
Ìîäåëü ñïîêîéíîé ÷åðíîé äûðû è ïðîñòðàíñòâåííûõ èñêàæåíèé, ïðîèçâîäèìûõ åþ. Èñòî÷íèê: SXS

Êàê âûãëÿäÿò äëÿ ñòîðîííåãî íàáëþäàòåëÿ äâå ÷åðíûå äûðû, íàõîäÿùèåñÿ â ïðîöåññå ñëèÿíèÿ? Ýòî âûÿñíèëà ãðóïïà àñòðîíîìîâ êîëëàáîðàöèè SXS.
×åðíûå äûðû — îäíè èç òåõ óäèâèòåëüíûõ, æóòêèõ, íåâîîáðàçèìûõ êîñìè÷åñêèõ îáúåêòîâ, ÷òî çàñòàâëÿþò íàñ âñìàòðèâàòüñÿ â ãëóáèíû Âñåëåííîé ñ íåèññÿêàåìûì ëþáîïûòñòâîì. ßâëÿÿñü íåâåðîÿòíî ìàññèâíûìè, î÷åíü ïëîòíûìè óçëàìè ìàòåðèè, ÷åðíûå äûðû èçâåñòíû ñâîåé ÷óäîâèùíîé ïðîæîðëèâîñòüþ: îêàçàâøèñü äîñòàòî÷íî áëèçêî îò öåíòðà ïîäîáíîãî îáúåêòà, ëþáàÿ ìàòåðèÿ — äàæå ñâåò! — íå â ñèëàõ âûñêîëüçíóòü èç ãðàâèòàöèîííûõ ïóò, è ïðîïàäàåò â ÷åðíîé äûðå íàâñåãäà.
Õîòÿ ÷åðíàÿ äûðà íå îòðàæàåò ñâåò, îíà ìîæåò âûáðàñûâàòü íå óïàâøèå çà ãîðèçîíò ñîáûòèé ôîòîíû è îáû÷íîå âåùåñòâî â âèäå ðåëÿòèâèñòñêèõ ñòðóé. Êðîìå òîãî, ïîæèðàÿ ìàòåðèþ, òàêîé îáúåêò ðàçîãðåâàåò åå äî ìèëëèîíîâ ãðàäóñîâ è çàñòàâëÿåò ñâåòèòüñÿ. Íî äàæå â òîì ñëó÷àå, åñëè ÷åðíàÿ äûðà ñïîêîéíà, îãðîìíàÿ ãðàâèòàöèÿ ïîðîæäàåò ëþáîïûòíûå âèçóàëüíûå ýôôåêòû: â ñîîòâåòñòâèè ñ Îáùåé òåîðèåé îòíîñèòåëüíîñòè (ÎÒÎ), ïðîñòðàíñòâî â åå îêðåñòíîñòÿõ äîëæíî èñêàæàòüñÿ, ñîçäàâàÿ òàê íàçûâàåìûå ãðàâèòàöèîííûå ëèíçû. Ïîýòîìó äàæå òèõóþ, íå ïîãëîùàþùóþ âåùåñòâî ÷åðíóþ äûðó ìîæíî çàìåòèòü ïî èñêàæåíèþ çâåçä ôîíà.
 íåäàâíî âûøåäøåì íà ýêðàíû ôèëüìå «Èíòåðñòåëëàð» ãðàâèòàöèîííàÿ ëèíçà âîêðóã ÷åðíîé äûðû áûëà ïîêàçàíà, åñëè âåðèòü àâòîðàì, ñ ñîáëþäåíèåì íàó÷íîé äîñòîâåðíîñòè. Ñîâðåìåííûå ñóïåðêîìïüþòåðû äåéñòâèòåëüíî ñïîñîáíû ñìîäåëèðîâàòü ýôôåêòû ëèíçèðîâàíèÿ âîêðóã ÷åðíîé äûðû ëþáîé ìàññû. Áîëåå òîãî, áûëî ïðîâåäåíî ñïåöèàëüíîå íàó÷íîå èññëåäîâàíèå, ïîêàçàâøåå, êàê âûãëÿäåëî áû äëÿ ñòîðîííåãî íàáëþäàòåëÿ ñëèÿíèå äâóõ ÷åðíûõ äûð! (Òàêèå ÿâëåíèÿ, ïî âñåé âèäèìîñòè, äåéñòâèòåëüíî èìåëè è èìåþò ìåñòî â èñòîðèè Âñåëåííîé.)
Ïðåäñòàâëåííûå èññëåäîâàòåëÿìè èëëþñòðàöèè âïå÷àòëÿþò.

Çâåçäíîå ïîëå, èñïîëüçîâàâøååñÿ äëÿ ìîäåëèðîâàíèÿ ñëèÿíèÿ ÷åðíûõ äûð. Ïðåäñòàâëåí ó÷àñòîê þæíîãî ïîëóøàðèÿ íåáåñíîé ñôåðû ñ ñîçâåçäèÿìè Öåíòàâð è Þæíûé Êðåñò. ßðêàÿ æåëòàÿ çâåçäà â ãóùå Ìëå÷íîãî Ïóòè — àëüôà Öåíòàâðà. Èñòî÷íèê: SXS/2MASS
Ó÷åíûå êîëëàáîðàöèè SXS (Simulating Extreme Spacetimes) ïîìåñòèëè ïàðó ÷åðíûõ äûð íà ôîíå ÿðêèõ çâåçäíûõ îáëàêîâ Ìëå÷íîãî Ïóòè (èçîáðàæåíèå çâåçäíîãî ïîëÿ âçÿòî èç êàòàëîãà 2MASS). ×åðíûå äûðû, âðàùàÿñü âîêðóã îáùåãî öåíòðà ìàññ, ïîñòåïåííî ñáëèæàþòñÿ. Ïðè ýòîì èõ ñèëà òÿãîòåíèÿ èñêàæàåò ïðîñòðàíñòâî, èñêðèâëÿÿ ëó÷è ñâåòà îò äàëåêèõ çâåçä ôîíà. Ðàññ÷èòàòü ýòî èñêðèâëåíèå ñïîñîáíà ñïåöèàëüíàÿ ïðîãðàììà, ðàáîòàþùàÿ ïî ôîðìóëàì ÎÒÎ. Îäíàêî ýòîò ìåòîä íåâåðîÿòíî òðóäî¸ìîê, åñëè âåñòè ðå÷ü î ðàñ÷åòå òðàåêòîðèè ôîòîíîâ îò êàæäîé çâåçäû íà êàðòèíå, — îí ïðåäïîëàãàåò ïî÷òè áåñêîíå÷íîå êîëè÷åñòâî âû÷èñëåíèé! Ïîýòîìó àâòîðû èññëåäîâàíèÿ ðàññ÷èòàëè ïóòè òîëüêî òåõ ôîòîíîâ, ÷òî íå áóäóò ïîãëîùåíû ÷åðíîé äûðîé è äîñòèãíóò êàìåðû íàáëþäàòåëÿ.

Íà ýòîì èçîáðàæåíèè ÷åðíûå äûðû ïîãëîùàþò ñâåò, èäóùèé îò äàëåêèõ çâåçä ê êàìåðå, îáðàçóÿ áîëåå èëè ìåíåå ñôåðè÷åñêèå òåíè. Ôîðìà òåíåé èñêàæàåòñÿ çà ñ÷åò èñêàæåíèÿ ïðîñòðàíñòâà-âðåìåíè ñîñåäêîé. Ìåíüøèå, âûòÿíóòûå ïî ôîðìå, òåíè ôèçèêè íàçûâàþò «áðîâÿìè». Èñòî÷íèê: SXS
 èòîãå ïåðåä íàìè ïðåäñòàåò ñòðàííàÿ, çàõâàòûâàþùàÿ äóõ êàðòèíà. Ãîðèçîíò ñîáûòèé ÷åðíûõ äûð âèäåí êàê áîëåå èëè ìåíåå êðóãëûå òåíè è íåñêîëüêî ìåíüøèõ òåíåé, èçâåñòíûõ ïîä íàçâàíèåì «áðîâè». Çâåçäû ôîíà êàê áû îòîäâèíóòû îò ïàðû â ñòîðîíû è ñîáðàíû â áîëüøîå êîëüöî âîêðóã ÷åðíûõ äûð. Ýòî îäèí èç ñàìûõ èçâåñòíûõ ýôôåêòîâ èñêàæåíèÿ ïðîñòðàíñòâà-âðåìåíè, èçâåñòíûé êàê êîëüöî Ýéíøòåéíà. Áîëåå òîãî, ñðàâíèâàÿ êàðòèíó çâåçäíîãî ïîëÿ áåç ÷åðíûõ äûð ñ êàðòèíîé, íà êîòîðîé íàõîäèòñÿ ïàðà, ìîæíî çàìåòèòü, ÷òî íåêîòîðûå èçîáðàæåíèÿ çâåçä (â ÷àñòíîñòè, àëüôà è áåòà Öåíòàâðà) óäâàèâàþòñÿ!

Ôèíàëüíàÿ ñòàäèÿ ñëèÿíèÿ ÷åðíûõ äûð â ÷èñëåííîì ìîäåëèðîâàíèè SXS. Èñòî÷íèê: SXS

Êàê èòîã ïðîâåäåííîé ðàáîòû — äâà ïðåêðàñíûõ âèäåî ñëèÿíèÿ ÷åðíûõ äûð, «ñíÿòûå» ñáîêó è ñâåðõó:
Ñåðèÿ ñîîáùåíèé "Òàéíû ìèðîçäàíèÿ":
×àñòü 1 - Êûøòûìñêèé êàðëèê
×àñòü 2 - Ïåùåðà ñêåëåòîâ
...
×àñòü 32 - Î òåîðèè ñòðóí: ëåêöèÿ (II)
×àñòü 33 - 10 èçìåðåíèé ðåàëüíîñòè: ïðîñòî è ïîíÿòíî î òåîðèè ñòðóí (III)
×àñòü 34 - Íåâåðîÿòíûå èëëþñòðàöèè ïðîöåññà ñëèÿíèÿ ÷åðíûõ äûð
×àñòü 35 - Ïîèñê âíåçåìíûõ öèâèëèçàöèé — ïîïóëÿðíàÿ ëåêöèÿ Âëàäèìèðà Ñóðäèíà
×àñòü 36 - National Geographic: ×óæèå Ìèðû.
...
×àñòü 39 - Èíîïëàíåòíûå ñîîáùåñòâà ìîãóò áûòü ñîâñåì íå òàêèìè êàê ìû èõ ïðåäñòàâëÿåì
×àñòü 40 - ÒÓÍÃÓÑÑÊÈÉ ÌÅÒÅÎÐÈÒ: ÂÑÅ ÂÅÐÑÈÈ
×àñòü 41 -  «çîíå îáèòàíèÿ» áëèæàéøåé ê Çåìëå çâåçäû îáíàðóæåíà ïëàíåòà. Î åå êëèìàòå è âîçìîæíîé îáèòàåìîñòè
Ñåðèÿ ñîîáùåíèé "Êîñìè÷åñêèå êàðòèíêè":
×àñòü 1 - Çâåçäà Âîëüôà-Ðàéå WR 124: ìàøèíà çâ¸çäíîãî âåòðà
×àñòü 2 - Ñêîïëåíèå ãàëàêòèê â Ãåðêóëåñå
...
×àñòü 36 - ...
×àñòü 37 - Âçàèìîäåéñòâóþùèå ãàëàêòèêè (22 ôîòî)
×àñòü 38 - Íåâåðîÿòíûå èëëþñòðàöèè ïðîöåññà ñëèÿíèÿ ÷åðíûõ äûð
×àñòü 39 - ×åðåç íàøó ãàëàêòèêó äâèæåòñÿ äðåâíÿÿ òóìàííîñòü
×àñòü 40 - Ðàçìåðû çâåçä: êîñìè÷åñêîå ïóòåøåñòâèå
×àñòü 41 - Äðåâíåéøàÿ ãàëàêòèêà âî Âñåëåííîé
×àñòü 42 -  «çîíå îáèòàíèÿ» áëèæàéøåé ê Çåìëå çâåçäû îáíàðóæåíà ïëàíåòà. Î åå êëèìàòå è âîçìîæíîé îáèòàåìîñòè
×àñòü 43 - Íå óäåðæàëàñü