Datorită creșterii relativ recente a interesului pentru realizarea de filme științifice populare despre explorarea spațiului, spectatorul modern a auzit multe despre fenomene precum singularitatea sau gaura neagră. Cu toate acestea, în mod evident, filmele nu dezvăluie natura deplină a acestor fenomene și uneori chiar distorsionează teoriile științifice construite pentru un efect mai mare. Din acest motiv, ideea multor oameni moderni despre aceste fenomene este fie complet superficială, fie complet eronată. Una dintre soluțiile la problema care a apărut este acest articol, în care vom încerca să înțelegem rezultatele cercetărilor existente și să răspundem la întrebarea - ce este o gaură neagră?

În 1784, preotul și naturalistul englez John Michell a menționat pentru prima dată într-o scrisoare către Royal Society un corp masiv ipotetic care are o atracție gravitațională atât de puternică încât a doua viteză cosmică ar depăși viteza luminii. A doua viteză cosmică este viteza de care ar avea nevoie un obiect relativ mic pentru a depăși atracția gravitațională a unui corp ceresc și a părăsi orbita închisă în jurul acestui corp. Conform calculelor sale, un corp cu densitatea Soarelui și cu o rază de 500 de raze solare va avea pe suprafața sa o a doua viteză cosmică egală cu viteza luminii. În acest caz, chiar și lumina nu va părăsi suprafața unui astfel de corp și, prin urmare, acest corp va absorbi doar lumina care vine și va rămâne invizibil pentru observator - un fel de pată neagră pe fundalul spațiului întunecat.

Cu toate acestea, conceptul de corp supermasiv propus de Michell nu a atras prea mult interes până la opera lui Einstein. Amintiți-vă că acesta din urmă a definit viteza luminii ca fiind viteza limită a transferului de informații. În plus, Einstein a extins teoria gravitației pentru viteze apropiate de viteza luminii (). Ca urmare, nu mai era relevant să se aplice teoria newtoniană la găurile negre.

ecuația lui Einstein

Ca urmare a aplicării relativității generale la găurile negre și a rezolvării ecuațiilor lui Einstein, au fost dezvăluiți principalii parametri ai unei găuri negre, dintre care există doar trei: masa, sarcina electrică și momentul unghiular. Trebuie remarcată contribuția semnificativă a astrofizicianului indian Subramanyan Chandrasekhar, care a creat o monografie fundamentală: „The Mathematical Theory of Black Holes”.

Astfel, soluția ecuațiilor Einstein este reprezentată de patru opțiuni pentru patru tipuri posibile de găuri negre:

• Gaură neagră fără rotație și fără încărcare - soluția lui Schwarzschild. Una dintre primele descrieri ale unei găuri negre (1916) folosind ecuațiile lui Einstein, dar fără a lua în considerare doi dintre cei trei parametri ai corpului. Soluția fizicianului german Karl Schwarzschild vă permite să calculați câmpul gravitațional extern al unui corp masiv sferic. O caracteristică a conceptului de găuri negre al omului de știință german este prezența unui orizont de evenimente și a celui din spatele acestuia. De asemenea, Schwarzschild a calculat mai întâi raza gravitațională, care a primit numele său, care determină raza sferei pe care ar fi situat orizontul evenimentelor pentru un corp cu o masă dată.
• O gaură neagră fără rotație cu o sarcină - soluția Reisner-Nordström. O soluție propusă în 1916-1918, ținând cont de posibila sarcină electrică a unei găuri negre. Această sarcină nu poate fi arbitrar de mare și este limitată din cauza repulsiei electrice care rezultă. Acesta din urmă trebuie compensat prin atracția gravitațională.
• O gaură neagră cu rotație și fără sarcină - soluția lui Kerr (1963). O gaură neagră Kerr rotativă diferă de una statică prin prezența așa-numitei ergosfere (citiți mai departe despre aceasta și despre alte componente ale unei găuri negre).
• BH cu rotație și încărcare - soluție Kerr-Newman. Această soluție a fost calculată în 1965 și este în prezent cea mai completă, deoarece ia în considerare toți cei trei parametri BH. Cu toate acestea, încă se presupune că găurile negre din natură au o încărcătură nesemnificativă.

Formarea unei găuri negre

Există mai multe teorii despre modul în care se formează și apare o gaură neagră, dintre care cea mai faimoasă este apariția unei stele cu masă suficientă ca urmare a colapsului gravitațional. O astfel de compresie poate pune capăt evoluției stelelor cu o masă mai mare de trei mase solare. După terminarea reacțiilor termonucleare în interiorul unor astfel de stele, ele încep să se micșoreze rapid într-una superdensă. Dacă presiunea gazului unei stele neutronice nu poate compensa forțele gravitaționale, adică masa stelei depășește așa-numita. Limita Oppenheimer-Volkov, apoi colapsul continuă, drept urmare materia este comprimată într-o gaură neagră.

Al doilea scenariu care descrie nașterea unei găuri negre este comprimarea gazului protogalactic, adică gazul interstelar care se află în stadiul de transformare într-o galaxie sau într-un fel de cluster. În cazul presiunii interne insuficiente pentru a compensa aceleași forțe gravitaționale, poate apărea o gaură neagră.

Alte două scenarii rămân ipotetice:

• Ca urmare, apariția unei găuri negre - așa-numita. găuri negre primordiale.
• Apariția ca urmare a reacțiilor nucleare la energii mari. Un exemplu de astfel de reacții sunt experimentele pe colisionare.

Structura și fizica găurilor negre

Structura unei găuri negre după Schwarzschild include doar două elemente care au fost menționate mai devreme: singularitatea și orizontul evenimentelor unei găuri negre. Vorbind pe scurt despre singularitate, se poate observa că este imposibil să se tragă o linie dreaptă prin ea și, de asemenea, că majoritatea teoriilor fizice existente nu funcționează în interiorul ei. Astfel, fizica singularității rămâne un mister pentru oamenii de știință de astăzi. gaură neagră - acesta este un fel de graniță, trecere pe care, un obiect fizic își pierde capacitatea de a se întoarce înapoi dincolo de el și fără echivoc „cădea” în singularitatea unei găuri negre.

Structura unei găuri negre devine ceva mai complicată în cazul soluției Kerr, și anume, în prezența rotației BH. Soluția lui Kerr implică faptul că gaura are o ergosferă. Ergosferă - o anumită zonă situată în afara orizontului evenimentelor, în interiorul căreia toate corpurile se mișcă în direcția de rotație a găurii negre. Această zonă nu este încă incitantă și este posibil să o părăsești, spre deosebire de orizontul evenimentului. Ergosfera este probabil un fel de analog al unui disc de acreție, care reprezintă o substanță care se rotește în jurul corpurilor masive. Dacă o gaură neagră statică Schwarzschild este reprezentată ca o sferă neagră, atunci gaura neagră Kerry, datorită prezenței unei ergosfere, are forma unui elipsoid oblat, în forma căruia am văzut adesea găuri negre în desene, în vechile filme sau jocuri video.

• Cât cântărește o gaură neagră? - Cel mai mare material teoretic despre aspectul unei găuri negre este disponibil pentru scenariul apariției sale ca urmare a prăbușirii unei stele. În acest caz, masa maximă a unei stele neutronice și masa minimă a unei găuri negre sunt determinate de limita Oppenheimer-Volkov, conform căreia limita inferioară a masei BH este de 2,5 - 3 mase solare. Cea mai grea gaură neagră descoperită vreodată (în galaxia NGC 4889) are o masă de 21 de miliarde de mase solare. Cu toate acestea, nu trebuie să uităm de găurile negre, rezultate ipotetic din reacții nucleare la energii mari, precum cele de la colisionare. Masa unor astfel de găuri negre cuantice, cu alte cuvinte „găuri negre Planck” este de ordinul , și anume 2 10 −5 g.
• Dimensiunea găurii negre. Raza minimă BH poate fi calculată din masa minimă (2,5 - 3 mase solare). Dacă raza gravitațională a Soarelui, adică zona în care s-ar afla orizontul evenimentelor, este de aproximativ 2,95 km, atunci raza minimă a unui BH de 3 mase solare va fi de aproximativ nouă kilometri. Astfel de dimensiuni relativ mici nu se potrivesc în cap când vine vorba de obiecte masive care atrag totul în jur. Cu toate acestea, pentru găurile negre cuantice, raza este de -10 -35 m.
• Densitatea medie a unei găuri negre depinde de doi parametri: masă și rază. Densitatea unei găuri negre cu o masă de aproximativ trei mase solare este de aproximativ 6 10 26 kg/m³, în timp ce densitatea apei este de 1000 kg/m³. Cu toate acestea, astfel de găuri negre mici nu au fost găsite de oamenii de știință. Majoritatea BH-urilor detectate au mase mai mari de 105 mase solare. Există un model interesant conform căruia, cu cât gaura neagră este mai masivă, cu atât densitatea acesteia este mai mică. În acest caz, o modificare a masei cu 11 ordine de mărime implică o modificare a densității cu 22 de ordine de mărime. Astfel, o gaură neagră cu o masă de 1 ·10 9 mase solare are o densitate de 18,5 kg/m³, care este cu o densitate mai mică decât densitatea aurului. Iar găurile negre cu o masă mai mare de 10 10 mase solare pot avea o densitate medie mai mică decât densitatea aerului. Pe baza acestor calcule, este logic să presupunem că formarea unei găuri negre are loc nu datorită comprimării materiei, ci ca urmare a acumulării unei cantități mari de materie într-un anumit volum. În cazul găurilor negre cuantice, densitatea acestora poate fi de aproximativ 10 94 kg/m³.
• Temperatura unei găuri negre este, de asemenea, invers proporțională cu masa acesteia. Această temperatură este direct legată de . Spectrul acestei radiații coincide cu spectrul unui corp complet negru, adică un corp care absoarbe toată radiația incidentă. Spectrul de radiații al unui corp negru depinde doar de temperatura acestuia, apoi temperatura unei găuri negre poate fi determinată din spectrul de radiații Hawking. După cum am menționat mai sus, această radiație este cu atât mai puternică, cu atât mai mică este gaura neagră. În același timp, radiația Hawking rămâne ipotetică, deoarece nu a fost încă observată de astronomi. De aici rezultă că dacă radiația Hawking există, atunci temperatura BH-urilor observate este atât de scăzută încât nu permite detectarea radiației indicate. Conform calculelor, chiar și temperatura unei găuri cu o masă de ordinul masei Soarelui este neglijabil de mică (1 ·10 -7 K sau -272°C). Temperatura găurilor negre cuantice poate atinge aproximativ 10 12 K, iar prin evaporarea lor rapidă (aproximativ 1,5 min.), astfel de găuri negre pot emite energie de ordinul a zece milioane de bombe atomice. Dar, din fericire, crearea unor astfel de obiecte ipotetice va necesita energie de 10 14 ori mai mare decât cea obținută astăzi la Large Hadron Collider. În plus, astfel de fenomene nu au fost niciodată observate de astronomi.

Din ce este făcut un CHD?

O altă întrebare îi îngrijorează atât pe oamenii de știință, cât și pe cei care sunt pur și simplu pasionați de astrofizică - în ce constă o gaură neagră? Nu există un singur răspuns la această întrebare, deoarece nu este posibil să privim dincolo de orizontul evenimentelor din jurul vreunei găuri negre. În plus, așa cum am menționat mai devreme, modelele teoretice ale unei găuri negre oferă doar 3 dintre componentele sale: ergosfera, orizontul evenimentelor și singularitatea. Este logic să presupunem că în ergosferă există doar acele obiecte care au fost atrase de gaura neagră și care se învârt acum în jurul ei - diferite tipuri de corpuri cosmice și gaz cosmic. Orizontul evenimentelor este doar o graniță subțire implicită, odată dincolo de care, aceleași corpuri cosmice sunt atrase irevocabil către ultima componentă principală a găurii negre - singularitatea. Natura singularității nu a fost studiată astăzi și este prea devreme să vorbim despre compoziția sa.

Conform unor ipoteze, o gaură neagră poate consta din neutroni. Dacă urmărim scenariul apariției unei găuri negre ca urmare a comprimării unei stele într-o stea neutronică cu comprimarea sa ulterioară, atunci, probabil, partea principală a găurii negre este formată din neutroni, dintre care steaua neutronică. constă în sine. Cu cuvinte simple: Când o stea se prăbușește, atomii ei sunt comprimați în așa fel încât electronii se combină cu protonii, formând astfel neutroni. O astfel de reacție are loc într-adevăr în natură, odată cu formarea unui neutron, are loc emisia de neutrini. Totuși, acestea sunt doar presupuneri.

Ce se întâmplă dacă cazi într-o gaură neagră?

Căderea într-o gaură neagră astrofizică duce la întinderea corpului. Luați în considerare un astronaut ipotetic sinucigaș care se îndreaptă într-o gaură neagră purtând nimic altceva decât un costum spațial, cu picioarele înainte. Trecând orizontul evenimentelor, astronautul nu va observa nicio schimbare, în ciuda faptului că nu mai are ocazia să se întoarcă. La un moment dat, astronautul va ajunge într-un punct (puțin în spatele orizontului evenimentelor) în care va începe să aibă loc deformarea corpului său. Deoarece câmpul gravitațional al unei găuri negre este neuniform și este reprezentat de un gradient de forță care crește spre centru, picioarele astronautului vor fi supuse unui efect gravitațional semnificativ mai mare decât, de exemplu, capul. Apoi, din cauza gravitației, sau mai degrabă, a forțelor mareelor, picioarele vor „cădea” mai repede. Astfel, corpul începe să se întindă treptat în lungime. Pentru a descrie acest fenomen, astrofizicienii au venit cu un termen destul de creativ - spaghetificare. Întinderea ulterioară a corpului îl va descompune probabil în atomi, care, mai devreme sau mai târziu, vor ajunge la o singularitate. Se poate doar ghici ce va simți o persoană în această situație. Este de remarcat faptul că efectul de întindere a corpului este invers proporțional cu masa găurii negre. Adică, dacă un BH cu masa a trei Sori întinde/rupe instantaneu corpul, atunci gaura neagră supermasivă va avea forțe de maree mai mici și, există sugestii că unele materiale fizice ar putea „tolera” o astfel de deformare fără a-și pierde structura.

După cum știți, în apropierea obiectelor masive, timpul curge mai lent, ceea ce înseamnă că timpul pentru un astronaut sinucigaș va curge mult mai lent decât pentru pământeni. În acest caz, poate că va supraviețui nu numai prietenilor săi, ci și Pământului însuși. Vor fi necesare calcule pentru a determina cât de mult timp va încetini pentru un astronaut, dar din cele de mai sus se poate presupune că astronautul va cădea în gaura neagră foarte încet și poate pur și simplu să nu trăiască pentru a vedea momentul în care corpul său începe să se deformeze. .

Este de remarcat faptul că, pentru un observator din afară, toate corpurile care au zburat până la orizontul evenimentelor vor rămâne la marginea acestui orizont până când imaginea lor va dispărea. Motivul acestui fenomen este deplasarea gravitațională spre roșu. Simplificând oarecum, putem spune că lumina care cade pe corpul unui astronaut sinucigaș „înghețat” la orizontul evenimentului își va schimba frecvența datorită timpului său încetinit. Pe măsură ce timpul trece mai încet, frecvența luminii va scădea și lungimea de undă va crește. Ca urmare a acestui fenomen, la ieșire, adică pentru un observator extern, lumina se va deplasa treptat către frecvența joasă - roșu. Va avea loc o schimbare a luminii de-a lungul spectrului, pe măsură ce astronautul sinucigaș se îndepărtează din ce în ce mai mult de observator, deși aproape imperceptibil, iar timpul lui curge din ce în ce mai lent. Astfel, lumina reflectată de corpul său va depăși în curând spectrul vizibil (imaginea va dispărea), iar în viitor corpul astronautului poate fi surprins doar în regiunea infraroșu, mai târziu în regiunea radiofrecvenței, și ca urmare, radiația va fi complet evazivă.

În ciuda a ceea ce s-a scris mai sus, se presupune că în găurile negre supermasive foarte mari, forțele mareelor ​​nu se schimbă atât de mult cu distanța și acționează aproape uniform asupra corpului în cădere. Într-un astfel de caz, nava spațială în cădere și-ar păstra structura. Apare o întrebare rezonabilă - unde duce o gaură neagră? La această întrebare se poate răspunde prin munca unor oameni de știință, legând două astfel de fenomene precum găurile de vierme și găurile negre.

În 1935, Albert Einstein și Nathan Rosen, ținând cont, au înaintat o ipoteză despre existența așa-numitelor găuri de vierme, conectând două puncte de spațiu-timp prin locuri cu curbură semnificativă a acestora din urmă - podul Einstein-Rosen. sau gaura de vierme. Pentru o curbură atât de puternică a spațiului, vor fi necesare corpuri cu o masă gigantică, cu rolul cărora găurile negre ar face față perfect.

Podul Einstein-Rosen este considerat o gaură de vierme impenetrabilă, deoarece este mic și instabil.

O gaură de vierme traversabilă este posibilă în cadrul teoriei găurilor albe și negre. Unde gaura albă este rezultatul informațiilor care au căzut în gaura neagră. Gaura albă este descrisă în cadrul relativității generale, dar astăzi rămâne ipotetică și nu a fost descoperită. Un alt model de gaură de vierme a fost propus de oamenii de știință americani Kip Thorne și studentul său absolvent Mike Morris, care poate fi acceptabil. Totuși, ca și în cazul găurii de vierme Morris-Thorne, la fel și în cazul găurilor albe și negre, posibilitatea de deplasare necesită existența așa-numitei materii exotice, care are energie negativă și rămâne totodată ipotetică.

Găuri negre în univers

Existența găurilor negre a fost confirmată relativ recent (septembrie 2015), dar înainte de acel moment exista deja o mulțime de material teoretic despre natura găurilor negre, precum și multe obiecte candidate pentru rolul unei găuri negre. În primul rând, ar trebui să țineți cont de dimensiunile găurii negre, deoarece însăși natura fenomenului depinde de ele:

• gaura neagră de masă stelară. Astfel de obiecte se formează ca urmare a prăbușirii unei stele. După cum am menționat mai devreme, masa minimă a unui corp capabil să formeze o astfel de gaură neagră este de 2,5 - 3 mase solare.
• Găuri negre de masă intermediară. Un tip condiționat intermediar de găuri negre care au crescut din cauza absorbției obiectelor din apropiere, cum ar fi acumulări de gaze, o stea vecină (în sisteme de două stele) și alte corpuri cosmice.
• Gaura neagra supermasiva. Obiecte compacte cu 10 5 -10 10 mase solare. Proprietățile distinctive ale unor astfel de BH sunt paradoxal densitatea scăzută, precum și forțele slabe de maree, care au fost discutate mai devreme. Este această gaură neagră supermasivă din centrul galaxiei noastre Calea Lactee (Săgetător A*, Sgr A*), precum și majoritatea celorlalte galaxii.

Candidații pentru CHD

Cea mai apropiată gaură neagră, sau mai degrabă un candidat pentru rolul unei găuri negre, este un obiect (V616 Unicorn), care se află la o distanță de 3000 de ani lumină de Soare (în galaxia noastră). Este format din două componente: o stea cu o masă de jumătate din masa solară, precum și un corp mic invizibil, a cărui masă este de 3 - 5 mase solare. Dacă acest obiect se dovedește a fi o mică gaură neagră de masă stelară, atunci de dreapta va fi cea mai apropiată gaură neagră.

După acest obiect, a doua cea mai apropiată gaură neagră este Cyg X-1 (Cyg X-1), care a fost primul candidat pentru rolul unei găuri negre. Distanța până la acesta este de aproximativ 6070 de ani lumină. Destul de bine studiat: are o masă de 14,8 mase solare și o rază a orizontului de evenimente de aproximativ 26 km.

Potrivit unor surse, un alt candidat cel mai apropiat pentru rolul unei găuri negre ar putea fi un corp din sistemul stelar V4641 Sagittarii (V4641 Sgr), care, conform estimărilor din 1999, era situat la o distanță de 1600 de ani lumină. Cu toate acestea, studiile ulterioare au mărit această distanță de cel puțin 15 ori.

Câte găuri negre sunt în galaxia noastră?

Nu există un răspuns exact la această întrebare, deoarece este destul de dificil să le observi, iar pe parcursul întregului studiu al cerului, oamenii de știință au reușit să detecteze aproximativ o duzină de găuri negre în Calea Lactee. Fără a ne deda la calcule, observăm că în galaxia noastră există aproximativ 100 - 400 de miliarde de stele și aproximativ fiecare a miilea stea are suficientă masă pentru a forma o gaură neagră. Este probabil ca milioane de găuri negre s-ar fi putut forma în timpul existenței Căii Lactee. Deoarece este mai ușor să înregistrați găuri negre uriașe, este logic să presupunem că majoritatea BH-urilor din galaxia noastră nu sunt supermasive. Este de remarcat faptul că cercetările NASA din 2005 sugerează prezența unui întreg roi de găuri negre (10-20 mii) care orbitează în jurul centrului galaxiei. În plus, în 2016, astrofizicienii japonezi au descoperit un satelit masiv în apropierea obiectului * - o gaură neagră, nucleul Căii Lactee. Datorită razei mici (0,15 ani lumină) a acestui corp, precum și a masei sale uriașe (100.000 de mase solare), oamenii de știință sugerează că acest obiect este și o gaură neagră supermasivă.

Miezul galaxiei noastre, gaura neagră a Căii Lactee (Săgetător A*, Sgr A* sau Săgetător A*) este supermasiv și are o masă de 4,31 10 6 mase solare și o rază de 0,00071 ani lumină (6,25 ore lumină). sau 6,75 miliarde km). Temperatura Săgetător A* împreună cu grupul din jurul său este de aproximativ 1 10 7 K.

Cea mai mare gaură neagră

Cea mai mare gaură neagră din univers pe care oamenii de știință au reușit să o detecteze este o gaură neagră supermasivă, blazarul FSRQ, în centrul galaxiei S5 0014+81, la o distanță de 1,2·10 10 ani lumină de Pământ. Conform rezultatelor preliminare ale observației, cu ajutorul observatorului spațial Swift, masa găurii negre a fost de 40 de miliarde (40 10 9) de mase solare, iar raza Schwarzschild a unei astfel de găuri a fost de 118,35 miliarde de kilometri (0,013 ani lumină). . În plus, conform calculelor, a apărut acum 12,1 miliarde de ani (1,6 miliarde de ani după Big Bang). Dacă această gaură neagră uriașă nu absoarbe materia care o înconjoară, atunci va trăi pentru a vedea epoca găurilor negre - una dintre erele în dezvoltarea Universului, în timpul căreia găurile negre vor domina în ea. Dacă nucleul galaxiei S5 0014+81 continuă să crească, atunci va deveni una dintre ultimele găuri negre care vor exista în Univers.

Celelalte două găuri negre cunoscute, deși nu sunt numite, au cea mai mare valoare pentru studiul găurilor negre, deoarece acestea au confirmat existența lor experimental și au dat, de asemenea, rezultate importante pentru studiul gravitației. Vorbim despre evenimentul GW150914, care se numește ciocnirea a două găuri negre într-una singură. Acest eveniment a permis înregistrarea.

Detectarea găurilor negre

Înainte de a lua în considerare metodele de detectare a găurilor negre, ar trebui să răspundem la întrebarea - de ce o gaură neagră este neagră? - răspunsul la acesta nu necesită cunoștințe profunde în astrofizică și cosmologie. Cert este că o gaură neagră absoarbe toată radiația care cade pe ea și nu radiază deloc, dacă nu ții cont de ipotetic. Dacă luăm în considerare acest fenomen mai detaliat, putem presupune că în interiorul găurilor negre nu există procese care să conducă la eliberarea de energie sub formă de radiație electromagnetică. Atunci, dacă gaura neagră radiază, atunci se află în spectrul Hawking (care coincide cu spectrul unui corp încălzit, absolut negru). Cu toate acestea, așa cum am menționat mai devreme, această radiație nu a fost detectată, ceea ce sugerează o temperatură complet scăzută a găurilor negre.

O altă teorie general acceptată spune că radiația electromagnetică nu este deloc capabilă să părăsească orizontul evenimentelor. Cel mai probabil fotonii (particulele de lumină) nu sunt atrași de obiecte masive, deoarece, conform teoriei, ei înșiși nu au masă. Oricum, gaura neagră încă „atrage” fotonii luminii prin distorsiunea spațiu-timpului. Dacă ne imaginăm o gaură neagră în spațiu ca un fel de depresiune pe suprafața netedă a spațiu-timpului, atunci există o anumită distanță de centrul găurii negre, apropiere de care lumina nu se va mai putea îndepărta de ea. . Adică, aproximativ vorbind, lumina începe să „cade” în „groapă”, care nici măcar nu are „fund”.

În plus, dacă luăm în considerare efectul deplasării către roșu gravitaționale, este posibil ca lumina dintr-o gaură neagră să-și piardă frecvența, deplasându-se de-a lungul spectrului către regiunea radiației cu undă lungă de frecvență joasă, până când pierde cu totul energie.

Deci, o gaură neagră este neagră și, prin urmare, greu de detectat în spațiu.

Metode de detectare

Luați în considerare metodele pe care le folosesc astronomii pentru a detecta o gaură neagră:

Pe lângă metodele menționate mai sus, oamenii de știință asociază adesea obiecte precum găurile negre și. Quazarii sunt niște acumulări de corpuri cosmice și gaze, care sunt printre cele mai strălucitoare obiecte astronomice din Univers. Deoarece au o intensitate mare a luminiscenței la dimensiuni relativ mici, există motive să credem că centrul acestor obiecte este o gaură neagră supermasivă, care atrage materia înconjurătoare spre sine. Datorită unei atracții gravitaționale atât de puternice, materia atrasă este atât de încălzită încât radiază intens. Detectarea unor astfel de obiecte este de obicei comparată cu detectarea unei găuri negre. Uneori, quasarii pot radia jeturi de plasmă încălzită în două direcții - jeturi relativiste. Motivele apariției unor astfel de jeturi (jet) nu sunt complet clare, dar ele sunt probabil cauzate de interacțiunea câmpurilor magnetice ale BH și discul de acreție și nu sunt emise de o gaură neagră directă.

Un jet în galaxia M87 lovind din centrul unei găuri negre

Rezumând cele de mai sus, ne putem imagina, de aproape: este un obiect negru sferic, în jurul căruia se rotește materia puternic încălzită, formând un disc de acreție luminos.

Fuziunea și ciocnirea găurilor negre

Unul dintre cele mai interesante fenomene din astrofizică este ciocnirea găurilor negre, care face posibilă și detectarea unor astfel de corpuri astronomice masive. Astfel de procese sunt de interes nu numai pentru astrofizicieni, deoarece au ca rezultat fenomene slab studiate de fizicieni. Cel mai clar exemplu este evenimentul menționat anterior numit GW150914, când două găuri negre s-au apropiat atât de mult încât, ca urmare a atracției gravitaționale reciproce, s-au contopit într-una singură. O consecință importantă a acestei coliziuni a fost apariția undelor gravitaționale.

Conform definiției undelor gravitaționale, acestea sunt modificări ale câmpului gravitațional care se propagă într-o manieră asemănătoare undelor din obiecte masive în mișcare. Când două astfel de obiecte se apropie unul de celălalt, ele încep să se rotească în jurul unui centru de greutate comun. Pe măsură ce se apropie unul de altul, rotația lor în jurul propriei axe crește. Similar fluctuatii variabile câmpul gravitațional la un moment dat poate forma o undă gravitațională puternică care se poate propaga în spațiu timp de milioane de ani lumină. Așadar, la o distanță de 1,3 miliarde de ani lumină, a avut loc o ciocnire a două găuri negre, care au format o undă gravitațională puternică care a ajuns pe Pământ pe 14 septembrie 2015 și a fost înregistrată de detectoarele LIGO și VIRGO.

Cum mor găurile negre?

Evident, pentru ca o gaură neagră să înceteze să mai existe, ar trebui să-și piardă toată masa. Cu toate acestea, conform definiției ei, nimic nu poate părăsi gaura neagră dacă și-a depășit orizontul de evenimente. Se știe că, pentru prima dată, fizicianul teoretician sovietic Vladimir Gribov a menționat posibilitatea emiterii de particule de către o gaură neagră în discuția sa cu un alt om de știință sovietic Yakov Zeldovich. El a susținut că, din punctul de vedere al mecanicii cuantice, o gaură neagră este capabilă să emită particule printr-un efect de tunel. Mai târziu, cu ajutorul mecanicii cuantice, și-a construit propria teorie, oarecum diferită, fizicianul teoretician englez Stephen Hawking. Puteți citi mai multe despre acest fenomen. Pe scurt, există așa-numitele particule virtuale în vid, care se nasc constant în perechi și se anihilează reciproc, fără a interacționa cu lumea înconjurătoare. Dar dacă astfel de perechi apar la orizontul de evenimente al găurii negre, atunci gravitația puternică este ipotetic capabilă să le separe, o particulă căzând în gaura neagră, iar cealaltă plecând de la gaura neagră. Și deoarece o particulă care a zburat dintr-o gaură poate fi observată și, prin urmare, are energie pozitivă, o particulă care a căzut într-o gaură trebuie să aibă energie negativă. Astfel, gaura neagră își va pierde energia și va avea loc un efect numit evaporare a găurii negre.

Conform modelelor disponibile ale unei găuri negre, așa cum am menționat mai devreme, pe măsură ce masa ei scade, radiația sa devine mai intensă. Apoi, în etapa finală a existenței unei găuri negre, când aceasta poate fi redusă la dimensiunea unei găuri negre cuantice, va elibera o cantitate imensă de energie sub formă de radiație, care poate fi echivalentă cu mii sau chiar milioane de bombe atomice. Acest eveniment amintește oarecum de explozia unei găuri negre, ca aceeași bombă. Conform calculelor, găurile negre primordiale ar fi putut fi născute în urma Big Bang-ului, iar cele dintre ele, a căror masă este de ordinul a 10 12 kg, ar fi trebuit să se evapore și să explodeze în jurul timpului nostru. Oricum ar fi, astfel de explozii nu au fost niciodată văzute de astronomi.

În ciuda mecanismului propus de Hawking pentru distrugerea găurilor negre, proprietățile radiației Hawking provoacă un paradox în cadrul mecanicii cuantice. Dacă o gaură neagră absoarbe un corp și apoi pierde masa rezultată din absorbția acestui corp, atunci indiferent de natura corpului, gaura neagră nu va diferi de ceea ce era înainte de absorbția corpului. În acest caz, informațiile despre corp se pierd pentru totdeauna. Din punct de vedere al calculelor teoretice, transformarea stării pure inițiale în starea mixtă („termică”) rezultată nu corespunde teoriei actuale a mecanicii cuantice. Acest paradox se numește uneori dispariția informațiilor într-o gaură neagră. O soluție reală la acest paradox nu a fost niciodată găsită. Opțiuni cunoscute pentru rezolvarea paradoxului:

• Incoerența teoriei lui Hawking. Aceasta implică imposibilitatea distrugerii găurii negre și creșterea constantă a acesteia.
• Prezența găurilor albe. În acest caz, informația absorbită nu dispare, ci pur și simplu este aruncată în alt Univers.
• Incoerența teoriei general acceptate a mecanicii cuantice.

Problemă nerezolvată a fizicii găurilor negre

Judecând după tot ceea ce a fost descris mai devreme, găurile negre, deși au fost studiate de o perioadă relativ lungă de timp, au încă multe caracteristici, ale căror mecanisme nu sunt încă cunoscute de oamenii de știință.

• În 1970, un om de știință englez a formulat așa-numitul. „principiul cenzurii cosmice” – „Natura detestă singularitatea goală”. Aceasta înseamnă că singularitatea se formează numai în locuri ascunse vederii, precum centrul unei găuri negre. Cu toate acestea, acest principiu nu a fost încă dovedit. Există și calcule teoretice conform cărora poate să apară o singularitate „goală”.
• Nici „teorema fără păr”, conform căreia găurile negre au doar trei parametri, nu a fost dovedită.
• O teorie completă a magnetosferei găurii negre nu a fost dezvoltată.
• Natura și fizica singularității gravitaționale nu au fost studiate.
• Nu se știe cu siguranță ce se întâmplă în stadiul final al existenței unei găuri negre și ce rămâne după dezintegrarea sa cuantică.

Fapte interesante despre găurile negre

Rezumând cele de mai sus, putem evidenția câteva interesante și caracteristici neobișnuite natura găurilor negre:

• Găurile negre au doar trei parametri: masa, sarcina electrică și momentul unghiular. Ca urmare a unui număr atât de mic de caracteristici ale acestui corp, teorema care afirmă acest lucru se numește „teorema fără păr”. De aici provine și sintagma „o gaură neagră nu are păr”, ceea ce înseamnă că două găuri negre sunt absolut identice, cei trei parametri ai lor menționați fiind aceiași.
• Densitatea găurilor negre poate fi mai mică decât densitatea aerului, iar temperatura este aproape de zero absolut. Din aceasta putem presupune că formarea unei găuri negre are loc nu datorită comprimării materiei, ci ca urmare a acumulării unei cantități mari de materie într-un anumit volum.
• Timpul pentru corpurile absorbite de găurile negre trece mult mai lent decât pentru un observator extern. În plus, corpurile absorbite sunt întinse semnificativ în interiorul găurii negre, care a fost numită spaghetificare de către oamenii de știință.
• S-ar putea să existe aproximativ un milion de găuri negre în galaxia noastră.
• Probabil că există o gaură neagră supermasivă în centrul fiecărei galaxii.
• În viitor, conform modelului teoretic, Universul va ajunge în așa-numita era a găurilor negre, când găurile negre vor deveni corpurile dominante în Univers.

Marea Neagră s-a format nu cu mult timp în urmă. Încă de acum 12 mii de ani, în acest loc era un lac cu apă dulce. Geologii de la Universitatea Columbia William Ryan și Walter Pitman leagă legenda creșterii globale a nivelului Mării Mediterane și formarea Mării Negre ca urmare a acesteia.

Esența teoriei este următoarea: nivelul Mării Mediterane a crescut din cauza topirii ghețarilor. Drept urmare, apa a țâșnit prin Bosfor și Dardanele de 200 de ori mai mult decât. Așa s-a format Marea Neagră și s-a întâmplat acum 7 mii de ani.

Apa a ajuns cu o viteză extraordinară și a inundat zilnic țărmurile de coastă cu 15 cm. Supraviețuitorii acestui teribil dezastru au povestit această poveste din generație în generație. Mai târziu, această poveste a luat contur în Noe.

Exploratorul marin Bob Ballard încearcă să găsească confirmarea teoriei pe fundul Mării Negre. Expediția Ballard din 1999 a descoperit o coastă antică. S-au găsit cochilii atât de moluște de apă dulce, cât și de apă sărată, iar datarea cu radiocarbon a acestor scoici susține teoria unui lac de apă dulce înghițit de Marea Neagră acum 7.000 de ani.

Bob Ballard a găsit rămășițele a ceea ce el crede a fi așezări umane antice în partea de jos. Există o teorie care explică abundența hidrogenului sulfurat în apa Mării Negre moarte în masă animale de apă dulce în timpul inundației. Probabil că oamenii locuiau pe țărmurile Mării Negre în acea perioadă, iar după inundație s-au mutat pentru a popula estul Europei.

Și Europa, potrivit unor oameni de știință, semăna atunci cu pădurea crepusculară din romanul lui Tolkien „Stăpânul inelelor”, deoarece la acea vreme creșteau tei de trei sute de metri pe teritoriul Europei.

Suprafața Mării Negre este de 422.000 km² (conform altor surse - 436.400 km²). Contururile Mării Negre seamănă cu un oval cu cea mai mare axă aproximativ 1150 km. Cea mai mare lungime a mării de la nord la sud este de 580 km. Cea mai mare adâncime este de 2210 m, media este de 1240 m.

Marea spală țărmurile Rusiei, Ucrainei, României, Bulgariei, Turciei și Georgiei. Pe coasta de nord-est a Mării Negre există un nerecunoscut educație publică Abhazia.

O trăsătură caracteristică a Mării Negre este absența completă (cu excepția unui număr de bacterii anaerobe) a vieții la adâncimi peste 150-200 m din cauza saturației straturilor de apă adâncă cu hidrogen sulfurat. Marea Neagră este o zonă importantă transport, precum și una dintre cele mai mari regiuni de stațiune din Eurasia.

În plus, Marea Neagră păstrează o importanță strategică și militară importantă. Principalele baze militare ale Flotei Ruse de la Marea Neagră sunt situate în Sevastopol și Novorossiysk.

Numele grecesc antic al mării este Pont Aksinsky (greacă Πόντος Ἄξενος, „Marea neospitalieră”). În „Geografia” lui Strabon se presupune că marea a primit un astfel de nume din cauza dificultăților de navigație, precum și a triburilor ostile sălbatice care locuiesc pe țărmurile ei. Mai târziu, după dezvoltarea cu succes a coastei de către coloniștii greci, marea a devenit cunoscută sub numele de Pontus Euxinus (greacă Πόντος Εὔξενος, „Marea ospitalieră”). Totuși, Strabon (1.2.10) menționează că în antichitate Marea Neagră era numită și simplu „marea” (pontos).

LA Rusia antică Secolele X-XVI în anale exista numele „Marea Rusiei”, în unele surse marea este numită „Scythian”. Numele modern „Marea Neagră” și-a găsit reflectarea corespunzătoare în majoritatea limbilor: greacă. Μαύρη θάλασσα, Bolg. Marea Neagră, marfă. შავი ზღვა, rom. Marea Neagră, engleză. Tur la Marea Neagră Karadeniz, ucraineană Chorne mai mult și altele. Cele mai vechi surse care menționează acest nume datează din secolul al XIII-lea, dar există anumite semne că a fost folosit mai devreme. Există o serie de ipoteze cu privire la motivele apariției unui astfel de nume:

Turcii și alți cuceritori, care au încercat să cucerească populația de pe coasta mării, au întâmpinat o respingere aprigă din partea circasienilor, adigilor și a altor triburi, pentru care au numit marea Karadengiz - Neagră, neospitalieră.

Un alt motiv, potrivit unor cercetători, poate fi faptul că în timpul furtunilor apa din mare se întunecă foarte tare. Cu toate acestea, furtunile din Marea Neagră nu sunt foarte dese, iar apa se întunecă în timpul furtunilor în toate mările pământului. O altă ipoteză a originii numelui se bazează pe faptul că obiectele metalice (de exemplu, ancore), coborâte în apa mării mai mult de 150 m pentru o lungă perioadă de timp, au fost acoperite cu un strat negru datorită acțiunii hidrogenului sulfurat. .

O altă ipoteză este legată de desemnarea „culoare” a punctelor cardinale adoptată într-un număr de țări asiatice, unde „negru” desemna nordul, respectiv Marea Neagră - marea de nord.

Una dintre cele mai frecvente ipoteze este presupunerea că numele este asociat cu amintirile străpungerii Bosforului în urmă cu 7500-5000 de ani, care a dus la o creștere catastrofală a nivelului mării cu aproape 100 de metri, care a dus, la rândul său, la inundarea o zonă vastă de raft și formarea Mării Azov .

Există o legendă turcească conform căreia o sabie eroică se odihnește în apele Mării Negre, care a fost aruncată acolo la cererea vrăjitorului pe moarte Ali. Din această cauză, marea este îngrijorată, încercând să arunce arme mortale din adâncurile ei și este vopsită în negru.

Țărmurile Mării Negre sunt abia indentate și în principal în partea de nord. Singura peninsula mare este Crimeea. Cele mai mari golfuri: Yagorlytsky, Tendrovsky, Dzharylgachsky, Karkinitsky, Kalamitsky și Feodosia în Ucraina, Varna și Burgassky în Bulgaria, Sinopsky și Samsunsky - pe coasta de sud a mării, în Turcia. În nord și nord-vest, estuarele se revarsă la confluența râurilor. Lungimea totală a coastei este de 3400 km.

O serie de secțiuni ale coastei mării își au propriile nume: coasta de sud a Crimeei în Ucraina, coasta Mării Negre a Caucazului în Rusia, coasta Rumeli și coasta Anatoliei în Turcia. În vest și nord-vest, coastele sunt joase, abrupte pe alocuri; în Crimeea - în mare parte joase, cu excepția coastelor muntoase sudice. Pe țărmurile estice și sudice, pintenii munților Caucaz și Pontici se apropie de mare.

Există puține insule în Marea Neagră. Cele mai mari sunt Berezan și Serpentine (ambele cu o suprafață de mai puțin de 1 km²).

Următoarele râuri cele mai mari se varsă în Marea Neagră: Dunărea, Nipru, Nistru, precum și cele mai mici Mzymta, Bzyb, Rioni, Kodor (Kodori), Inguri (în estul mării), Chorokh, Kyzyl-Irmak , Ashli-Irmak, Sakarya (în sud), Southern Bug (în nord). Marea Neagră umple o depresiune izolată situată între sud-estul Europei și peninsula Asia Mică. Această depresiune s-a format în epoca miocenă, în procesul de construcție activă a munților, care a împărțit anticul Ocean Tethys în mai multe rezervoare separate (din care, pe lângă Marea Neagră, s-au format ulterior Mările Azov, Aral și Caspică).

Una dintre ipotezele originii Mării Negre (în special, concluziile participanților la expediția oceanografică internațională pe nava științifică „Akvanavt” în 1993) spune că acum 7500 de ani era cel mai adânc lac de apă dulce de pe pământ, nivelul era cu peste o sută de metri mai jos decât cel modern. La sfârșitul erei glaciare, nivelul Oceanului Mondial a crescut și istmul Bosfor a fost spart. Un total de 100 de mii de km² (cel mai fertil teren deja cultivat de oameni) au fost inundați. Inundarea acestor teritorii vaste poate să fi devenit prototipul mitului Potopului. Apariția Mării Negre, conform acestei ipoteze, ar fi fost însoțită de moartea în masă a întregii lumi vii de apă dulce a lacului, al cărei produs de descompunere - hidrogen sulfurat - atinge concentrații mari la fundul mării.

Depresiunea Mării Negre este formată din două părți - vestică și estică, separate printr-o ridicare, care este o continuare naturală a peninsulei Crimeea. Partea de nord-vest a mării este caracterizată de o bandă de raft relativ largă (până la 190 km). Coasta de sud (aparținând Turciei) și cea de est (Georgia) sunt mai abrupte, banda de raft nu depășește 20 km și este indentată de o serie de canioane și depresiuni. Adâncimile în largul coastei Crimeei și a coastei Mării Negre din Caucaz cresc extrem de rapid, atingând cote de peste 500 m deja la câțiva kilometri de coastă. Marea atinge adâncimea maximă (2210 m) în partea centrală, la sud de Yalta.

Ca parte din stânci, îndoind fundul mării, în zona de coastă predomină depozitele cu granulație grosieră: pietricele, pietriș, nisip. La distanță de coastă, acestea sunt înlocuite cu nisipuri cu granulație fină și nămol. În partea de nord-vest a Mării Negre, roca scoici este răspândită; pentru versantul și albia bazinului mării sunt frecvente scurgerile pelitice.

Printre principalele minerale, a căror zăcăminte se află pe fundul mării: petrol și gaze naturale pe raftul de nord-vest; plaseri de coastă ai nisipurilor titanomagnetite (Peninsula Taman, coasta Caucazului). Marea Neagră este cel mai mare corp de apă meromictic (cu niveluri de apă neamestecate) din lume. Stratul superior de apă (mixolimnion), care se află la o adâncime de 150 m, este mai rece, mai puțin dens și mai puțin salin, saturat cu oxigen, este separat de stratul inferior, mai cald, sărat și dens (monimolimnion) saturat cu hidrogen sulfurat. printr-o chemoclină (stratul limită dintre zonele aerobe și anaerobe). Nu există o explicație unică general acceptată pentru originea hidrogenului sulfurat în Marea Neagră. Există o opinie că hidrogenul sulfurat în Marea Neagră se formează în principal ca urmare a activității vitale a bacteriilor reducătoare de sulfat, a stratificării pronunțate a apei și a schimbului vertical slab. Există, de asemenea, o teorie conform căreia hidrogenul sulfurat s-a format ca urmare a descompunerii animalelor de apă dulce care au murit în timpul pătrunderii apelor sărate mediteraneene în timpul formării Bosforului și Dardanelelor.

Unele studii din ultimii ani ne permit să vorbim despre Marea Neagră ca un rezervor gigant nu numai de hidrogen sulfurat, ci și de metan, care este cel mai probabil eliberat și în timpul activității microorganismelor, precum și din fundul mării.

Bilanțul de apă al Mării Negre constă din următoarele componente:

• precipitații atmosferice (230 km³ pe an);
• scurgere continentală (310 km³ pe an);
• afluxul de apă din Marea Azov (30 km³ pe an);
• evaporarea apei de la suprafața mării (-360 km³ pe an);
• curgerea apei prin Bosfor (-210 km³ pe an).

Cantitatea de precipitații, veniturile din Marea Azov și scurgerea râului depășește cantitatea de evaporare de la suprafață, drept urmare nivelul Mării Negre depășește nivelul Marmara. Din această cauză se formează un curent superior, îndreptat dinspre Marea Neagră prin strâmtoarea Bosfor. Curentul inferior, observat în straturile inferioare de apă, este mai puțin pronunțat și este direcționat prin Bosfor în sens opus. Interacțiunea acestor curenți susține în plus stratificarea verticală a mării și este, de asemenea, folosită de pești pentru migrarea între mări.

De remarcat că din cauza schimbului dificil de apă cu Oceanul Atlantic în Marea Neagră, practic nu există fluxuri și refluxuri.Circulația apei în mare acoperă doar stratul de apă de la suprafață. Acest strat de apă are o salinitate de aproximativ 18 ppm (în Marea Mediterană - 37 ppm) și este saturat cu oxigen și alte elemente necesare activității organismelor vii. Aceste straturi din Marea Neagră sunt supuse circulației circulare în direcție anticiclonică de-a lungul întregului perimetru al rezervorului. În același timp, în părțile de vest și de est ale mării au loc circulații de apă în direcție ciclonică. Temperatura straturilor de suprafață ale apei, în funcție de anotimp, variază între 8 și 30 °C.

Stratul inferior, din cauza saturației cu hidrogen sulfurat, nu conține organisme vii, cu excepția unui număr de bacterii anaerobe cu sulf (al căror produs este hidrogen sulfurat). Salinitatea aici crește la 22-22,5 ppm, temperatura medie este de ~8,5°C.

Clima Mării Negre, datorită poziției sale medio-continentale, este în principal continentală. Doar coasta de sud a Crimeei și coasta Mării Negre din Caucaz sunt protejate de munți de frig. vânturile nordiceși, în consecință, au un climat mediteranean blând.

Vremea peste Marea Neagră este influențată semnificativ de Oceanul Atlantic, peste care își au originea majoritatea ciclonilor, aducând vreme rea și furtuni în mare. Pe coasta de nord-est a mării, în special în regiunea Novorossiysk, munții joase nu reprezintă un obstacol în calea maselor de aer nordic rece, care, trecând peste ele, provoacă un vânt rece puternic (bora), locuitorii locali îl numesc Nord-Ost. Vânturile de sud-vest aduc de obicei mase de aer mediteranean cald și destul de umed în regiunea Mării Negre. Ca urmare, cea mai mare parte a zonei maritime este caracterizata de ierni calde, umede si veri calde si uscate.

Temperatura medie din ianuarie în partea de nord a Mării Negre este de -3 °C, dar poate scădea până la -30 °C. În teritoriile adiacente coastei de sud a Crimeei și coastei Caucazului, iernile sunt mult mai blânde: temperatura scade rar sub 0 °C. Zapada cade insa periodic in toate zonele marii. Temperatura medie în iulie în nordul mării este de 22-23°C. Temperaturi maxime nu atât de mare datorită acțiunii de înmuiere a rezervorului de apă și de obicei nu depășesc 35 °C.

Cea mai mare cantitate de precipitații din regiunea Mării Negre cade pe coasta Caucazului (până la 1500 mm pe an), cea mai mică - în partea de nord-vest a mării (aproximativ 300 mm pe an). Acoperirea norilor pentru anul este în medie de 60%, cu un maxim iarna și un minim vara.

Apele Mării Negre, de regulă, nu sunt supuse înghețului, cu excepția părții de coastă din nordul lacului de acumulare. Apele de coastă din aceste locuri îngheață până la o lună sau mai mult; estuare și râuri - până la 2-3 luni.

Flora mării include 270 de specii de alge de fund multicelulare verzi, brune, roșii (cystoseira, phyllophora, zoster, cladophora, ulva, enteromorph etc.). Fitoplanctonul Mării Negre include cel puțin șase sute de specii. Printre acestea se numără dinoflagelate - flagelate blindate (prorocentrum micans, ceratium furca, scripsiella mică Scrippsiella trochoidea etc.), dinoflagelate (dinophysis, protoperidinium, alexandrium), diverse diatomee etc. Fauna Mării Negre este vizibil mai săracă decât cea a Mediteranei. În Marea Neagră trăiesc 2,5 mii de specii de animale (dintre care 500 de specii sunt unicelulare, 160 de specii de vertebrate - pești și mamifere, 500 de specii de crustacee, 200 de specii de moluște, restul sunt nevertebrate tipuri diferite), spre comparație, în Marea Mediterană - aproximativ 9 mii de specii. Printre principalele motive pentru sărăcia relativă a lumii animale a mării: o gamă largă de salinități ale apei, moderate apă rece, prezența hidrogenului sulfurat la adâncimi mari.

În acest sens, Marea Neagră este potrivită pentru locuirea unor specii destul de nepretențioase, în toate stadiile de dezvoltare ale cărora nu sunt necesare adâncimi mari.

Pe fundul Mării Negre trăiesc scoici, stridii, pecten, precum și moluștele de pradă rapana aduse cu corăbii din Orientul Îndepărtat. Numeroși crabi trăiesc în crăpăturile stâncilor de coastă și printre pietre se află creveți, există tipuri diferite meduze (cornerot și aurelia sunt cele mai comune), anemone de mare, bureți.

Dintre peștii care se găsesc în Marea Neagră: diverse tipuri de ghioi (gobi-gobi, gobi-bici, gobi-rotund, gobi-martovik, gobi-rotan), hamsii Azov, hamsii de la Marea Neagră (hamsii), rechin-katran, lipa-glossa, cinci specii de barbun, pește albastru, merluciu (merluciu), chef de mare, chefin roșu (sultanca comună de la Marea Neagră), eglefin, macrou, stavrid negru, hering de la Marea Neagră-Azov, șprot de la Marea Neagră-Azov etc. sunt sturionii (beluga, sturionul stelat, Marea Neagră-Azov (rusă) și sturionii atlantici).

Printre peștii periculoși ai Mării Negre se numără balaurul de mare (cel mai periculos este țepii otrăvitori ai înotătoarei dorsale și ai acoperirilor branhiale), Marea Neagră și peștele scorpion vizibil, raia (pisica de mare) cu vârfuri otrăvitoare pe coadă.

Dintre păsări, pescărușii, petrelii, rațele scufundătoare, cormoranii și o serie de alte specii sunt comune. Mamiferele sunt reprezentate în Marea Neagră de două specii de delfini (delfinul comun și delfinul cu bot), marsuina comună Azov-Marea Neagră (numită adesea delfinul Azov) și foca cu burtă albă.

Unele specii de animale care nu trăiesc în Marea Neagră sunt adesea aduse în ea prin Bosfor și Dardanele de curent sau înoată singure.

Istoria studiului Mării Negre a început din cele mai vechi timpuri, odată cu călătoriile grecilor, care și-au întemeiat așezările pe malul mării. Deja în secolul al IV-lea î.Hr., au fost compilate periplusuri - direcții antice de navigație ale mării. În viitor, există informații fragmentare despre călătoriile comercianților de la Novgorod și Kiev la Constantinopol.

O altă piatră de hotar pe calea explorării Mării Negre a fost călătoria navei „Krepost” de la Azov la Constantinopol în 1696. Petru I, echipând nava pentru navigație, a dat ordin să efectueze lucrări cartografice pe parcursul mișcării acesteia. . Ca urmare, a fost întocmit un „desen direct al Mării Negre de la Kerci la țarul Grad”, s-au făcut măsurători de adâncime.

Studii mai serioase despre Marea Neagră datează de la sfârșitul secolelor XVIII-XIX. În special, la începutul acestor secole, oamenii de știință ruși academicienii Peter Pallas și Middendorf au studiat proprietățile apelor și faunei Mării Negre. În 1816, a apărut o descriere a litoralului Mării Negre, realizată de F. F. Bellingshausen, în 1817 a fost emisă prima hartă a Mării Negre, în 1842 - primul atlas, în 1851 - naviga Mării Negre.

Începe sistematic cercetare științifică Marea Neagră a fost așezată de două evenimente de la sfârșitul secolului al XIX-lea - studiul curenților din Bosfor (1881-1882) și desfășurarea a două expediții oceanografice de măsurare a adâncimii (1890-1891).

O stație biologică funcționează în Sevastopol din 1871 (acum Institutul de Biologie mărilor sudice), angajat în studii sistematice ale lumii vii a Mării Negre. La sfârșitul secolului al XIX-lea, o expediție condusă de J. B. Spindler a descoperit saturația straturilor adânci ale mării cu hidrogen sulfurat; mai târziu, un membru al expediției, celebrul chimist rus N. D. Zelinsky, a dat o explicație pentru acest fenomen.

Studiul Mării Negre a continuat după Revoluția din octombrie 1917. În 1919, la Kerci a fost organizată o stație ihtiologică (transformată mai târziu în Institutul de Pescuit și Oceanografie Azov-Chernomorsk, acum Institutul de Cercetare Sudică pentru Pescuit și Oceanografie Marină (YugNIRO)). În 1929, a fost deschisă o stație hidrofizică marină în Crimeea, în Katsiveli (acum o filială a Institutului Hidrofizic Marin din Sevastopol Academia NaționalăȘtiințe ale Ucrainei).

În Rusia, principala organizație de cercetare care studiază Marea Neagră este Filiala de Sud a Institutului de Oceanologie al Academiei Ruse de Științe (Gelendzhik, Golubaya Bukhta) și o serie de altele.

Semnificația de transport a Mării Negre pentru economia statelor spălate de acest lac de acumulare este mare. Un volum semnificativ de transport maritim este alcătuit din zboruri cu tancuri care asigură exportul de petrol și produse petroliere din porturile rusești (în primul rând din Novorossiysk și Tuapse) și porturile georgiene (Batumi). Cu toate acestea, exportul de hidrocarburi este limitat în mod semnificativ de capacitatea limitată a strâmtorilor Bosfor și Dardanele. În Ilyichevsk, cel mai mare terminal petrolier a fost creat pentru a primi petrol ca parte a conductei petroliere Odessa-Brody. Există și un proiect de construcție a conductei petroliere Burgas-Alexandrupolis care ocolește strâmtoarea Mării Negre. Terminalele petroliere din Novorossiysk sunt capabile să primească supertancuri. Pe lângă petrol și produse de prelucrare a acestuia, din porturile rusești și ucrainene ale Mării Negre se exportă metale, îngrășăminte minerale, mașini și echipamente, cheresteaua, cheresteaua, cereale etc., materii prime etc. În bazinul Mării Negre. , transportul de containere este dezvoltat pe scară largă, există terminale mari de containere. Transportul este dezvoltat cu ajutorul brichetelor; Sunt operațiuni de trecere cu feribotul Ilyichevsk (Ucraina) - Varna (Bulgaria) și Ilyichevsk (Ucraina) - Batumi (Georgia). Transportul maritim de pasageri este dezvoltat și în Marea Neagră (cu toate acestea, după prăbușirea URSS, volumul acestora a scăzut semnificativ). Coridorul de transport internațional TRACECA (Transport Corridor Europa - Caucaz - Asia, Europa - Caucaz - Asia) trece prin Marea Neagră. Porturile de la Marea Neagră sunt punctele finale ale unui număr de coridoare de transport paneuropene. Cele mai mari orașe-port de la Marea Neagră: Novorossiysk, Soci, Tuapse (Rusia); Burgas, Varna (Bulgaria); Batumi, Sukhumi, Poti (Georgia); Constanta (Romania); Samsun, Trabzon (Turcia); Odesa, Ilicievsk, Iuzini, Kerci, Sevastopol, Ialta (Ucraina). Pe râul Don, care se varsă în Marea Azov, există o cale navigabilă fluvială care leagă Marea Neagră de Marea Caspică (prin Canalul de transport maritim Volga-Don și Volga), cu Marea Baltică și Marea Albă ( prin calea navigabilă Volga-Baltică și Canalul Marea Albă-Baltică) . Fluviul Dunărea este legat de Marea Nordului printr-un sistem de canale. O conductă unică de gaz de adâncime „Blue Stream” a fost instalată de-a lungul fundului Mării Negre, care leagă Rusia și Turcia. Lungimea părții subacvatice a conductei, care trece între satul Arkhipo-Osipovka de pe coasta Mării Negre din Caucaz și coasta Turciei, la 60 km de orașul Samsun, este de 396 km. Există planuri de extindere a capacității conductei de gaz prin așezarea unei ramuri suplimentare de conductă.

Următoarele tipuri de pești au importanță comercială în Marea Neagră: chefal, hamsa (hamsa), macrou, stavrid negru, biban, dorada, sturion, hering. Principalele porturi de pescuit: Odesa, Kerch, Novorossiysk etc.

În ultimii ani ai secolului XX - începutul secolului XXI, pescuitul a scăzut semnificativ din cauza pescuitului excesiv și a deteriorării stării ecologice a mării. Traularea și braconajul interzis sunt, de asemenea, o problemă semnificativă, în special pentru sturioni. Astfel, numai în a doua jumătate a anului 2005, specialiștii de la Administrația de Stat Bazinală a Mării Negre pentru Protecția Resurselor Vie Acvatice din Ucraina („Chernomorrybvod”) pe teritoriul Crimeei au descoperit 1909 de încălcări ale legislației privind protecția peștilor, au confiscat 33 de tone de pește prins de unelte de pescuit ilegale sau în locuri interzise.

Condițiile climatice favorabile din regiunea Mării Negre determină dezvoltarea acesteia ca regiune de stațiune importantă. Cele mai mari zone de stațiuni de la Marea Neagră includ: coasta de sud a Crimeei (Yalta, Alushta, Sudak, Koktebel, Feodosia) în Ucraina, coasta Mării Negre din Caucaz (Anapa, Gelendzhik, Soci) în Rusia, Pitsunda, Gagra și Batumi în Georgia, Nisipurile de Aur și Sunny Beach în Bulgaria, Mamaia, Eforie în România.

Coasta Mării Negre din Caucaz este principala regiune de stațiune Federația Rusă. În 2005 a fost vizitat de aproximativ 9 milioane de turişti; în 2006, conform previziunilor oficialilor Teritoriul Krasnodar, această regiune ar fi trebuit să fie vizitată de cel puțin 11-11,5 milioane de turiști. Pe litoralul rusesc al Mării Negre există peste 1.000 de pensiuni, sanatorie și hoteluri, iar numărul acestora este în continuă creștere. O continuare naturală a coastei rusești a Mării Negre este coasta Abhaziei, cele mai importante stațiuni dintre care Gagra și Pitsunda erau populare în perioada sovietică. Dezvoltarea industriei stațiunilor de pe coasta Mării Negre din Caucaz este constrânsă de un sezon relativ scurt (de exemplu, în comparație cu Marea Mediterană), de probleme de mediu și de transport, iar în Abhazia de incertitudinea stării sale și de amenințarea un nou izbucnire de conflict militar cu Georgia.

Litoralul Mării Negre și bazinul râurilor care se varsă în ea sunt zone cu un impact antropic ridicat, dens populate de oameni încă din cele mai vechi timpuri. Starea ecologică a Mării Negre este în general nefavorabilă.

Printre principalii factori care perturbă echilibrul în sistem ecologic mările trebuie distinse:

Poluarea puternică a râurilor care se varsă în mare, în special scurgerile din câmpurile care conțin îngrășăminte minerale, în special nitrați și fosfați. Aceasta implică refertilizarea (eutrofizarea) apelor mării și, ca urmare, creșterea rapidă a fitoplanctonului („înflorirea mării” - dezvoltarea intensivă a algelor albastre-verzi), scăderea transparenței apei și moartea alge pluricelulare.

Poluarea apelor cu petrol și produse petroliere (zonele cele mai poluate sunt partea de vest a mării, care reprezintă volumul cel mai mare traficul navelor cisterne, precum și apele portuare). Ca urmare, aceasta duce la moartea animalelor marine prinse în petele de petrol, precum și la poluarea aerului din cauza evaporării petrolului și a produselor petroliere de la suprafața apei.

Poluarea apelor mării cu deșeuri umane - deversare a apelor netratate sau insuficient tratate Ape uzate etc.

Pescuitul în masă.

Traulul de fund interzis, dar folosit pe scară largă, distrugând biocenozele de fund.

Modificarea compoziției, scăderea numărului de indivizi și mutația lumea apei sub influența factorilor antropici (inclusiv înlocuirea speciilor native lumea naturala exotice, rezultate din impactul uman). Deci, de exemplu, conform experților din filiala Odessa a YugNIRO, în doar un deceniu (din 1976 până în 1987), populația delfinului cu nas de la Marea Neagră a scăzut de la 56 mii la șapte mii de indivizi.

Potrivit unor experți, starea ecologică a Mării Negre s-a deteriorat în ultimul deceniu, în ciuda scăderii activității economice într-un număr de țări de la Marea Neagră.

Președintele Academiei de Științe din Crimeea, Viktor Tarasenko, și-a exprimat opinia că Marea Neagră este cea mai murdară mare din lume.

Pentru protectie mediu inconjuratorîn zona Mării Negre, în 1998, a fost adoptat acordul ACCOBAMS („Acordul privind conservarea cetaceelor ​​din Marea Neagră, Marea Mediterană și Zona Atlantică adiacentă”), unde una dintre problemele principale este protecția delfinilor și a balenelor. Principalul document internațional care reglementează protecția Mării Negre este Convenția privind protecția Mării Negre împotriva poluării, semnată de șase țări ale Mării Negre - Bulgaria, Georgia, Rusia, România, Turcia și Ucraina în 1992 la București (Convenția de la București) . Tot în iunie 1994, reprezentanții Austriei, Bulgariei, Croației, Republica Cehă, Germania, Ungaria, Moldova, România, Slovacia, Slovenia, Ucraina și Uniunea Europeană, la Sofia a fost semnată Convenția de cooperare pentru protecția și dezvoltarea durabilă a fluviului Dunărea. În urma acestor acorduri, au fost înființate Comisia Mării Negre (Istanbul) și Comisia Internațională pentru Protecția Fluviului Dunărea (Viena). Aceste organisme îndeplinesc funcția de coordonare a programelor de mediu implementate în temeiul convențiilor. În fiecare an, la 31 octombrie, în toate țările din regiunea Mării Negre este sărbătorită Ziua Internațională a Mării Negre.

Câți ani are Marea Neagră?

Timp de zeci de milioane de ani, acolo unde se află acum Europa de Sud și Africa de Nord, de la Oceanul Atlantic până la Oceanul Pacific, Oceanul Tethys s-a revărsat peste planetă. În urmă cu aproximativ opt milioane de ani, oglinda sa uriașă a început să se spargă, iar Balcanii și Carpații, Crimeea și Caucazul s-au ridicat de jos sub forma unor munți tineri în creștere. Oamenii de știință cred că în timpul dezvoltării scoarței terestre, bazinul de apă, despre care vorbim, s-a contopit de două ori cu Marea Mediterană și de trei ori cu Marea Caspică. Au trecut doar 6-7 milenii de când Marea Neagră și-a dobândit în sfârșit aspectul modern.

Care este adâncimea Mării Negre?

Aceasta este una dintre cele mai adânci mări interioare. Conține de șase ori mai multă apă decât Marea Caspică și de șaisprezece ori mai multă decât Marea Baltică, deși zonele tuturor celor trei rezervoare sunt aproximativ aceleași. Adâncimea medie a Mării Negre este de 1280 m, iar cea mai mare (remarcată lângă coasta turcească, în regiunea Sinop) este de 2245 m. Cea mai blândă coastă se află în partea de nord, lângă Odesa și nord-vestul Crimeei. Pe plajele Evpatoria, te poți plimba de-a lungul nisipului și poți ajunge la geamandură. Astfel de golfuri puțin adânci par să fie special create pentru cei care tocmai învață să înoate.

De unde vine cel mai rău vânt?

Cel mai rău și periculos vânt de pe Marea Neagră este bora Novorossiysk. Mai ales iarna, pe ger și gheață. Novorossiysk este închis dinspre nord-est lanţul muntos Varada, adică parcă protejat. Această „protecție” reține inițial vântul de nord-est, acumulând aer rece în valea în formă de farfurioară. Dar, treptat, masa de aer copleșește valea și se ridică deasupra crestei pentru a cădea cu toată puterea asupra orașului, pe coastă, pe bărci și corăbii în port și în marea liberă. Furtuna smulge acoperișurile caselor, poartă scânduri și țigle prin aer, răstoarnă vagoane, zguduie crunt nave care nu au avut timp să meargă departe în mare sau să se ascundă într-un port sigur. Câți dintre ei s-au prăbușit și s-au scufundat acolo! În Novorossiysk apar furtuni mai mult sau mai puțin severe de aproximativ zece ori pe an. Nu sunt copaci înalți în vecinătatea orașului: vântul îi smulge sau îi sparge în boboc. Descoperiri similare ale vântului de nord-est (numai cu o forță mai mică) au loc pe coasta de sud a Crimeei. Acumulându-se la poalele dealurilor, aerul rece zboară spre mare prin trecători, în plus, prin toate deodată, ca și cum ar fi revărsat prin jgheaburi naturale uriașe. Vântul sparge norii atârnați pe munți și aceștia întunecă bolta cerului, fugind peste mare într-o turmă frenetică. Munții au ținut asediul cât au putut și iată că vântul a câștigat. Apa este calmă, cu ondulații ușoare, dar deja la un kilometru de țărm este complet acoperită cu spărgătoare albe, iar apoi... Bărcile și bărcile stau înrădăcinate la fața locului de la chei, doar cablurile de acostare sunt întinse spre orizont. . Nu e nevoie să-i dezlegeți, și cu atât mai mult să vă așezați la vâsle: îi vor duce în mare deschisă! O astfel de vreme de rău augur este mai caracteristică iernii noastre. Dar dacă se întâmplă vara, atunci, de regulă, la sfârșitul lunii august, ca și cum ar fi tras o linie sub cea mai bună perioadă a anului - cald, fără griji, afectuos.

De ce valurile sunt mai lungi pe coastele Caucazului decât în ​​Crimeea sau Turcia?

Pe coasta Caucazului, mai ales la Batumi, valurile vin, risipindu-se prin toata marea, chiar din Bulgaria. Până în Crimeea din Turcia, această cale este de aproape cinci ori mai scurtă.

Se întâmplă tsunami în Marea Neagră?

Tsunami în japoneză înseamnă „val în port”. Generat de un cutremur subacvatic sau de o erupție vulcanică, un astfel de val se îndreaptă spre coastă cu o viteză de 50 până la 1000 km/h. În oceanul deschis, de obicei nu este periculos, deși crește de la 1 m la 5 m. Dar lângă coastă, puțul de apă ajunge la 10-15 (și uneori 50) de metri și se prăbușește, măturând stâncile, digurile, casele, copacii în cale...

În Marea Neagră au avut loc și tsunami, în fundul căreia au fost și probabil vor fi epicentre de cutremure. Undele de șoc din Marea Neagră ating rar chiar și un metru înălțime, iar viteza lor medie este de 120-160 km/h. Dar au fost excepții! Cel mai rău lucru este în secolul I. î.Hr., când a murit în urma unui tsunami, orașul Dioscuria, situat pe locul modernului Sukhumi, a fost înghițit de mare.

Există maree în Marea Neagră?

Motivul acestor fenomene este efectul gravitațional al Lunii, care trage ușor masa de apă spre sine, trecând peste ocean (mareea joasă), și o eliberează atunci când se ascunde în spatele orizontului (mareea). Pe coastele oceanelor și mărilor deschise, nivelul apei crește și scade la fiecare 12 ore. Marea Neagră este în interior; fluxul și refluxul în el este atât de mic încât este aproape imperceptibil.

Ce furtuni sunt în Marea Neagră?

Există mări care sunt aproape întotdeauna furtunoase. Acestea sunt apele oceanelor dintre paralela patruzecea și cincizecea. Marinarii spun despre acele latitudini: anii patruzeci sunt fatali, cei cincizeci urlă. În schimb, mai aproape de ecuator, oceanul este calm în cea mai mare parte a anului. Escadrila Magellap a traversat Marele Ocean timp de 110 zile și nu a întâlnit nicio furtună. Pentru asta i-au numit Liniște.

Marea Neagră vara este, de asemenea, de obicei calmă, parcă special creată pentru înot. În septembrie începe să-și facă griji, iar iarna furtună astfel încât să îndoaie stâlpii și să spargă digurile de beton - acestea trebuie reparate pentru fiecare sezon de vacanță. În larg, valurile de iarnă ating o înălțime de 6-7 m și uneori mai mult, ascund ambarcațiunile mici și mijlocii până la catarge și apoi le aruncă în sus, astfel încât elicele să fie expuse și bâzâind sălbatic în aer.

În iarna lui 1969, o furtună de mai multe zile în nouă puncte a lovit Yalta. Valurile au spart debarcaderul și au mers liber de-a lungul debarcaderului principal. Navele cu motor erau pe stoc pentru reparații - au fost aruncate în mare. Macaralele cu portal au căzut, șinele cu blocuri rupte din cel mai puternic hidrobeton îndoite și s-au încurcat ca o armătură subțire. Farul de serviciu nu a avut timp să coboare la mal și nu a fost posibil să-l îndepărteze nici cu bărcile, nici cu elicopterul. Din fericire, farul a supraviețuit. Dar corăbiile s-au rupt de ancore și linii de acostare, s-au luptat împotriva digului și între ele, s-au înecat. Parapetul terasamentului s-a crăpat, niciun dig nu a ajutat. Lanterne împrăștiate, copaci și tufișuri aplecate sub greutatea gheții sărate...

Dar timpul trece și totul este uitat. Din nou luna, poteca aurie, foșnetul abia auzit al valurilor la picioarele celorlalți. Marea este primitoare.

Cum se formează insulele vulcanice de noroi?

Singurul vulcan adevărat din Marea Neagră a erupt la mijlocul perioadei jurasice a erei mezozoice (acum 150-160 de milioane de ani), a fost stins de mare și a format lanțul muntos protejat Kara-Dag.

Pe de altă parte, vulcanii noroioși funcționează, atunci când gazele combustibile scapă din pământ pe fundul mării. Împreună cu gazele, care uneori izbucnesc în flăcări, iese apă, antrenând argilă, pietre și nisip. Un deal cu un crater crește în partea de jos, iar dacă adâncimea în acest loc este mică, se poate ridica deasupra suprafeței și poate forma o insulă de noroi. Vulcanii noroioși găsiți în partea centrală a Mării Negre la sud de Sevastopol sunt prea departe de suprafață (2000 m). Dar în apele puțin adânci, în zona strâmtorii Kerci, în strâmtoarea însăși și în sudul Mării Azov, apar fulgerări periodice de gaze și se formează insule de noroi. Până când aceste insule sunt spălate de furtuni, ele pot interfera serios cu navigația.

Conform descrierii unui martor ocular, un academician, la 5 septembrie 1799, a avut loc o explozie groaznică în mare, lângă orașul Temryuk, o coloană de foc și fum negru s-a ridicat, apoi o insulă de 100 m diametru și 2 m. înalt s-a format, mutat pe coastă, această explozie și nou-găsita insulă au provocat groază mistică.

D. Tarasenko „Mozaicul Mării Negre”