникает при сжатии невращающегося незаряженного тела, то ее внеш. поле тяготения оказывается строго сферическим и зависящим только от полной массы тела . Все отклонения от сферичности в граивтац. поле при образовании черной дыры излучаются в виде гравитационных волн. Оставшееся поле не зависит от распределения массы внутри сжавшегося тела. Т.о., хотя внутри черной дыры может быть "спрятано" очень несимметрично сжимающееся тело, внеш. поле тяготения будет строго сферически-симметричным (т.н. поле Шварцшильда).При образовании черных дыр излучаются также все физические поля, кроме статического электрического поля (если коллапсирующее тело было электрически заряженным).Если тело, образовавшее черную дыру, вращалось, то вокруг черной дыры сохраняется "вихревое" гравитационное поле, увлекающее все тела вблизи черной дыры во вращательное движение вокруг нее. Это поле определяется помимо массы черной дыры только ее полным моментом импульса. Поле тяготения вращающейся черной дыры называется полем Керра. Как показывают расчёты, у вращающейся чёрной дыры вне её поверхности должна существовать область, ограниченная поверхностью статического предела, то есть эргосфера. Сила притяжения со стороны чёрной дыры, действующая на неподвижное тело, помещенное в эргосферу, обращается в бесконечность. Однако эта сила конечна. Любые частицы, оказавшиеся в эргосфере, будут вращаться вокруг чёрной дыры. Наличие эргосферы может привести к потере энергии вращающейся чёрной дыры. Это возможно, в частности, в том случае, если некоторое тело, влетев в эргосферу, распадается (например, в результате взрыва) около поверхности чёрной дыры, на две части, причём одна из них продолжает падение на чёрную дыру, а вторая вылетает из эргосферы. Параметры взрыва могут быть такими, что энергия вылетевшей из эргосферы части больше энергии былого тела. Дополнительная энергия при этом черпается из энергии вращения чёрной дыры. С уменьшением момента её вращения поверхность статического предела сливается с поверхностью чёрной дыры и эргосфера исчезает. Быстрое вращение коллапсирующего тела препятствует образованию чёрной дыры вследствие действия сил вращения. Поэтому чёрная дыра не может иметь момент вращения больший некоторого экстремального значения. Черная дыра обладает внешним гравитационным полем, свойства которого определяются массой, моментом вращения и, возможно, электри­ческим зарядом, если коллапсирующая звезда была электрически заряжена. На больших расстояниях поле чёрной дыры практически не отличается от полей тяготения обычных звёзд, и движение других тел, взаимодействующих с чёрной дырой на большом расстоянии, подчиняется законам механики Ньютона. Гравитационное поле настолько сильно, что абсолютно не может испускать свет, поэтому они кажутся чёрными.Катастрофическая гравитация сжатием (коллапсом) может заканчиваться, в частности, эволюция звёзд, масса которых к моменту сжатия превышает критическую величину. Значение критической массы точно не определено и в зависимости от принятого уравнения состояния вещества меняется от 1,5MQ до 3MQ (где MQ-масса Солнца).Если после потери устойчивости в звезде не происходит освобождения энергии, достаточной для остановки сжатия или для взрыва, при котором оставшаяся после взрыва масса стала бы меньше критической, то централь­ные части звезды коллапсируют и за короткое время достигают гравитаци­он­ного радиусаrg. Никакие силы не могут воспрепятствовать дальнейшему сжатию звезды, если её радиус уменьшится до rg(до радиуса сферы Шварцшильда). Основное свойство сферы Шварцшильда состоит в том, что никакие сигналы, испускаемые с поверхности звезды, достигшей этой сферы, не мо­гутвыйти наружу. Таким образом, в результате гравитационного сжатия мас­сивных звёзд появляется область пространства-времени, из которой не может выйти никакая информация о физических процессах, происходящих внутри неё.

В начало