Come si è formato il Mar Nero? Mar Nero, fatti interessanti

A causa del relativamente recente aumento di interesse nel realizzare film scientifici popolari sull’esplorazione spaziale, lo spettatore moderno ha sentito parlare molto di fenomeni come la singolarità o il buco nero. Tuttavia, i film ovviamente non rivelano la piena natura di questi fenomeni e talvolta addirittura distorcono le teorie scientifiche costruite per ottenere un maggiore effetto. Per questo motivo, l’idea che molte persone moderne hanno di questi fenomeni è del tutto superficiale o del tutto errata. Una delle soluzioni al problema che si è presentato è questo articolo, in cui cercheremo di comprendere i risultati della ricerca esistente e di rispondere alla domanda: cos'è un buco nero?

Nel 1784, il prete e naturalista inglese John Michell menzionò per la prima volta in una lettera alla Royal Society un ipotetico corpo massiccio che ha un'attrazione gravitazionale così forte che la sua seconda velocità cosmica supererebbe la velocità della luce. La seconda velocità cosmica è la velocità di cui un oggetto relativamente piccolo avrebbe bisogno per superare l'attrazione gravitazionale di un corpo celeste e lasciare l'orbita chiusa attorno a questo corpo. Secondo i suoi calcoli, un corpo con la densità del Sole e con un raggio di 500 raggi solari avrà sulla sua superficie una seconda velocità cosmica pari alla velocità della luce. In questo caso, anche la luce non lascerà la superficie di un tale corpo, e quindi questo corpo assorbirà solo la luce in entrata e rimarrà invisibile all'osservatore - una sorta di macchia nera sullo sfondo dello spazio buio.

Tuttavia, il concetto di corpo supermassiccio proposto da Michell non suscitò molto interesse fino al lavoro di Einstein. Ricordiamo che quest'ultimo definisce la velocità della luce come la velocità limite del trasferimento delle informazioni. Inoltre, Einstein ha ampliato la teoria della gravità per velocità vicine alla velocità della luce (). Di conseguenza, non era più rilevante applicare la teoria newtoniana ai buchi neri.

L'equazione di Einstein

Come risultato dell'applicazione della relatività generale ai buchi neri e della risoluzione delle equazioni di Einstein, sono stati rivelati i parametri principali di un buco nero, di cui ce ne sono solo tre: massa, carica elettrica e momento angolare. Da segnalare il significativo contributo dell'astrofisico indiano Subramanyan Chandrasekhar, che ha realizzato una fondamentale monografia: “The Mathematical Theory of Black Holes”.

Pertanto, la soluzione delle equazioni di Einstein è rappresentata da quattro opzioni per quattro possibili tipi di buchi neri:

Buco nero senza rotazione e senza carica - soluzione di Schwarzschild. Una delle prime descrizioni di un buco nero (1916) utilizzando le equazioni di Einstein, ma senza tenere conto di due dei tre parametri del corpo. La soluzione del fisico tedesco Karl Schwarzschild consente di calcolare il campo gravitazionale esterno di un corpo massiccio sferico. Una caratteristica della concezione dei buchi neri dello scienziato tedesco è la presenza di un orizzonte degli eventi e di quello dietro di esso. Schwarzschild calcolò per primo anche il raggio gravitazionale, che prese il suo nome, che determina il raggio della sfera su cui si troverebbe l'orizzonte degli eventi per un corpo con una determinata massa.
Un buco nero senza rotazione con carica: la soluzione di Reisner-Nordström. Una soluzione avanzata nel 1916-1918, tenendo conto della possibile carica elettrica di un buco nero. Questa carica non può essere arbitrariamente grande ed è limitata a causa della risultante repulsione elettrica. Quest'ultima deve essere compensata dall'attrazione gravitazionale.
Un buco nero con rotazione e assenza di carica - soluzione di Kerr (1963). Un buco nero di Kerr rotante differisce da uno statico per la presenza della cosiddetta ergosfera (continua a leggere su questo e altri componenti di un buco nero).
BH con rotazione e carica - soluzione Kerr-Newman. Questa soluzione è stata calcolata nel 1965 ed è attualmente la più completa, poiché tiene conto di tutti e tre i parametri BH. Tuttavia, si presume ancora che i buchi neri in natura abbiano una carica insignificante.

La formazione di un buco nero

Esistono diverse teorie su come si forma e appare un buco nero, la più famosa delle quali è l'emergere di una stella con massa sufficiente a seguito del collasso gravitazionale. Tale compressione può porre fine all'evoluzione delle stelle con una massa superiore a tre masse solari. Al completamento delle reazioni termonucleari all'interno di tali stelle, iniziano a ridursi rapidamente fino a diventare superdense. Se la pressione del gas di una stella di neutroni non può compensare le forze gravitazionali, cioè la massa della stella supera la cosiddetta. Limite di Oppenheimer-Volkov, quindi il collasso continua, a seguito del quale la materia viene compressa in un buco nero.

Il secondo scenario che descrive la nascita di un buco nero è la compressione del gas protogalattico, cioè il gas interstellare che è nella fase di trasformazione in una galassia o in una sorta di ammasso. Nel caso in cui la pressione interna non sia sufficiente a compensare le stesse forze gravitazionali, può formarsi un buco nero.

Restano ipotetici altri due scenari:

Di conseguenza, si forma un buco nero: il cosiddetto. buchi neri primordiali.
Si verifica come risultato di reazioni nucleari ad alte energie. Un esempio di tali reazioni sono gli esperimenti sui collisori.

Struttura e fisica dei buchi neri

La struttura di un buco nero secondo Schwarzschild comprende solo due elementi menzionati prima: la singolarità e l'orizzonte degli eventi di un buco nero. Parlando brevemente della singolarità, si può notare che è impossibile tracciare una linea retta che la attraversa, e anche che la maggior parte delle teorie fisiche esistenti non funzionano al suo interno. Pertanto, la fisica della singolarità rimane oggi un mistero per gli scienziati. buco nero - questa è una sorta di confine, attraversando il quale un oggetto fisico perde la capacità di tornare indietro e "cadere" inequivocabilmente nella singolarità di un buco nero.

La struttura di un buco nero diventa un po' più complicata nel caso della soluzione di Kerr, cioè in presenza di rotazione BH. La soluzione di Kerr implica che il buco abbia un'ergosfera. Ergosfera - una certa area situata al di fuori dell'orizzonte degli eventi, all'interno della quale tutti i corpi si muovono nella direzione di rotazione del buco nero. Questa zona non è ancora entusiasmante ed è possibile abbandonarla, a differenza dell'orizzonte degli eventi. L'ergosfera è probabilmente una sorta di analogo del disco di accrescimento, che rappresenta una sostanza rotante attorno a corpi massicci. Se un buco nero statico di Schwarzschild è rappresentato come una sfera nera, allora il buco nero di Kerry, a causa della presenza di un'ergosfera, ha la forma di un ellissoide oblato, nella forma del quale spesso vedevamo i buchi neri nei disegni, nei vecchi film o videogiochi.

Quanto pesa un buco nero? - Il più grande materiale teorico sull'apparizione di un buco nero è disponibile lo scenario della sua apparizione a seguito del collasso di una stella. In questo caso, la massa massima di una stella di neutroni e la massa minima di un buco nero sono determinate dal limite di Oppenheimer-Volkov, secondo il quale il limite inferiore della massa BH è 2,5 - 3 masse solari. Il buco nero più pesante mai scoperto (nella galassia NGC 4889) ha una massa di 21 miliardi di masse solari. Tuttavia, non bisogna dimenticare i buchi neri, ipoteticamente derivanti da reazioni nucleari ad alte energie, come quelle dei collisori. La massa di tali buchi neri quantistici, in altre parole dei “buchi neri di Planck”, è dell'ordine di , cioè 2 10 −5 g.
Dimensioni del buco nero. Il raggio BH minimo può essere calcolato dalla massa minima (2,5 - 3 masse solari). Se il raggio gravitazionale del Sole, cioè l'area in cui si troverebbe l'orizzonte degli eventi, è di circa 2,95 km, allora il raggio minimo di un BH di 3 masse solari sarà di circa nove chilometri. Dimensioni così relativamente piccole non si adattano alla testa quando si tratta di oggetti massicci che attraggono tutto ciò che li circonda. Tuttavia, per i buchi neri quantistici, il raggio è -10 −35 m.
La densità media di un buco nero dipende da due parametri: massa e raggio. La densità di un buco nero con una massa di circa tre masse solari è di circa 6 · 10 26 kg/m³, mentre la densità dell'acqua è di 1000 kg/m³. Tuttavia, gli scienziati non hanno trovato buchi neri così piccoli. La maggior parte dei BH rilevati hanno masse superiori a 105 masse solari. Esiste uno schema interessante secondo il quale quanto più massiccio è il buco nero, tanto minore è la sua densità. In questo caso, una variazione di massa di 11 ordini di grandezza comporta una variazione di densità di 22 ordini di grandezza. Pertanto, un buco nero con una massa di 1 ·10 9 masse solari ha una densità di 18,5 kg/m³, che è una densità inferiore a quella dell'oro. E i buchi neri con una massa superiore a 10 10 masse solari possono avere una densità media inferiore alla densità dell'aria. Sulla base di questi calcoli, è logico supporre che la formazione di un buco nero non avvenga a causa della compressione della materia, ma come risultato dell'accumulo di una grande quantità di materia in un certo volume. Nel caso dei buchi neri quantistici, la loro densità può essere di circa 10 94 kg/m³.
Anche la temperatura di un buco nero è inversamente proporzionale alla sua massa. Questa temperatura è direttamente correlata a . Lo spettro di questa radiazione coincide con lo spettro di un corpo completamente nero, cioè un corpo che assorbe tutta la radiazione incidente. Lo spettro di radiazione di un corpo nero dipende solo dalla sua temperatura, quindi la temperatura di un buco nero può essere determinata dallo spettro di radiazione di Hawking. Come accennato in precedenza, questa radiazione è tanto più potente quanto più piccolo è il buco nero. Allo stesso tempo, la radiazione di Hawking rimane ipotetica, poiché non è stata ancora osservata dagli astronomi. Ne consegue che se esiste la radiazione di Hawking, allora la temperatura dei BH osservati è così bassa da non consentire di rilevare la radiazione indicata. Secondo i calcoli, anche la temperatura di un buco con una massa dell'ordine di quella del Sole è trascurabile (1 ·10 -7 K o -272°C). La temperatura dei buchi neri quantistici può raggiungere circa 10 12 K e, con la loro rapida evaporazione (circa 1,5 minuti), tali buchi neri possono emettere energia dell'ordine di dieci milioni di bombe atomiche. Ma, fortunatamente, la creazione di tali ipotetici oggetti richiederà un'energia 10 14 volte maggiore di quella ottenuta oggi al Large Hadron Collider. Inoltre, tali fenomeni non sono mai stati osservati dagli astronomi.

Di cosa è fatto un CHD?

Un'altra domanda preoccupa sia gli scienziati che coloro che sono semplicemente appassionati di astrofisica: in cosa consiste un buco nero? Non esiste una risposta univoca a questa domanda, poiché non è possibile guardare oltre l’orizzonte degli eventi che circonda un buco nero. Inoltre, come accennato in precedenza, i modelli teorici di un buco nero prevedono solo 3 delle sue componenti: l’ergosfera, l’orizzonte degli eventi e la singolarità. È logico supporre che nell'ergosfera ci siano solo quegli oggetti che sono stati attratti dal buco nero e che ora ruotano attorno ad esso: vari tipi di corpi cosmici e gas cosmici. L'orizzonte degli eventi è solo un sottile confine implicito, una volta oltre il quale, gli stessi corpi cosmici vengono irrevocabilmente attratti verso l'ultima componente principale del buco nero: la singolarità. La natura della singolarità non è stata studiata oggi ed è troppo presto per parlare della sua composizione.

Secondo alcune ipotesi, un buco nero può essere costituito da neutroni. Se seguiamo lo scenario del verificarsi di un buco nero a seguito della compressione di una stella in una stella di neutroni con la sua successiva compressione, allora, probabilmente, la parte principale del buco nero è costituita da neutroni, di cui la stella di neutroni stessa consiste. In parole semplici: Quando una stella collassa, i suoi atomi vengono compressi in modo tale che gli elettroni si combinano con i protoni, formando così neutroni. Una tale reazione infatti avviene in natura, con la formazione di un neutrone avviene l'emissione di neutrini. Tuttavia, queste sono solo supposizioni.

Cosa succede se cadi in un buco nero?

Cadere in un buco nero astrofisico porta allo stiramento del corpo. Considera un ipotetico astronauta suicida che si dirige verso un buco nero indossando nient'altro che una tuta spaziale, con i piedi prima. Attraversando l'orizzonte degli eventi, l'astronauta non noterà alcun cambiamento, nonostante non abbia più la possibilità di tornare indietro. Ad un certo punto, l'astronauta raggiungerà un punto (leggermente dietro l'orizzonte degli eventi) in cui inizierà a verificarsi la deformazione del suo corpo. Poiché il campo gravitazionale di un buco nero non è uniforme ed è rappresentato da un gradiente di forza crescente verso il centro, le gambe dell'astronauta saranno soggette ad un effetto gravitazionale notevolmente maggiore rispetto, ad esempio, alla testa. Quindi, a causa della gravità, o meglio delle forze di marea, le gambe “cadranno” più velocemente. Pertanto, il corpo inizia ad allungarsi gradualmente in lunghezza. Per descrivere questo fenomeno, gli astrofisici hanno inventato un termine piuttosto creativo: spaghettificazione. Un ulteriore allungamento del corpo probabilmente lo decomporrà in atomi che, prima o poi, raggiungeranno una singolarità. Si può solo immaginare cosa si sentirà una persona in questa situazione. Vale la pena notare che l'effetto dello stiramento del corpo è inversamente proporzionale alla massa del buco nero. Cioè, se un BH con la massa di tre Soli allunga/rompe istantaneamente il corpo, allora il buco nero supermassiccio avrà forze mareali inferiori e ci sono suggerimenti che alcuni materiali fisici potrebbero “tollerare” tale deformazione senza perdere la loro struttura.

Come sapete, vicino a oggetti massicci, il tempo scorre più lentamente, il che significa che il tempo per un astronauta suicida scorrerà molto più lentamente che per i terrestri. In tal caso, forse sopravvivrà non solo ai suoi amici, ma alla Terra stessa. Saranno necessari dei calcoli per determinare quanto tempo rallenterà un astronauta, ma da quanto sopra si può presumere che l'astronauta cadrà nel buco nero molto lentamente e potrebbe semplicemente non vivere abbastanza per vedere il momento in cui il suo corpo inizierà a deformarsi .

È interessante notare che per un osservatore esterno, tutti i corpi che sono volati verso l'orizzonte degli eventi rimarranno sul bordo di questo orizzonte finché la loro immagine non scomparirà. La ragione di questo fenomeno è lo spostamento verso il rosso gravitazionale. Semplificando un po', possiamo dire che la luce che cade sul corpo di un astronauta suicida “congelato” all'orizzonte degli eventi cambierà la sua frequenza a causa del suo tempo rallentato. Man mano che il tempo passa più lentamente, la frequenza della luce diminuirà e la lunghezza d'onda aumenterà. Come risultato di questo fenomeno, in uscita, cioè per un osservatore esterno, la luce si sposterà gradualmente verso la bassa frequenza: il rosso. Avverrà uno spostamento della luce lungo lo spettro, man mano che l'astronauta suicida si allontana sempre più dall'osservatore, anche se in modo quasi impercettibile, e il suo tempo scorre sempre più lentamente. Pertanto, la luce riflessa dal suo corpo andrà presto oltre lo spettro visibile (l'immagine scomparirà) e in futuro il corpo dell'astronauta potrà essere rilevato solo nella regione degli infrarossi, poi nella regione delle radiofrequenze e, di conseguenza, la radiazione sarà completamente sfuggente.

Nonostante quanto scritto sopra, si presume che nei buchi neri supermassicci molto grandi, le forze di marea non cambino molto con la distanza e agiscano quasi uniformemente sul corpo in caduta. In tal caso, la navicella spaziale in caduta manterrebbe la sua struttura. Sorge una domanda ragionevole: dove conduce un buco nero? A questa domanda si può rispondere con il lavoro di alcuni scienziati, che collegano due fenomeni come i wormhole e i buchi neri.

Già nel 1935, Albert Einstein e Nathan Rosen, tenendo conto, avanzarono un'ipotesi sull'esistenza dei cosiddetti wormhole, che collegano due punti dello spazio-tempo attraverso luoghi di curvatura significativa di quest'ultimo: il ponte Einstein-Rosen o wormhole. Per una curvatura dello spazio così potente, saranno necessari corpi con una massa gigantesca, con il ruolo di cui i buchi neri si adatterebbero perfettamente.

Il ponte Einstein-Rosen è considerato un wormhole impenetrabile, poiché piccolo e instabile.

Un wormhole attraversabile è possibile nell’ambito della teoria dei buchi bianchi e neri. Dove il buco bianco è l'output delle informazioni cadute nel buco nero. Il buco bianco è descritto nel quadro della relatività generale, ma oggi rimane ipotetico e non è stato scoperto. Un altro modello di wormhole è stato proposto dagli scienziati americani Kip Thorne e dal suo studente laureato Mike Morris, che può essere passabile. Tuttavia, come nel caso del wormhole Morris-Thorne, anche nel caso dei buchi bianchi e neri la possibilità di viaggiare richiede l'esistenza della cosiddetta materia esotica, che possiede energia negativa e resta anch'essa ipotetica.

Buchi neri nell'universo

L'esistenza dei buchi neri è stata confermata relativamente di recente (settembre 2015), ma prima di allora esisteva già molto materiale teorico sulla natura dei buchi neri, così come molti oggetti candidati al ruolo di buco nero. Innanzitutto bisogna tenere conto delle dimensioni del buco nero, poiché da esse dipende la natura stessa del fenomeno:

buco nero di massa stellare. Tali oggetti si formano a seguito del collasso di una stella. Come accennato in precedenza, la massa minima di un corpo capace di formare un simile buco nero è di 2,5 - 3 masse solari.
Buchi neri di massa intermedia. Un tipo intermedio condizionale di buchi neri che sono aumentati a causa dell'assorbimento di oggetti vicini, come accumuli di gas, una stella vicina (in sistemi di due stelle) e altri corpi cosmici.
Buco nero supermassiccio. Oggetti compatti con 10 5 -10 10 masse solari. Le proprietà distintive di tali BH sono la densità paradossalmente bassa, così come le deboli forze di marea, che sono state discusse in precedenza. È questo buco nero supermassiccio al centro della nostra galassia, la Via Lattea (Sagittarius A*, Sgr A*), così come della maggior parte delle altre galassie.

Candidati per CHD

Il buco nero più vicino, o meglio un candidato per il ruolo di buco nero, è un oggetto (V616 Unicorn), che si trova a una distanza di 3000 anni luce dal Sole (nella nostra galassia). È costituito da due componenti: una stella con una massa pari alla metà della massa solare, nonché un piccolo corpo invisibile, la cui massa è di 3-5 masse solari. Se questo oggetto risulta essere un piccolo buco nero di massa stellare, allora sarà giustamente il buco nero più vicino.

Dopo questo oggetto, il secondo buco nero più vicino è Cyg X-1 (Cyg X-1), che era il primo candidato al ruolo di buco nero. La distanza è di circa 6070 anni luce. Abbastanza ben studiato: ha una massa di 14,8 masse solari e un raggio dell'orizzonte degli eventi di circa 26 km.

Secondo alcune fonti, un altro candidato più vicino al ruolo di buco nero potrebbe essere un corpo nel sistema stellare V4641 Sagittarii (V4641 Sgr), che, secondo le stime del 1999, si trovava a una distanza di 1600 anni luce. Tuttavia, studi successivi hanno aumentato questa distanza di almeno 15 volte.

Quanti buchi neri ci sono nella nostra galassia?

Non esiste una risposta esatta a questa domanda, poiché è piuttosto difficile osservarli e durante l'intero studio del cielo gli scienziati sono riusciti a rilevare circa una dozzina di buchi neri all'interno della Via Lattea. Senza indulgere nei calcoli, notiamo che nella nostra galassia ci sono circa 100-400 miliardi di stelle e circa ogni millesima stella ha una massa sufficiente per formare un buco nero. È probabile che milioni di buchi neri si siano formati durante l'esistenza della Via Lattea. Poiché è più semplice rilevare enormi buchi neri, è logico supporre che la maggior parte dei BH nella nostra galassia non siano supermassicci. È interessante notare che la ricerca della NASA nel 2005 suggerisce la presenza di un intero sciame di buchi neri (10-20mila) in orbita attorno al centro della galassia. Inoltre, nel 2016, gli astrofisici giapponesi hanno scoperto un enorme satellite vicino all'oggetto *: un buco nero, il nucleo della Via Lattea. A causa del piccolo raggio (0,15 anni luce) di questo corpo, così come della sua enorme massa (100.000 masse solari), gli scienziati suggeriscono che questo oggetto sia anche un buco nero supermassiccio.

Il nucleo della nostra galassia, il buco nero della Via Lattea (Sagittarius A*, Sgr A* o Sagittarius A*) è supermassiccio e ha una massa di 4,31 10 6 masse solari, e un raggio di 0,00071 anni luce (6,25 ore luce ovvero 6,75 miliardi di km). La temperatura di Sagittarius A* insieme all'ammasso che lo circonda è di circa 1 10 7 K.

Il più grande buco nero

Il più grande buco nero dell'universo che gli scienziati sono riusciti a rilevare è un buco nero supermassiccio, il blazar FSRQ, al centro della galassia S5 0014+81, a una distanza di 1,2·10 10 anni luce dalla Terra. Secondo i risultati preliminari dell'osservazione, con l'aiuto dell'Osservatorio spaziale Swift, la massa del buco nero era di 40 miliardi (40 10 9) di masse solari e il raggio di Schwarzschild di tale buco era di 118,35 miliardi di chilometri (0,013 anni luce) . Inoltre, secondo i calcoli, è sorto 12,1 miliardi di anni fa (1,6 miliardi di anni dopo il Big Bang). Se questo gigantesco buco nero non assorbe la materia che lo circonda, vivrà fino a vedere l'era dei buchi neri, una delle epoche nello sviluppo dell'Universo, durante la quale i buchi neri domineranno in esso. Se il nucleo della galassia S5 0014+81 continua a crescere, diventerà uno degli ultimi buchi neri che esisteranno nell'universo.

Gli altri due buchi neri conosciuti, anche se non nominati, lo hanno fatto valore più alto per lo studio dei buchi neri, poiché ne confermarono sperimentalmente l’esistenza, e diedero anche importanti risultati per lo studio della gravità. Stiamo parlando dell'evento GW150914, chiamato collisione di due buchi neri in uno solo. Questo evento ha permesso di registrarsi.

Rilevazione di buchi neri

Prima di considerare i metodi per rilevare i buchi neri, si dovrebbe rispondere alla domanda: perché un buco nero è nero? - la risposta non richiede una conoscenza approfondita di astrofisica e cosmologia. Il fatto è che un buco nero assorbe tutta la radiazione che cade su di esso e non si irradia affatto, se non si tiene conto dell'ipotetico. Se consideriamo questo fenomeno in modo più dettagliato, possiamo supporre che all'interno dei buchi neri non vi siano processi che portino al rilascio di energia sotto forma di radiazione elettromagnetica. Quindi se il buco nero irradia, allora è nello spettro di Hawking (che coincide con lo spettro di un corpo riscaldato, assolutamente nero). Tuttavia, come accennato in precedenza, questa radiazione non è stata rilevata, il che suggerisce una temperatura dei buchi neri completamente bassa.

Un'altra teoria generalmente accettata afferma che la radiazione elettromagnetica non è affatto in grado di lasciare l'orizzonte degli eventi. È molto probabile che i fotoni (particelle leggere) non siano attratti da oggetti massicci, poiché secondo la teoria essi stessi non hanno massa. Tuttavia, il buco nero continua ad “attrarre” i fotoni della luce attraverso la distorsione dello spazio-tempo. Se immaginiamo un buco nero nello spazio come una sorta di depressione sulla superficie liscia dello spazio-tempo, allora c'è una certa distanza dal centro del buco nero, avvicinandosi alla quale la luce non sarà più in grado di allontanarsi da esso . Cioè, grosso modo, la luce comincia a "cadere" nella "fossa", che non ha nemmeno un "fondo".

Inoltre, se prendiamo in considerazione l'effetto dello spostamento verso il rosso gravitazionale, è possibile che la luce in un buco nero perda la sua frequenza, spostandosi lungo lo spettro nella regione delle radiazioni a onde lunghe a bassa frequenza, fino a perdere del tutto energia.

Quindi, un buco nero è nero e quindi difficile da rilevare nello spazio.

Metodi di rilevamento

Considera i metodi utilizzati dagli astronomi per rilevare un buco nero:

Oltre ai metodi sopra menzionati, gli scienziati spesso associano oggetti come buchi neri e. I quasar sono alcuni accumuli di corpi cosmici e gas, che sono tra gli oggetti astronomici più luminosi dell'Universo. Poiché hanno un'elevata intensità di luminescenza a dimensioni relativamente piccole, c'è motivo di credere che il centro di questi oggetti sia un buco nero supermassiccio, che attrae a sé la materia circostante. A causa di un'attrazione gravitazionale così potente, la materia attratta è così riscaldata da irradiarsi intensamente. La rilevazione di tali oggetti viene solitamente paragonata alla rilevazione di un buco nero. A volte i quasar possono irradiare getti di plasma riscaldato in due direzioni: getti relativistici. Le ragioni della comparsa di tali getti (jet) non sono del tutto chiare, ma probabilmente sono causate dall'interazione dei campi magnetici del BH e del disco di accrescimento e non sono emessi direttamente da un buco nero.

Un getto nella galassia M87 che colpisce dal centro di un buco nero

Riassumendo quanto sopra, si può immaginare, da vicino: si tratta di un oggetto nero sferico, attorno al quale ruota la materia fortemente riscaldata, formando un disco di accrescimento luminoso.

Fusione e collisione di buchi neri

Uno dei fenomeni più interessanti dell'astrofisica è la collisione dei buchi neri, che rende possibile anche rilevare corpi astronomici così massicci. Tali processi interessano non solo gli astrofisici, poiché danno luogo a fenomeni poco studiati dai fisici. L'esempio più chiaro è l'evento precedentemente menzionato chiamato GW150914, quando due buchi neri si avvicinarono così tanto che, a causa della reciproca attrazione gravitazionale, si fusero in uno solo. Una conseguenza importante di questa collisione fu l'emergere di onde gravitazionali.

Secondo la definizione di onde gravitazionali, si tratta di cambiamenti nel campo gravitazionale che si propagano in modo ondulatorio da oggetti massicci in movimento. Quando due di questi oggetti si avvicinano, iniziano a ruotare attorno a un centro di gravità comune. Man mano che si avvicinano, la loro rotazione attorno al proprio asse aumenta. Simile fluttuazioni variabili il campo gravitazionale ad un certo punto può formare una potente onda gravitazionale che può propagarsi nello spazio per milioni di anni luce. Quindi, a una distanza di 1,3 miliardi di anni luce, si è verificata una collisione di due buchi neri, che ha formato una potente onda gravitazionale che ha raggiunto la Terra il 14 settembre 2015 ed è stata registrata dai rilevatori LIGO e VIRGO.

Come muoiono i buchi neri?

Ovviamente, affinché un buco nero cessi di esistere, dovrebbe perdere tutta la sua massa. Tuttavia, secondo la sua definizione, nulla può lasciare il buco nero se ha attraversato il suo orizzonte degli eventi. È noto che per la prima volta il fisico teorico sovietico Vladimir Gribov menzionò la possibilità dell'emissione di particelle da parte di un buco nero nella sua discussione con un altro scienziato sovietico Yakov Zeldovich. Sosteneva che dal punto di vista della meccanica quantistica, un buco nero è in grado di emettere particelle attraverso un effetto tunnel. Successivamente, con l'aiuto della meccanica quantistica, costruì la sua teoria un po' diversa, il fisico teorico inglese Stephen Hawking. Puoi leggere di più su questo fenomeno. Esistono insomma le cosiddette particelle virtuali nel vuoto, che nascono costantemente in coppia e si annichilano a vicenda, pur non interagendo con il mondo esterno. Ma se tali coppie si formano sull’orizzonte degli eventi del buco nero, allora una forte gravità è ipoteticamente in grado di separarle, con una particella che cade nel buco nero e l’altra che si allontana dal buco nero. E poiché una particella che è volata via da un buco può essere osservata, e quindi ha energia positiva, una particella che è caduta in un buco deve avere energia negativa. Pertanto, il buco nero perderà la sua energia e si verificherà un effetto chiamato evaporazione del buco nero.

Secondo i modelli disponibili di un buco nero, come accennato in precedenza, man mano che la sua massa diminuisce, la sua radiazione diventa più intensa. Quindi, nella fase finale dell’esistenza di un buco nero, quando potrà essere ridotto alle dimensioni di un buco nero quantistico, rilascerà un’enorme quantità di energia sotto forma di radiazione, che può essere equivalente a migliaia o addirittura milioni di bombe atomiche. Questo evento ricorda in qualche modo l'esplosione di un buco nero, come la stessa bomba. Secondo i calcoli, i buchi neri primordiali potrebbero essere nati a seguito del Big Bang, e quelli di loro, la cui massa è dell'ordine di 10 12 kg, dovrebbero essere evaporati ed esplosi intorno al nostro tempo. Comunque sia, tali esplosioni non sono mai state viste dagli astronomi.

Nonostante il meccanismo proposto da Hawking per la distruzione dei buchi neri, le proprietà della radiazione di Hawking causano un paradosso nel quadro della meccanica quantistica. Se un buco nero assorbe un corpo e poi perde la massa risultante dall'assorbimento di questo corpo, indipendentemente dalla natura del corpo, il buco nero non sarà diverso da quello che era prima dell'assorbimento del corpo. In questo caso, le informazioni sul corpo vanno perse per sempre. Dal punto di vista dei calcoli teorici, la trasformazione dello stato puro iniziale nel risultante stato misto (“termico”) non corrisponde all’attuale teoria della meccanica quantistica. Questo paradosso è talvolta chiamato la scomparsa dell'informazione in un buco nero. Una vera soluzione a questo paradosso non è mai stata trovata. Opzioni note per risolvere il paradosso:

Incoerenza della teoria di Hawking. Ciò comporta l'impossibilità di distruggere il buco nero e la sua crescita costante.
La presenza di buchi bianchi. In questo caso, le informazioni assorbite non scompaiono, ma vengono semplicemente espulse in un altro Universo.
Incoerenza della teoria generalmente accettata della meccanica quantistica.

Problema irrisolto della fisica dei buchi neri

A giudicare da tutto ciò che è stato descritto in precedenza, i buchi neri, sebbene siano stati studiati per un tempo relativamente lungo, hanno ancora molte caratteristiche, i cui meccanismi non sono ancora noti agli scienziati.

Nel 1970, uno scienziato inglese formulò il cosiddetto. "principio della censura cosmica" - "La natura detesta la nuda singolarità". Ciò significa che la singolarità si forma solo in luoghi nascosti alla vista, come il centro di un buco nero. Tuttavia, questo principio non è stato ancora dimostrato. Esistono anche calcoli teorici secondo i quali può verificarsi una singolarità "nuda".
Non è stato dimostrato nemmeno il “teorema senza capelli”, secondo il quale i buchi neri hanno solo tre parametri.
Non è stata sviluppata una teoria completa della magnetosfera del buco nero.
La natura e la fisica della singolarità gravitazionale non sono state studiate.
Non si sa con certezza cosa accada nella fase finale dell'esistenza di un buco nero e cosa rimane dopo il suo decadimento quantistico.

Fatti interessanti sui buchi neri

Riassumendo quanto sopra, possiamo evidenziarne diversi interessanti e caratteristiche insolite natura dei buchi neri:

I buchi neri hanno solo tre parametri: massa, carica elettrica e momento angolare. A causa del numero così piccolo di caratteristiche di questo corpo, il teorema che lo afferma è chiamato "teorema senza capelli". Da qui deriva anche la frase “un buco nero non ha capelli”, che significa che due buchi neri sono assolutamente identici, i loro tre parametri menzionati sono gli stessi.
La densità dei buchi neri può essere inferiore alla densità dell'aria e la temperatura è vicina allo zero assoluto. Da ciò possiamo supporre che la formazione di un buco nero non avvenga a causa della compressione della materia, ma come risultato dell'accumulo di una grande quantità di materia in un certo volume.
Il tempo per i corpi assorbiti dai buchi neri scorre molto più lentamente che per un osservatore esterno. Inoltre, i corpi assorbiti vengono allungati in modo significativo all'interno del buco nero, fenomeno che gli scienziati chiamano spaghettificazione.
Potrebbero esserci circa un milione di buchi neri nella nostra galassia.
Probabilmente esiste un buco nero supermassiccio al centro di ogni galassia.
In futuro, secondo il modello teorico, l'Universo raggiungerà la cosiddetta era dei buchi neri, quando i buchi neri diventeranno i corpi dominanti nell'Universo.

Il Mar Nero si è formato non molto tempo fa. Già 12 mila anni fa in questo luogo c'era un lago d'acqua dolce. I geologi della Columbia University William Ryan e Walter Pitman collegano la leggenda dell'innalzamento globale del livello del Mar Mediterraneo e la conseguente formazione del Mar Nero.

L'essenza della teoria è la seguente: il livello del Mar Mediterraneo è aumentato a causa dello scioglimento dei ghiacciai. Di conseguenza, l'acqua sgorgò attraverso il Bosforo e i Dardanelli 200 volte più grande. È così che si è formato il Mar Nero ed è successo 7mila anni fa.

L'acqua arrivava ad una velocità incredibile e ogni giorno inondava le coste di 15 cm.I sopravvissuti a questo terribile disastro raccontarono questa storia di generazione in generazione. Più tardi questa storia prese forma in Noè.

L'esploratore marino Bob Ballard sta cercando di trovare conferma della teoria sul fondo del Mar Nero. La spedizione Ballard del 1999 ha scoperto un'antica costa. Sono state trovate conchiglie di molluschi d'acqua dolce e salata e la datazione al radiocarbonio di queste conchiglie supporta la teoria di un lago d'acqua dolce inghiottito dal Mar Nero 7.000 anni fa.

Bob Ballard ha trovato sul fondo i resti di quelli che crede essere antichi insediamenti umani. Esiste una teoria che spiega l'abbondanza di idrogeno solforato nell'acqua del Mar Nero morte di massa animali d'acqua dolce durante l'alluvione. Probabilmente a quel tempo gli uomini abitavano le coste del Mar Nero e dopo l'alluvione si spostarono per popolare l'Europa orientale.

E l'Europa, secondo alcuni scienziati, somigliava allora alla foresta crepuscolare del romanzo di Tolkien "Il Signore degli Anelli", poiché a quel tempo sul territorio dell'Europa crescevano tigli di trecento metri.

L'area del Mar Nero è di 422.000 km² (secondo altre fonti - 436.400 km²). I contorni del Mar Nero ricordano un ovale con l'asse maggiore di circa 1150 km. La lunghezza massima del mare da nord a sud è di 580 km. La profondità massima è di 2210 m, la media è di 1240 m.

Il mare bagna le coste di Russia, Ucraina, Romania, Bulgaria, Turchia e Georgia. Sulla costa nord-orientale del Mar Nero ce n'è uno non riconosciuto educazione pubblica Abkhazia.

Una caratteristica del Mar Nero è la completa assenza di vita (ad eccezione di un certo numero di batteri anaerobici) a profondità superiori a 150-200 m a causa della saturazione degli strati di acque profonde con idrogeno solforato. Il Mar Nero è un'area importante trasporto, nonché una delle più grandi regioni turistiche dell'Eurasia.

Inoltre, il Mar Nero conserva un importante significato strategico e militare. Le principali basi militari della flotta russa del Mar Nero si trovano a Sebastopoli e Novorossijsk.

L'antico nome greco del mare è Pont Aksinsky (greco Πόντος Ἄξενος, "Mare inospitale"). Nella "Geografia" di Strabone si presume che il mare abbia ricevuto questo nome a causa delle difficoltà di navigazione, così come delle tribù selvagge ostili che abitano le sue coste. Successivamente, dopo il successo dello sviluppo della costa da parte dei coloni greci, il mare divenne noto come Pontus Euxinus (greco Πόντος Εὔξενος, "Mare ospitale"). Tuttavia Strabone (1.2.10) ricorda che nell'antichità il Mar Nero era chiamato anche semplicemente “il mare” (pontos).

IN Antica Rus' Secoli X-XVI negli annali c'era il nome "Mar Russo", in alcune fonti il mare è chiamato "Scita". Il nome moderno "Mar Nero" ha trovato il suo riflesso corrispondente nella maggior parte delle lingue: il greco. Μαύρη θάλασσα, Bolg. Mar Nero, carico. ok, rum. Marea Neagra, ing. Giro del Mar Nero Karadeniz, ucraino Chorne more e altri Le prime fonti che menzionano questo nome risalgono al XIII secolo, ma ci sono alcuni segni che il suo uso fosse precedente. Esistono numerose ipotesi sulle ragioni dell'emergere di un tale nome:

I turchi e altri conquistatori, che cercarono di conquistare la popolazione della costa del mare, incontrarono un feroce rifiuto da parte dei Circassi, degli Adyg e di altre tribù, per le quali chiamarono il mare di Karadengiz - Nero, inospitale.

Un altro motivo, secondo alcuni ricercatori, potrebbe essere il fatto che durante i temporali l'acqua del mare diventa molto scura. Tuttavia, i temporali nel Mar Nero non sono molto frequenti, e durante i temporali l'acqua si scurisce in tutti i mari della terra. Un'altra ipotesi sull'origine del nome si basa sul fatto che gli oggetti metallici (ad esempio le ancore), calati per lungo tempo nell'acqua di mare a una profondità superiore a 150 m, erano ricoperti da un rivestimento nero a causa dell'azione dell'idrogeno solforato .

Un'altra ipotesi è collegata alla designazione del "colore" dei punti cardinali adottata in numerosi paesi asiatici, dove "nero" indicava il nord, rispettivamente, il Mar Nero - il mare del Nord.

Una delle ipotesi più comuni è quella che il nome sia associato al ricordo dello sfondamento del Bosforo 7500-5000 anni fa, che provocò un catastrofico innalzamento del livello del mare di quasi 100 metri, che a sua volta portò all'inondazione del una vasta zona di piattaforma e la formazione del Mar d'Azov.

Esiste una leggenda turca secondo la quale un'eroica spada riposa nelle acque del Mar Nero, che fu gettata lì su richiesta del mago morente Ali. Per questo motivo, il mare è preoccupato, cerca di lanciare armi mortali dalle sue profondità ed è dipinto di nero.

Le coste del Mar Nero sono poco frastagliate e soprattutto nella parte settentrionale. L'unica grande penisola è la Crimea. Le baie più grandi: Yagorlytsky, Tendrovsky, Dzharylgachsky, Karkinitsky, Kalamitsky e Feodosia in Ucraina, Varna e Burgassky in Bulgaria, Sinopsky e Samsunsky - sulla costa meridionale del mare, in Turchia. Nel nord e nel nord-ovest gli estuari straripano alla confluenza dei fiumi. La lunghezza totale della costa è di 3400 km.

Alcune parti della costa marittima hanno nomi propri: la costa meridionale della Crimea in Ucraina, la costa del Mar Nero nel Caucaso in Russia, la costa del Rumeli e la costa anatolica in Turchia. A ovest e nord-ovest le coste sono basse e in alcuni punti ripide; in Crimea - per lo più in pianura, ad eccezione delle coste montuose meridionali. Sulle sponde orientali e meridionali, i contrafforti del Caucaso e dei monti Pontici si avvicinano al mare.

Ci sono poche isole nel Mar Nero. Le più grandi sono Berezan e Serpentine (entrambe con una superficie inferiore a 1 km²).

I seguenti fiumi più grandi sfociano nel Mar Nero: il Danubio, il Dnepr, il Dniester, nonché i più piccoli Mzymta, Bzyb, Rioni, Kodor (Kodori), Inguri (a est del mare), Chorokh, Kyzyl-Irmak , Ashli-Irmak, Sakarya (a sud), Southern Bug (a nord). Il Mar Nero riempie una depressione isolata situata tra l'Europa sudorientale e la penisola dell'Asia Minore. Questa depressione si formò nell'era del Miocene, nel processo di costruzione attiva delle montagne, che divideva l'antico oceano Tetide in diversi bacini separati (dai quali, oltre al Mar Nero, si formarono successivamente i mari Azov, Aral e Caspio).

Una delle ipotesi sull'origine del Mar Nero (in particolare, le conclusioni dei partecipanti alla spedizione oceanografica internazionale sulla nave scientifica "Akvanavt" nel 1993) afferma che 7500 anni fa era il lago d'acqua dolce più profondo della terra, il il livello era più di cento metri più basso di quello moderno. . Alla fine dell'era glaciale, il livello dell'oceano mondiale si innalzò e l'istmo del Bosforo fu sfondato. Sono stati inondati un totale di 100mila km² (la terra più fertile già coltivata dall'uomo). L'inondazione di queste vaste terre potrebbe essere diventata il prototipo del mito del Diluvio. L'emergere del Mar Nero, secondo questa ipotesi, sarebbe stato accompagnato dalla morte di massa dell'intero mondo vivente d'acqua dolce del lago, il cui prodotto di decomposizione - l'idrogeno solforato - raggiunge alte concentrazioni sul fondo del mare.

La depressione del Mar Nero è composta da due parti: occidentale e orientale, separate da un sollevamento, che è una naturale continuazione della penisola di Crimea. La parte nordoccidentale del mare è caratterizzata da una fascia di piattaforma relativamente ampia (fino a 190 km). La costa meridionale (appartenente alla Turchia) e quella orientale (Georgia) sono più ripide, la striscia di piattaforma non supera i 20 km ed è frastagliata da una serie di canyon e depressioni. Le profondità al largo della costa della Crimea e della costa del Mar Nero nel Caucaso aumentano in modo estremamente rapido, raggiungendo livelli di oltre 500 m già a pochi chilometri dalla costa. Il mare raggiunge la sua massima profondità (2210 m) nella parte centrale, a sud di Yalta.

Nell'ambito di rocce, piegando il fondo del mare nella zona costiera è dominato da depositi a grana grossa: ciottoli, ghiaia, sabbia. Con l'allontanarsi dalla costa vengono sostituiti da sabbie e limi a grana fine. Nella parte nord-occidentale del Mar Nero è diffusa la roccia conchiglia; per il pendio e il fondo del bacino marino sono comuni le melme pelitiche.

Tra i principali minerali, i cui depositi si trovano sul fondo del mare: petrolio e gas naturale sulla piattaforma nordoccidentale; giacimenti costieri di sabbie titanomagnetiti (penisola di Taman, costa del Caucaso). Il Mar Nero è il più grande specchio d'acqua meromittico (con livelli d'acqua non miscelati) del mondo. Lo strato superiore dell'acqua (mixolimnion), che si trova ad una profondità di 150 m, è più fresco, meno denso e meno salino, saturo di ossigeno, è separato dallo strato inferiore, più caldo, salato e denso (monimolimnion) saturo di idrogeno solforato da un chemocline (lo strato limite tra le zone aerobiche e anaerobiche). Non esiste un'unica spiegazione generalmente accettata per l'origine dell'idrogeno solforato nel Mar Nero. Si ritiene che l'idrogeno solforato nel Mar Nero si formi principalmente a causa dell'attività vitale dei batteri che riducono i solfati, della pronunciata stratificazione dell'acqua e del debole scambio verticale. Esiste anche una teoria secondo cui l'idrogeno solforato si è formato a seguito della decomposizione di animali d'acqua dolce che morirono durante la penetrazione nelle acque salate del Mediterraneo durante la formazione del Bosforo e dei Dardanelli.

Alcuni studi degli ultimi anni ci permettono di parlare del Mar Nero come di un gigantesco serbatoio non solo di idrogeno solforato, ma anche di metano, che molto probabilmente viene rilasciato anche durante l'attività dei microrganismi, oltre che dal fondo del mare.

Il bilancio idrico del Mar Nero è costituito dai seguenti componenti:

precipitazioni atmosferiche (230 km³ all'anno);
deflusso continentale (310 km³ all'anno);
afflusso di acqua dal Mar d'Azov (30 km³ all'anno);
evaporazione dell'acqua dalla superficie del mare (-360 km³ all'anno);
deflusso delle acque attraverso il Bosforo (-210 km³ all'anno).

La quantità di precipitazioni, le entrate del Mar d'Azov e il deflusso dei fiumi superano la quantità di evaporazione dalla superficie, per cui il livello del Mar Nero supera il livello della Marmara. A causa di ciò, si forma una corrente superiore, diretta dal Mar Nero attraverso lo stretto del Bosforo. La corrente più bassa, osservata negli strati d'acqua inferiori, è meno pronunciata e viene diretta attraverso il Bosforo nella direzione opposta. L'interazione di queste correnti sostiene inoltre la stratificazione verticale del mare e viene utilizzata anche dai pesci per la migrazione tra i mari.

Va notato che a causa del difficile scambio d'acqua con l'Oceano Atlantico nel Mar Nero, non ci sono praticamente flussi e riflussi. La circolazione dell'acqua nel mare copre solo lo strato superficiale dell'acqua. Questo strato d'acqua ha una salinità di circa 18 ppm (nel Mediterraneo - 37 ppm) ed è saturo di ossigeno e altri elementi necessari per l'attività degli organismi viventi. Questi strati del Mar Nero sono soggetti a circolazione circolare in direzione anticiclonica lungo tutto il perimetro del bacino. Allo stesso tempo, nelle parti occidentali e orientali del mare si verificano circolazioni dell'acqua in direzione ciclonica. La temperatura degli strati superficiali dell'acqua, a seconda della stagione, varia dagli 8 ai 30 °C.

Lo strato inferiore, a causa della saturazione con idrogeno solforato, non contiene organismi viventi, ad eccezione di un certo numero di batteri solforati anaerobici (il cui prodotto è l'idrogeno solforato). La salinità qui aumenta a 22-22,5 ppm, la temperatura media è di ~8,5°C.

Il clima del Mar Nero, a causa della sua posizione medio-continentale, è prevalentemente continentale. Solo la costa meridionale della Crimea e la costa del Mar Nero nel Caucaso sono protette dal freddo dalle montagne venti del nord e di conseguenza hanno un clima mite mediterraneo.

Il tempo sul Mar Nero è notevolmente influenzato dall'Oceano Atlantico, da cui ha origine la maggior parte dei cicloni, che portano al mare maltempo e tempeste. Sulla costa nord-orientale del mare, soprattutto nella regione di Novorossijsk, le montagne basse non sono un ostacolo alle masse d'aria fredde del nord, che, attraversandole, provocano un forte vento freddo (bora), i residenti locali lo chiamano Nord-Ost. I venti da sud-ovest di solito portano masse d'aria mediterranee calde e abbastanza umide nella regione del Mar Nero. Di conseguenza, la maggior parte della zona marittima è caratterizzata da inverni caldi e umidi ed estati calde e secche.

La temperatura media di gennaio nella parte settentrionale del Mar Nero è di -3 °C, ma può scendere fino a -30 °C. Nei territori adiacenti alla costa meridionale della Crimea e alla costa del Caucaso gli inverni sono molto più miti: la temperatura raramente scende sotto lo 0 °C. La neve, comunque, cade periodicamente in tutte le zone del mare. La temperatura media di luglio nel nord del mare è di 22-23°C. Temperature massime non così elevate a causa dell'azione addolcente del serbatoio dell'acqua e normalmente non superano i 35 °C.

La maggior quantità di precipitazioni nella regione del Mar Nero cade sulla costa del Caucaso (fino a 1500 mm all'anno), la minima - nella parte nord-occidentale del mare (circa 300 mm all'anno). La copertura nuvolosa per l'anno è in media del 60% con un massimo in inverno e un minimo in estate.

Le acque del Mar Nero, di regola, non sono soggette a congelamento, ad eccezione della parte costiera a nord del bacino. Le acque costiere in questi luoghi si congelano fino a un mese o più; estuari e fiumi - fino a 2-3 mesi.

La flora del mare comprende 270 specie di alghe pluricellulari verdi, brune, rosse del fondo (cystoseira, fillophora, zoster, cladophora, ulva, enteromorfe, ecc.). Il fitoplancton del Mar Nero comprende almeno seicento specie. Tra questi ci sono i dinoflagellati: flagellati corazzati (prorocentrum micans, ceratium furca, piccola scripsiella Scrippsiella trochoidea, ecc.), Dinoflagellati (dinofisi, protoperidinio, alexandrium), varie diatomee, ecc. La fauna del Mar Nero è notevolmente più povera di quella del Mediterraneo. Nel Mar Nero vivono 2,5 mila specie di animali (di cui 500 specie unicellulari, 160 specie di vertebrati - pesci e mammiferi, 500 specie di crostacei, 200 specie di molluschi, il resto sono invertebrati tipi diversi), per fare un confronto, nel Mediterraneo - circa 9mila specie. Tra le principali ragioni della relativa povertà del mondo animale del mare: un'ampia gamma di salinità dell'acqua, moderata acqua fredda, la presenza di idrogeno solforato a grandi profondità.

A questo proposito, il Mar Nero è adatto all'abitazione di specie abbastanza senza pretese, in tutte le fasi di sviluppo per le quali non sono richieste grandi profondità.

Sul fondo del Mar Nero vivono cozze, ostriche, pecten e anche il mollusco predatore rapana portato con le navi dall'Estremo Oriente. Numerosi granchi vivono negli anfratti delle rocce costiere e tra le pietre ci sono i gamberetti diversi tipi meduse (cornerot e aurelia le più comuni), anemoni di mare, spugne.

Tra i pesci trovati nel Mar Nero: vari tipi di ghiozzi (ghiozzo-ghiozzo, ghiozzo-frusta, ghiozzo-rotondo, ghiozzo-martovik, ghiozzo-rotan), acciuga di Azov, acciuga del Mar Nero (acciuga), squalo-katran, passera-glossa, cinque specie di triglie, pesce azzurro, nasello (nasello), combattente di mare, triglia (sultanka comune del Mar Nero), eglefino, sgombro, sugarello, aringa del Mar Nero-Azov, spratto del Mar Nero-Azov, ecc. sono gli storioni (beluga, storione stellato, storione del Mar Nero-Azov (russo) e storione atlantico).

Tra i pesci pericolosi del Mar Nero ci sono il drago marino (il più pericoloso sono le spine velenose della pinna dorsale e delle coperture branchiali), il Mar Nero e il vistoso scorfano, la pastinaca (gatto marino) con punte velenose sulla coda.

Tra gli uccelli sono comuni i gabbiani, le procellarie, le anatre tuffatrici, i cormorani e numerose altre specie. I mammiferi sono rappresentati nel Mar Nero da due specie di delfini (il delfino comune e il delfino tursiope), la focena comune del Mar Nero e d'Azov (spesso chiamata delfino d'Azov) e la foca dal ventre bianco.

Alcune specie di animali che non vivono nel Mar Nero vengono spesso portate lì dalla corrente attraverso il Bosforo e i Dardanelli o nuotano da sole.

La storia dello studio del Mar Nero inizia nell'antichità, insieme ai viaggi dei Greci, che fondarono i loro insediamenti in riva al mare. Già nel IV secolo a.C. furono compilati i periplus: antiche indicazioni di navigazione del mare. In futuro ci sono informazioni frammentarie sui viaggi dei mercanti da Novgorod e Kiev a Costantinopoli.

Un'altra pietra miliare nel percorso di esplorazione del Mar Nero fu il viaggio della nave "Krepost" da Azov a Costantinopoli nel 1696. Pietro I, equipaggiando la nave per la navigazione, diede l'ordine di eseguire lavori cartografici lungo il percorso del suo movimento . Di conseguenza, è stato redatto un "disegno diretto del Mar Nero da Kerch a Tsar Grad", sono state effettuate misurazioni della profondità.

Studi più seri sul Mar Nero risalgono alla fine dei secoli XVIII-XIX. In particolare, a cavallo di questi secoli, gli scienziati accademici russi Peter Pallas e Middendorf studiarono le proprietà delle acque e della fauna del Mar Nero. Nel 1816 apparve una descrizione della costa del Mar Nero, fatta da F. F. Bellingshausen, nel 1817 fu pubblicata la prima mappa del Mar Nero, nel 1842 - il primo atlante, nel 1851 - la vela del Mar Nero.

Inizia in modo sistematico ricerca scientifica Il Mar Nero fu formato da due eventi della fine del XIX secolo: lo studio delle correnti del Bosforo (1881-1882) e la conduzione di due spedizioni oceanografiche di misurazione della profondità (1890-1891).

Dal 1871 a Sebastopoli opera una stazione biologica (oggi Istituto di Biologia). mari del sud), impegnato in studi sistematici del mondo vivente del Mar Nero. Alla fine del XIX secolo, una spedizione guidata da J. B. Spindler scoprì la saturazione degli strati profondi del mare con idrogeno solforato; più tardi, un membro della spedizione, il famoso chimico russo N. D. Zelinsky, diede una spiegazione a questo fenomeno.

Lo studio del Mar Nero continuò dopo la Rivoluzione d'Ottobre del 1917. Nel 1919 fu organizzata una stazione ittiologica a Kerch (successivamente trasformata nell'Istituto di pesca e oceanografia Azov-Chernomorsk, ora Istituto di ricerca meridionale sulla pesca marina e sull'oceanografia (YugNIRO)). Nel 1929 fu aperta una stazione idrofisica marina in Crimea, a Katsiveli (ora filiale dell'Istituto idrofisico marino di Sebastopoli Accademia Nazionale Scienze dell'Ucraina).

In Russia, la principale organizzazione di ricerca che studia il Mar Nero è la filiale meridionale dell'Istituto di oceanologia dell'Accademia russa delle scienze (Gelendzhik, Golubaya Bukhta) e una serie di altre.

L'importanza dei trasporti del Mar Nero per l'economia degli stati bagnati da questo bacino è grande. Un volume significativo del trasporto marittimo è costituito da voli di navi cisterna che assicurano l’esportazione di petrolio e prodotti petroliferi dai porti russi (principalmente da Novorossiysk e Tuapse) e dai porti georgiani (Batumi). Tuttavia, l’esportazione di idrocarburi è significativamente limitata dalla limitata capacità degli stretti del Bosforo e dei Dardanelli. A Ilyichevsk, il più grande terminal petrolifero è stato creato per ricevere petrolio come parte dell'oleodotto Odessa-Brody. Esiste anche un progetto per la costruzione dell'oleodotto Burgas-Alessandrupoli che bypasserà lo stretto del Mar Nero. I terminali petroliferi di Novorossiysk sono in grado di ricevere superpetroliere. Oltre al petrolio e ai prodotti della sua lavorazione, dai porti russi e ucraini del Mar Nero vengono esportati metalli, fertilizzanti minerali, macchinari e attrezzature, legname, legname, grano, ecc., materie prime, ecc. , il trasporto di container è ampiamente sviluppato, ci sono grandi terminal per container. I trasporti si stanno sviluppando con l'aiuto degli accendini; Sono operative le traversate ferroviarie Ilyichevsk (Ucraina) - Varna (Bulgaria) e Ilyichevsk (Ucraina) - Batumi (Georgia). Il trasporto marittimo di passeggeri è sviluppato anche nel Mar Nero (tuttavia, dopo il crollo dell'URSS, il loro volume è diminuito in modo significativo). Il corridoio di trasporto internazionale TRACECA (Corridoio di trasporto Europa - Caucaso - Asia, Europa - Caucaso - Asia) attraversa il Mar Nero. I porti del Mar Nero sono i punti finali di numerosi corridoi di trasporto paneuropei. Le più grandi città portuali sul Mar Nero: Novorossijsk, Sochi, Tuapse (Russia); Burgas, Varna (Bulgaria); Batumi, Sukhumi, Poti (Georgia); Costanza (Romania); Samsun, Trabzon (Turchia); Odessa, Ilyichevsk, Yuzhny, Kerch, Sebastopoli, Yalta (Ucraina). Sul fiume Don, che sfocia nel Mar d'Azov, c'è un corso d'acqua fluviale che collega il Mar Nero con il Mar Caspio (attraverso il canale marittimo Volga-Don e il Volga), con il Mar Baltico e il Mar Bianco ( attraverso la via navigabile Volga-Baltico e il canale Mar Bianco-Baltico). Il fiume Danubio è collegato al Mare del Nord attraverso un sistema di canali. Lungo il fondo del Mar Nero è stato posato l'esclusivo gasdotto di acque profonde "Blue Stream", che collega la Russia e la Turchia. La lunghezza della parte sottomarina del gasdotto, che corre tra il villaggio di Arkhipo-Osipovka, sulla costa del Mar Nero nel Caucaso e la costa della Turchia, a 60 km dalla città di Samsun, è di 396 km. È previsto l'ampliamento della capacità del gasdotto mediante la posa di un ulteriore ramo del tubo.

I seguenti tipi di pesce hanno importanza commerciale nel Mar Nero: triglie, acciughe (hamsa), sgombri, sugarelli, lucioperca, orate, storioni, aringhe. Principali porti di pesca: Odessa, Kerch, Novorossiysk, ecc.

Negli ultimi anni del XX e all'inizio del XXI secolo, la pesca è notevolmente diminuita a causa della pesca eccessiva e del deterioramento dello stato ecologico del mare. Anche la pesca a strascico e il bracconaggio vietati rappresentano un problema significativo, soprattutto per gli storioni. Così, solo nella seconda metà del 2005, gli specialisti dell'Amministrazione statale del bacino del Mar Nero per la protezione delle risorse acquatiche vive dell'Ucraina ("Chernomorrybvod") sul territorio della Crimea hanno scoperto 1909 violazioni della legislazione sulla protezione dei pesci, sequestrato 33 tonnellate di pesci catturati con attrezzi da pesca illegali o in luoghi vietati.

Le condizioni climatiche favorevoli nella regione del Mar Nero determinano il suo sviluppo come un'importante regione turistica. Le più grandi aree turistiche sul Mar Nero comprendono: la costa meridionale della Crimea (Yalta, Alushta, Sudak, Koktebel, Feodosia) in Ucraina, la costa del Mar Nero nel Caucaso (Anapa, Gelendzhik, Sochi) in Russia, Pitsunda, Gagra e Batumi in Georgia, Golden Sands e Sunny Beach in Bulgaria, Mamaia, Eforie in Romania.

La costa del Mar Nero del Caucaso è la principale regione turistica Federazione Russa. Nel 2005 è stata visitata da circa 9 milioni di turisti; nel 2006, secondo le previsioni dei funzionari Territorio di Krasnodar, questa regione avrebbe dovuto essere visitata da almeno 11-11,5 milioni di turisti. Sulla costa russa del Mar Nero ci sono più di 1.000 pensioni, sanatori e hotel e il loro numero è in costante crescita. Una naturale continuazione della costa russa del Mar Nero è la costa dell'Abkhazia, le località più importanti di cui Gagra e Pitsunda erano popolari in epoca sovietica. Lo sviluppo dell'industria dei resort sulla costa del Mar Nero nel Caucaso è limitato da una stagione relativamente breve (ad esempio rispetto al Mar Mediterraneo), da problemi ambientali e di trasporto, mentre in Abkhazia dall'incertezza del suo status e dalla minaccia di una nuova esplosione del conflitto militare con la Georgia.

La costa del Mar Nero e il bacino dei fiumi che vi sfociano sono aree ad alto impatto antropico, densamente popolate dall'uomo fin dall'antichità. Lo stato ecologico del Mar Nero è generalmente sfavorevole.

Tra i principali fattori che disturbano l’equilibrio in sistema ecologico vanno distinti i mari:

Forte inquinamento dei fiumi che sfociano nel mare, in particolare il deflusso dei campi contenenti fertilizzanti minerali, in particolare nitrati e fosfati. Ciò comporta una rifertilizzazione (eutrofizzazione) delle acque marine e, di conseguenza, una rapida crescita del fitoplancton ("fioritura marina" - sviluppo intensivo di alghe blu-verdi), una diminuzione della trasparenza dell'acqua e la morte di alghe multicellulari.

Inquinamento delle acque con petrolio e prodotti petroliferi (le zone più inquinate sono la parte occidentale del mare, che rappresenta volume più grande traffico di navi cisterna, nonché acque portuali). Di conseguenza, ciò porta alla morte di animali marini coinvolti nelle chiazze di petrolio, nonché all'inquinamento atmosferico dovuto all'evaporazione del petrolio e dei prodotti petroliferi dalla superficie dell'acqua.

Inquinamento delle acque marine con rifiuti umani - scarico di rifiuti non trattati o non sufficientemente trattati Acque reflue e così via.

Pesca di massa.

La pesca a strascico è vietata, ma ampiamente utilizzata, distruggendo le biocenosi di fondo.

Cambiamenti nella composizione, diminuzione del numero di individui e mutazione del mondo acquatico sotto l'influenza di fattori antropogenici (inclusa la sostituzione di specie indigene mondo naturale esotici, derivanti dall'impatto umano). Quindi, ad esempio, secondo gli esperti della filiale di Odessa dello YugNIRO, in un solo decennio (dal 1976 al 1987), la popolazione del delfino tursiope del Mar Nero è diminuita da 56mila a settemila individui.

Secondo numerosi esperti, lo stato ecologico del Mar Nero si è deteriorato negli ultimi dieci anni, nonostante il declino dell’attività economica in numerosi paesi del Mar Nero.

Il presidente dell'Accademia delle scienze di Crimea, Viktor Tarasenko, ha espresso l'opinione che il Mar Nero è il mare più sporco del mondo.

Per protezione ambiente nella zona del Mar Nero nel 1998 è stato adottato l’accordo ACCOBAMS (“Accordo sulla conservazione dei cetacei del Mar Nero, del Mar Mediterraneo e dell’area contigua dell’Atlantico”), in cui uno dei temi principali è la protezione dei delfini e delle balene. Il principale documento internazionale che regola la protezione del Mar Nero è la Convenzione sulla protezione del Mar Nero dall'inquinamento, firmata da sei paesi del Mar Nero: Bulgaria, Georgia, Russia, Romania, Turchia e Ucraina nel 1992 a Bucarest (Convenzione di Bucarest). . Sempre nel giugno 1994, i rappresentanti di Austria, Bulgaria, Croazia, Repubblica Ceca, Germania, Ungheria, Moldavia, Romania, Slovacchia, Slovenia, Ucraina e Unione Europea, è stata firmata a Sofia la Convenzione sulla cooperazione per la protezione e lo sviluppo sostenibile del fiume Danubio. Come risultato di questi accordi furono istituite la Commissione del Mar Nero (Istanbul) e la Commissione internazionale per la protezione del fiume Danubio (Vienna). Tali organismi svolgono la funzione di coordinamento dei programmi ambientali attuati nell'ambito delle convenzioni. Ogni anno, il 31 ottobre, in tutti i paesi della regione del Mar Nero si celebra la Giornata internazionale del Mar Nero.

Quanti anni ha il Mar Nero?

Per decine di milioni di anni, dove ora si trovano l'Europa meridionale e il Nord Africa, dall'Oceano Atlantico all'Oceano Pacifico, l'Oceano Tetide si è riversato sul pianeta. Circa otto milioni di anni fa, il suo enorme specchio cominciò a rompersi, e i Balcani e i Carpazi, la Crimea e il Caucaso emersero dal basso sotto forma di giovani montagne in crescita. Gli scienziati ritengono che durante lo sviluppo la crosta terrestre il bacino idrico di cui stiamo parlando si fondeva due volte con il Mar Mediterraneo e tre volte con il Mar Caspio. Sono passati solo 6-7 millenni da quando il Mar Nero ha finalmente acquisito il suo aspetto moderno.

Qual è la profondità del Mar Nero?

Questo è uno dei mari interni più profondi. Contiene sei volte più acqua del Mar Caspio e sedici volte più del Mar Baltico, sebbene le aree di tutti e tre i serbatoi siano approssimativamente le stesse. La profondità media del Mar Nero è di 1280 m, quella maggiore (osservata vicino alla costa turca, nella regione di Sinop) è di 2245 m La costa più dolce si trova nella parte settentrionale, vicino a Odessa e alla Crimea nord-occidentale. Sulle spiagge di Evpatoria potete camminare lungo la sabbia e raggiungere la boa. Baie così poco profonde sembrano create appositamente per coloro che stanno appena imparando a nuotare.

Da dove viene il vento peggiore?

Il vento più malvagio e pericoloso sul Mar Nero è la bora di Novorossiysk. Soprattutto in inverno, con gelo e ghiaccio. Novorossiysk è chiusa da nord-est catena montuosa Varada, cioè, come se fosse protetto. Questa "protezione" inizialmente trattiene il vento da nord-est, accumulando aria fredda nella valle a forma di piattino. Ma a poco a poco la massa d'aria travolge la valle e si solleva sopra il crinale per cadere con tutta la sua forza sulla città, sulla costa, sulle barche e sulle navi nel porto e in alto mare. La tempesta strappa i tetti delle case, trasporta assi e tegole nell'aria, ribalta carri, scuote crudelmente navi che non hanno avuto il tempo di andare lontano in mare o di nascondersi in un porto sicuro. Quanti di loro si schiantarono e affondarono lì! Tempeste più o meno forti si verificano a Novorossijsk circa dieci volte l'anno. Non ci sono alberi ad alto fusto nei dintorni della città: il vento li strappa o li spezza sul nascere. Simili sfondamenti del vento da nord-est (solo con minore forza) si verificano sulla costa meridionale della Crimea. Dopo essersi accumulata ai piedi, l'aria fredda vola verso il mare attraverso i passi, inoltre, attraverso tutto in una volta, come se si riversasse attraverso gigantesche grondaie naturali. Il vento rompe le nuvole sospese sulle montagne e oscurano la volta del cielo, fuggendo attraverso il mare in uno stormo frenetico. Le montagne tennero l'assedio finché poterono, ed ecco, il vento vinse. L'acqua è calma, con leggere increspature, ma già a un chilometro dalla riva è completamente ricoperta di frangenti bianchi, e poi... Barche e battelli stanno radicati sul posto ai moli, solo i cavi di ormeggio sono tesi verso l'orizzonte . Non c'è bisogno di slegarli, e ancor di più di sedersi ai remi: li porteranno in mare aperto! Un clima così inquietante è più caratteristico del nostro inverno. Ma se accade in estate, di regola, alla fine di agosto, come se tracciasse una linea sotto il periodo migliore dell'anno: caldo, spensierato, affettuoso.

Perché le onde sono più lunghe sulle coste del Caucaso che in Crimea o in Turchia?

Sulla costa del Caucaso, soprattutto a Batumi, le onde provengono, sparpagliandosi per tutto il mare, dalla stessa Bulgaria. Per raggiungere la Crimea dalla Turchia questo percorso è quasi cinque volte più breve.

Gli tsunami accadono nel Mar Nero?

Tsunami in giapponese significa "onda nel porto". Generata da un terremoto sottomarino o da un'eruzione vulcanica, un'onda del genere si precipita verso la costa ad una velocità compresa tra 50 e 1000 km/h. In mare aperto di solito non è pericoloso, anche se cresce da 1 a 5 metri. Ma vicino alla costa, il pozzo d'acqua raggiunge i 10-15 (e talvolta 50) metri e crolla, spazzando via rocce, moli, case, alberi sul suo cammino...

Gli tsunami si sono verificati anche nel Mar Nero, sul fondo del quale c'erano e probabilmente ci saranno epicentri di terremoti. Le onde d'urto del Mar Nero raramente raggiungono anche il metro di altezza e la loro velocità media è di 120-160 km/h. Ma c'erano delle eccezioni! La cosa peggiore è nel I secolo. AC, quando morì a causa di uno tsunami, la città di Dioscuria, situata sul sito della moderna Sukhumi, fu inghiottita dal mare.

Ci sono maree nel Mar Nero?

La ragione di questi fenomeni è l'effetto gravitazionale della Luna, che si attira un po' verso se stessa massa d'acqua, passando sopra l'oceano (bassa marea), e si lascia andare nascondendosi dietro l'orizzonte (alta marea). Sulle coste degli oceani e del mare aperto il livello dell'acqua sale e scende ogni 12 ore. Il Mar Nero è nell'entroterra; i flussi e riflussi in esso sono così piccoli da essere quasi impercettibili.

Quali tempeste ci sono nel Mar Nero?

Ci sono mari che sono quasi sempre tempestosi. Queste sono le acque degli oceani tra il quarantesimo e il cinquantesimo parallelo. Dicono i marinai di quelle latitudini: gli anni Quaranta sono fatali, gli anni Cinquanta ruggiscono. Al contrario, più vicino all’equatore, l’oceano è calmo per gran parte dell’anno. Lo squadrone di Magellap attraversò il Grande Oceano per 110 giorni e non incontrò una sola tempesta. Per questo lo chiamavano Tranquillo.

Anche il Mar Nero in estate è solitamente calmo, come se fosse stato creato appositamente per nuotare. A settembre inizia a preoccuparsi e in inverno tempeste tali da piegare i pali e rompere i pilastri di cemento: devono essere riparati per ogni stagione delle vacanze. In mare aperto, le onde invernali raggiungono un'altezza di 6-7 m, e talvolta anche di più, nascondendo imbarcazioni di piccole e medie dimensioni fino agli alberi stessi, per poi lanciarle verso l'alto in modo che le eliche siano scoperte e ronzino selvaggiamente nell'aria.

Nell'inverno del 1969, una tempesta di nove punti di più giorni colpì Yalta. Le onde rompevano il molo e camminavano liberamente lungo il molo principale. Le motonavi erano in stock per le riparazioni: furono gettate in mare. Le gru a portale caddero, le rotaie con i blocchi strappati del più potente idrocemento si piegarono e si aggrovigliarono come sottili armature. Il guardiano del faro di turno non ha fatto in tempo a scendere a terra e non è stato possibile prelevarlo né con le barche né con l'elicottero. Fortunatamente, il faro è sopravvissuto. Ma le navi si staccarono dalle ancore e dalle cime di ormeggio, combatterono contro il molo e tra loro, annegarono. Il parapetto dell'argine si è rotto, nessun frangiflutti ha aiutato. Lanterne sparse, alberi e cespugli piegati sotto il peso del ghiaccio salato...

Ma il tempo passa e tutto viene dimenticato. Di nuovo la luna, il sentiero dorato, il fruscio appena udibile delle onde ai piedi degli altri. Il mare è ospitale.

Come si formano le isole vulcaniche di fango?

L'unico vero vulcano del Mar Nero eruttò nel mezzo del periodo Giurassico dell'era Mesozoica (150-160 milioni di anni fa), fu spento dal mare e formò la catena montuosa protetta Kara-Dag.

D'altra parte, i vulcani di fango funzionano, quando i gas combustibili fuoriescono dal terreno sul fondo del mare. Insieme ai gas, che a volte prendono fuoco, esce acqua che trascina con sé argilla, pietre e sabbia. Sul fondo cresce una collina con un cratere e, se la profondità in questo luogo è bassa, può sollevarsi sopra la superficie e formare un'isola di fango. I vulcani di fango che si trovano nella parte centrale del Mar Nero a sud di Sebastopoli sono troppo lontani dalla superficie (2000 m). Ma nelle acque poco profonde, nell'area dello stretto di Kerch, nello stretto stesso e nel sud del Mar d'Azov, si verificano periodici lampi di gas e si formano isole di fango. Fino a quando queste isole non verranno spazzate via dalle tempeste, possono seriamente interferire con la navigazione.

Secondo la descrizione di un testimone oculare, un accademico, il 5 settembre 1799, si verificò una terribile esplosione nel mare vicino alla città di Temryuk, si sollevò una colonna di fuoco e fumo nero, e poi un'isola di 100 m di diametro e 2 m si formò un alto spostato sulla costa, questa esplosione e l'isola ritrovata causarono un orrore mistico.

D. Tarasenko "Mosaico del Mar Nero"