Немного про "черные дыры"
Геннадий Ивченков к.т.н.
kashey@kwic.com
	Теоретически "черные дыры" были предсказаны еще в 18 веке английским астрономом Мичелом на основе корпускулярной теории Ньютона (1). Смысл заключается в том, что если есть тело, у которого вторая космическая равна или больше скорости света, то излучение такого тела не сможет выйти наружу и такое тело будет выглядеть как "черная дыра". Например, для Земли вторая космическая скорость равна 11.2 км/сек, для Солнца порядка 240 км/сек. А если тело будет радиусом в 500 солнечных и с плотностью Солнца, то вторая космическая у него достигнет С. Вторая космическая определяется по формуле: . Тогда радиус "черной дыры" будет равна:  . Далее это предположение развил Лаплас и оно получило некоторую известность. При этом считалось, что скорость распространения гравитации бесконечно большая ("дальнодействие") и такой объект сохраняет свое гравитационное поле как обычное тело и, соответственно, вокруг него могут вращаться другие объекты (звезды, планеты).
	"Другую жизнь" черные дыры получили уже в 20-м веке с подачи Эйнштейна. Согласно его Общей Теории Относительности (ОТО) гравитация - это деформация метрики пространства и черные дыры представляют собой что-то вроде воронки деформированной метрики, где световые линии являются касательными к поверхности воронки. Объяснени невыхода илучения из черных дыр весьма замуренное: при определенных величинах угол траекторий луча света - касательных к поверхности этой воронки (пространства Шварцшильда) - становятся равными 45 градусов и свет оттуда выйти, вроде бы, не может (1). Фактически этот вывод  - чисто геометрический, к физике (в отличии от решения Лапласа) отношения не имеющий. На решение задач ОТО было потрачено огромное количество труда математиков. Одним из первых был Шварцшильд, решивший уравнения ОТО для простейшего случая не вращающейся и не заряженной черной дыры. И, самое интересное то, что радиус шварцшильдовской черной дыры в точности совпал с лапласовым (). Далее релятивисты пошли вычислять характеристики дыр: вращеющихся и без заряда, заряженных и без вращения, а также для общего случая (1). Труд этих математиков был "очень огромен, не по плечу одному" и "имя им легион". Работа продолжается. Кроме того, ОТО-шники решили, что у черной дыры внешних характеристик кроме массы, момента импульса () и некого заряда быть не может (вообще-то, должен быть и линейный размер - радиус дыры). А раз есть масса, то у дыры есть и гравитация (и инерция?). А вот для решения Шварцшильда оказалось достаточно одной массы.
	Кстати, кроме корпускулярной теории черных дыр можно предложить газодинамическую. Дело в том, что сверхзвуковой поток "слепой". То есть вверх по потоку не могут распространяться возмущения так как скорость потока превышает скорость звука. И некий наблюдатель, "сидящий" в камере сгорания ракетного двигателя, не может знать, что происходит снаружи, есть ли там давление и меняется ли оно. Это является одним из важных свойств РД и газогенераторов - на их работу наружние эффекты никак не влияют.  И для такого "наблюдателя" все, что снаружи - это "черная дыра". Аналогия эта очевидна: свет это электромагнитная волна, а волны без среды не бывает, что бы не говорили релятивисты. И если скорость этой среды больше С, то вверх по потоку свет не может распространится. И вот вам черная дыра без эйнштейнов и шварцшильдов.
	Кроме того, если, согласно ОТО, скорость распространения гравитации равна С, то, сколько бы массы в ней не было, то внешних проявлений этой массы - гравитации и инерции - не может быть. Все они останутся внутри и гравитация не сможет выйти. Следствием этого является то, что черная дыра в этом случае будет являться как бы пузырем без внешнего проявления гравитации и вокруг нее не может ничего вращаться. Она может проглотить всю Вселенную, но снаружи это никак не будет заметно. Далее, если у инерции есть поле, аналогичное гравитации (это один из постулатов Эйнштейна), то оно тоже не выйдет за пределы "горизонта событий". И черная дыра принципиально не сможет набрать "массу миллиона солнечных" (то, что туда попало, исчезло). То же относится и к заряду, если скорость распространения электрического поля (не путать с электромагнитной волной) также равна С. То же относится и к моменту импульса, тем более, что вращение некого объекта никак не передается соседнему. Например, если раскрутить Луну вокруг оси, то Земля этого не почувствует, за исключением, может быть, неких приливных эффектов, к ОТО не относящихся. Но если скорость гравитации (согласно небесной механике) практически бесконечна, то такая черная дыра действительно может набрать огромную массу, которая проявится снаружи как гравитация и вокруг которой будут вращаться звезды галактик, что сейчас и наблюдается. То же относится к инерции и заряду. И, дополнительно к сказанному:  если скорость гравитации >> C, то гравитационных волн нет, так как, в частности, потому, что длина такой "волны" стремится к бесконечности. И, что регистрируют релятивисты на LIGO, непонятно.
	Кроме того, согласно современной астрофизике, все наблюдаемые эффекты (джеты и прочие) относятся к внешней оболочке дыры - ее "атмосфере", которая выше "горизонта событий". Это, опять же, связано с ее притяжением. Что там происходит, достоверно неизвестно, есть только предположения. Например, джеты из полюсов внешне напоминают торнадо - видимо линейная скорость вращения внешней оболочки близка к С и на элемент плазмы на полюсах действует момент сил, его закручивающий. При этом возникает сильнейшее магнитное поле ("катушка с током"), действующее на плазму как рельсовая пушка (похожая "пушка" на Солнце выстреливает протуберанцы в форме дуги), либо как электромагнитная пушка. Джеты, соответственно, остаются закрученными. Истечение материи из дыры возможно за счет туннельного эффекта в макромасштабе. Но это опять предположение.
	Далее, черные дыры обязаны работать как мощнейшие гравитационные линзы (согласно ОТО). Наблюдение за пространством около дыр в любом диапазоне (сейчас самые точные результаты получены в радиодиапазоне) это должно показать. И там должно быть мощнейшее линзирование даже на приличных расстояниях от дыры. И астрономы это обязаны были увидеть (если оно, конечно, есть). В центре Галактики есть сверхмассивная черная дыра Стрелец А. массой 4 миллиона солнечных и радиусом порядка  км (2). Вокруг нее вращаются звезды, например, одна из ближайших к ней S2 (120 ае), по орбите которой и определили массу черной дыры. Другая звезда S4714 приближается еще ближе до 12 ае. Угол отклонения за счет гравитационного линзирования определяется по формуле:  . Тогда угол отклонения на расстоянии 12 ае от дыры составит порядка угловых секунд или 47 угловых минут, на расстоянии 120 ае - порядка 4.7 минут, а на поверхности дыры - порядка 33 градуса. Величины очень большие и это невозможно было не заметить. То есть, наблюдаемые траектории звезд, вращающихся вокруг Стрельца А, должны были быть скорректированы с учетом гравитационного линзирования. Но ничего подобного замечено не было. Единственно что, астрономы смогли зарегистрировать, так это гравитационное покраснение упомянутых звезд.
	Вообще-то, к гравитационному линзированию есть вопроы. Например, микролинзирование от близких звезд элементарно объясняется рефракцией в их атмосферах, что, в частности, подтверждается тем, что микролинзирование не было зарегистрировано у безатмосферных объектов (белые карлики, нейтронные звезды и т.д.). А "линзирование" в галактических масштабах можно предположительно объяснить концентрацией "темной материи" вокруг центров гравитации. Науке ничего не известно о природе и характеристиках "темной материи" но астрофизики утверждают, что свет никак с ней не реагирует. А как в метагалактических масштабах? Нейтрино вот  тоже не реагирует с веществом, но если "очень захочет, то чуть чуть может".
	Недавно радиоастрономы "сфотографировали" в радиодиапазоне черную дыру в галактике Messier 87. Внешне картинка представляет собой светящийся бублик с черной дырой в середине (1). Релятивисты-астрофизики уверяют, что дыра заслоняет светящиеся объекты за ней и должна выглядеть как черная дыра. Но дело в том, что гравитационное линзирование черной дырой портит всю эту картину, например, позволяет даже видеть противоположную сторону дыры и ее светящуюся "атмосферу". Вообще-то, гравитационная линза - это сферическая градиентная внеосевая линза у которой центр закрыт телом, а коэффициент преломления зависит от расстояния до центра. Она работает как аксикон - оптический прибор, фокусом которого является линия, начинающаяся от некого начального фокуса до бесконечности (3). Так как коффициент преломления (угол отклонения луча света) вблизи "горизонта событий" очень велик, то она будет "линзировать" все объекты за ней и даже свою обратную сторону и никакой черной дыры в "бублике" не должно быть - черная дыра будет равномерно светиться как некий звездоподобный объект. Так что что-то не так, то ли с наблюдениями, то ли с интерпретацией увиденного.... 
	Но компьютеные анимации, основанные на математическом моделировании, которое, в свою очередь, основано на ОТО, дают красивые картинки с перливающимися линиями и круглым черным объектом в середине (1). Математика - великая наука, которая может доказать все, что угодно, даже то, чего нет. Тут вспоминается народная частушка: "Мама, я математика люблю. Мама, я за математика пойду. Он, путем расчетов длинных доказал, что я невинна. И за это я его люблю".  
Литература:
1. «Black hole», Wikipedia, https://en.wikipedia.org/wiki/Black_hole
2. Sagittarius A, Wikipedia,  https://en.wikipedia.org/wiki/Sagittarius_A*
3. М. И. Апенко и др, «Оптические приборы в машиностроении», Машиностроение, 1974