По причине относительно недавнего роста интереса к созданию научно-популярных фильмов на тему освоения космоса современный зритель наслышан о таких явлениях как сингулярность, или черная дыра. Однако, кинофильмы, очевидно, не раскрывают всей природы этих явлений, а иногда даже искажают построенные научные теории для большей эффектности. По этой причине представление многих современных людей о указанных явлениях либо совсем поверхностно, либо вовсе ошибочно. Одним из решений возникшей проблемы является данная статья, в которой мы попытаемся разобраться в существующих результатах исследований и ответить на вопрос - что такое черная дыра?

В 1784-м году английский священник и естествоиспытатель Джон Мичелл впервые упомянул в письме Королевскому обществу некое гипотетическое массивное тело, которое имеет настолько сильное гравитационное притяжение, что вторая космическая скорость для него будет превышать скорость света. Вторая космическая скорость - это скорость, которая потребуется относительно малому объекту, чтобы преодолеть гравитационное притяжение небесного тела и выйти за пределы замкнутой орбиты вокруг этого тела. Согласно его расчетам, тело с плотностью Солнца и с радиусом в 500 солнечных радиусов будет иметь на своей поверхности вторую космическую скорость равную скорости света. В таком случае даже свет не будет покидать поверхность такого тела, а потому данное тело будет лишь поглощать поступающий свет и останется незаметным для наблюдателя - неким черным пятном на фоне темного космоса.

Однако, концепция сверхмассивного тела, предложенная Мичеллом, не привлекала к себе большого интереса, вплоть до работ Эйнштейна. Напомним, что последний определил скорость света как предельную скорость передачи информации. Кроме того, Эйнштейн расширил теорию тяготения для скоростей близких к скорости света (). В результате этого к черным дырам уже было не актуально применять ньютоновскую теорию.

Уравнение Эйнштейна

В результате применения ОТО к черным дырам и решения уравнений Эйнштейна были выявлены основные параметры черной дыры, которых всего три: масса, электрический заряд и момент импульса. Следует отметить значительный вклад индийского астрофизика Субраманьяна Чандрасекара, который создал фундаментальную монографию: «Математическая теория чёрных дыр».

Таким образом решение уравнений Эйнштейна представлено четырьмя вариантами для четырех возможных видов черных дыр:

• ЧД без вращения и без заряда - решение Шварцшильда. Одно из первых описаний черной дыры (1916 год) при помощи уравнений Эйнштейна, однако без учета двух из трех параметров тела. Решение немецкого физика Карла Шварцшильда позволяет высчитать внешнее гравитационное поле сферического массивного тела. Особенность концепции ЧД немецкого ученого состоит в наличии горизонта событий и скрывающейся за ним . Также Шварцшильд впервые вычислил гравитационный радиус, получивший его имя, определяющий радиус сферы, на которой располагался бы горизонт событий для тела с данной массой.
• ЧД без вращения с зарядом - решение Рейснера-Нордстрёма. Решение, выдвинутое в 1916-1918 годах, учитывающее возможный электрический заряд черной дыры. Данный заряд не может быть сколь угодно большим и ограничен по причине возникающего электрического отталкивания. Последнее должно компенсироваться гравитационным притяжением.
• ЧД с вращением и без заряда - решение Керра (1963 год). Вращающаяся черная дыра Керра отличается от статичной, наличием так называемой эргосферы (об этой и др. составных черной дыры - читайте далее).
• ЧД с вращением и с зарядом — Решение Керра — Ньюмена. Данное решение было вычислено в 1965-м году и на данный момент является наиболее полным, так как учитывает все три параметра ЧД. Однако, все же предполагается, что в природе черные дыры имеют несущественный заряд.

Образование черной дыры

Существует несколько теорий о том, как образуется и появляется черная дыра, наиболее известная из которых - возникновение в результате гравитационного коллапса звезды с достаточной массой. Таким сжатием может заканчиваться эволюция звезд с массой более трех масс Солнца. По завершению термоядерных реакций внутри таких звезд они начинают ускоренно сжиматься в сверхплотную . Если давление газа нейтронной звезды не может компенсировать гравитационные силы, то есть масса звезды преодолевает т.н. предел Оппенгеймера — Волкова, то коллапс продолжается, в результате чего материя сжимается в черную дыру.

Второй сценарий, описывающий рождение черной дыры - сжатие протогалактического газа, то есть межзвездного газа, находящегося на стадии превращения в галактику или какое-то скопление. В случае недостаточного внутреннего давления для компенсации тех же гравитационных сил может возникнуть черная дыра.

Два других сценария остаются гипотетическими:

• Возникновение ЧД в результате - т.н. первичные черные дыры.
• Возникновение в результате протекания ядерных реакций при высоких энергиях. Пример таких реакций - эксперименты на коллайдерах.

Структура и физика черных дыр

Структура черной дыры по Шварцшильду включает всего два элемента, о которых упоминалось ранее: сингулярность и горизонт событий черной дыры. Кратко говоря о сингулярности, можно отметить, что через нее невозможно провести прямую линию, а также, что внутри нее большинство существующих физических теорий не работают. Таким образом, физика сингулярности на сегодня остается загадкой для ученых. черной дыры - это некая граница, пересекая которую, физический объект теряет возможность вернуться обратно за ее пределы и однозначно «упадет» в сингулярность черной дыры.

Строение черной дыры несколько усложняется в случае решения Керра, а именно при наличии вращения ЧД. Решение Керра подразумевает наличие у дыры эргосферы. Эргосфера - некая область, находящаяся снаружи горизонта событий, внутри которой все тела движутся по направлению вращения черной дыры. Данную область еще не является захватывающей и ее возможно покинуть, в отличие от горизонта событий. Эргосфера, вероятно, является неким аналогом аккреционного диска, представляющего вращающееся вещество вокруг массивных тел. Если статичная черная дыра Шварцшильда представляется в виде черной сферы, то ЧД Керри, в силу наличия эргосферы, имеет форму сплюснутого эллипсоида, в виде которого мы часто видели ЧД на рисунках, в старых кинофильмах или видеоиграх.

• Сколько весит черная дыра? - Наибольший теоретический материал по возникновению черной дыры имеется для сценария ее появления в результате коллапса звезды. В таком случае максимальная масса нейтронной звезды и минимальная масса черной дыры определяется пределом Оппенгеймера — Волкова, согласно которому нижний предел массы ЧД составляет 2.5 - 3 массы Солнца. Самая тяжелая черная дыра, которую удалось обнаружить (в галактике NGC 4889) имеет массу 21 млрд масс Солнца. Однако, не стоит забывать и о ЧД, гипотетически возникающих в результате ядерных реакций при высоких энергиях, вроде тех, что на коллайдерах. Масса таких квантовых черных дыр, иначе говоря «планковских черных дыр» имеет порядок , а именно 2·10 −5 г.
• Размер черной дыры. Минимальный радиус ЧД можно вычислить из минимальной масса (2.5 - 3 массы Солнца). Если гравитационный радиус Солнца, то есть область, где находился бы горизонт событий, составляет около 2,95 км, то минимальный радиус ЧД 3-х солнечных масс будет около девяти километров. Такие относительно малые размеры не укладываются в голове, когда речь идет о массивных объектах, притягивающих все вокруг. Однако, для квантовых черных дыр радиус равен — 10 −35 м.
• Средняя плотность черной дыры зависит от двух параметров: массы и радиуса. Плотность черной дыры с массой порядка трех масс Солнца составляет около 6 ·10 26 кг/м³, тогда как плотность воды 1000 кг/м³. Однако, столь малые черные дыры не были найдены учеными. Большинство обнаруженных ЧД имеют массу более 10 5 масс Солнца. Существует интересная закономерность, согласно которой чем массивнее черная дыра, тем меньше ее плотность. При этом изменение массы на 11 порядков влечет изменение плотность на 22 порядка. Таким образом черная дыра массой 1 ·10 9 солнечных масс имеет плотность 18.5 кг/м³, что на единицу меньше плотности золота. А ЧД массой более 10 10 масс Солнца могут иметь среднюю плотность меньше плотности воздуха. Исходя из этих расчетов логично предположить, что образование черной дыры происходит не по причине сжатия вещества, а в результате накопление большого количества материи в некотором объеме. В случае с квантовыми ЧД, их плотность может составлять около 10 94 кг/м³.
• Температура черной дыры также обратно пропорционально зависит от ее массы. Данная температура непосредственно связана с . Спектр этого излучения совпадает со спектром абсолютно черного тела, то есть тела, что поглощает все падающее излучение. Спектр излучения абсолютно черного тела зависит только от его температуры, тогда температуру ЧД можно определить по спектру излучения Хокинга. Как было сказано выше, данное излучение тем мощнее, чем меньше черная дыра. При этом излучение Хокинга остается гипотетическим, так как еще не наблюдалось астрономами. Из этого следует, что если излучение Хокинга существует, то температура наблюдаемых ЧД столь мала, что не позволяет зарегистрировать указанное излучение. Согласно расчетам даже температура дыры с массой порядка массы Солнца - пренебрежительно мала (1 ·10 -7 К или -272°C). Температура же квантовых черных дыр может достигать порядка 10 12 К и при их скором испарении (около 1.5 мин.) такие ЧД могут испускать энергию порядка десяти миллионов атомных бомб. Но, к счастью, для создания таких гипотетических объектов потребуется энергия в 10 14 раз больше той, которая достигнута сегодня на Большом адронном коллайдере. Кроме того, подобные явления ни разу не наблюдались астрономами.

Из чего состоит ЧД?

Еще один вопрос волнует, как ученых, так и тех, кто просто увлекается астрофизикой — из чего состоит черная дыра? На этот вопрос нет однозначного ответа, так как за горизонт событий, окружающий любую черную дыру, заглянуть не представляется возможным. Кроме того, как уже говорилось ранее, теоретические модели черной дыры предусматривают всего 3 ее составных: эргосфера, горизонт событий и сингулярность. Логично предположить, что в эргосфере имеются лишь те объекты, которые были притянуты черной дырой, и которые теперь вращаются вокруг нее - разного рода космические тела и космический газ. Горизонт событий - лишь тонкая неявная граница, попав за которую, те же космические тела безвозвратно притягиваются в сторону последней основной составляющей ЧД - сингулярности. Природа сингулярности сегодня не изучена и о ее составе говорить еще рано.

Согласно некоторым предположениям черная дыра может состоять из нейтронов. Если следовать сценарию возникновения ЧД в следствие сжатия звезды до нейтронной звезды с последующим ее сжатием, то, вероятно, основная часть черной дыры состоит из нейтронов, из которых состоит и сама нейтронная звезда. Простыми словами: при коллапсе звезды ее атомы сжимаются таким образом, что электроны соединяются с протонами, тем самым образуя нейтроны. Подобная реакция действительно имеет место в природе, при этом с образованием нейтрона происходит излучение нейтрино. Однако, это лишь предположения.

Что будет если попасть в черную дыру?

Падение в астрофизическую черную дыру приводит к растяжению тела. Рассмотрим гипотетического космонавта-смертника, который направился в черную дыру в одном лишь скафандре ногами вперед. Пересекая горизонт событий, космонавт не заметит никаких изменений, несмотря на то, что выбраться обратно у него уже нет возможности. В некоторый момент космонавт достигнет точки (немного позади горизонта событий), в которой начнет происходить деформация его тела. Так как гравитационное поле черной дыры неоднородно и представлено возрастающим по направлению к центру градиентом силы, то ноги космонавта подвергнутся заметно большему гравитационному воздействию, чем, например, голова. Тогда за счет гравитации, вернее - приливных сил, ноги будут «падать» быстрее. Таким образом тело начинает постепенно вытягиваться в длину. Для описания подобного явления астрофизики придумали довольно креативный термин - спагеттификация. Дальнейшее растяжение тела, вероятно, разложит его на атомы, которые, рано или поздно достигнут сингулярности. О том, что будет чувствовать человек в данной ситуации - остается только гадать. Стоит отметить, что эффект растяжения тела обратно пропорционален массе черной дыры. То есть если ЧД с массой трех Солнц мгновенно растянет/разорвет тело, то сверхмассивная черная дыра будет иметь меньшие приливные силы и, есть предположения, что некоторые физические материалы могли бы «стерпеть» подобную деформацию, не потеряв свою структуру.

Как известно, вблизи массивных объектов время течет медленней, а значит время для космонавта-смертника будет течь значительно медленней, чем для землян. В таком случае, возможно, он переживет не только своих друзей, но и саму Землю. Для определения того, насколько замедлится время для космонавта потребуются расчеты, однако из вышесказанного можно предположить, что космонавт будет падать в ЧД очень медленно и, возможно, просто не доживет до того момента, когда его тело начнет деформироваться.

Примечательно, что для наблюдателя снаружи все тела, подлетевшие к горизонту событий, так и останутся у края этого горизонта до тех пор, пока не пропадет их изображение. Причиной подобного явления является гравитационное красное смещение. Несколько упрощая, можно сказать, что свет, падающий на тело космонавта-смертника «застывшего» у горизонта событий будет менять свою частоту в связи с его замедленным временем. Так как время идет медленней, то частота света будет уменьшаться, а длина волны - увеличиваться. В результате этого явления, на выходе, то есть для внешнего наблюдателя, свет постепенно будет смещаться в сторону низкочастотного - красного. Смещение света по спектру будет иметь место, так как космонавт-смертник все более удаляется от наблюдателя, хоть и практически незаметно, и его время течет все медленней. Таким образом свет, отражаемый его телом, вскоре выйдет за пределы видимого спектра (пропадет изображение), и в дальнейшем тело космонавта можно будет уловить лишь в области инфракрасного излучения, позже - в радиочастотном, и в итоге излучение и вовсе будет неуловимо.

Несмотря на написанное выше, предполагается, что в очень больших сверхмассивных черных дырах приливные силы не так сильно изменяются с расстоянием и почти равномерно действуют на падающее тело. В таком случае падающий космический корабль сохранил бы свою структуру. Возникает резонный вопрос - а куда ведет черная дыра? На этот вопрос могут ответить работы некоторых ученых, связывающий два таких явления как кротовые норы и черные дыры.

Еще в 1935-м году Альберт Эйнштейн и Натан Розен с учетом выдвинули гипотезу о существовании так называемых кротовых нор, соединяющий две точки пространства-времени путем в местах значительного искривления последнего - мост Эйнштейна-Розена или червоточина. Для столь мощного искривления пространства потребуются тела с гигантской массой, с ролью которых отлично справились бы черные дыры.

Мост Эйнштейна-Розена - считается непроходимой кротовой норой, так как имеет небольшие размеры и является нестабильной.

Проходимая кротовая дыра возможно в рамках теории черных и белых дыр. Где белая дыра является выходом информации, попавшей в черную дыру. Белая дыра описывается в рамках ОТО, однако на сегодня остается гипотетической и не была обнаружена. Еще одна модель кротовой норы предложена американскими учеными Кипом Торном и его аспирантом — Майком Моррисом, которая может быть проходимой. Однако, как в случае с червоточиной Морриса — Торна, так и в случае с черными и белыми дырами для возможности путешествия требуется существование так называемой экзотической материи, которая имеет отрицательную энергию и также остается гипотетической.

Черные дыры во Вселенной

Существование черных дыр подтверждено относительно недавно (сентябрь 2015 г.), однако до того времени существовал уже немалый теоретический материал по природе ЧД, а также множество объектов-кандидатов на роль черной дыры. Прежде всего следует учесть размеры ЧД, так как от них зависит и сама природа явления:

• Черная дыра звездной массы . Такие объекты образуются в результате коллапса звезды. Как уже упоминалось ранее, минимальная масса тела, способного образовать такую черную дыру составляет 2.5 - 3 солнечных масс.
• Черные дыры средней массы . Условный промежуточный тип черных дыр, которые увеличились за счет поглощения близлежащих объектов, вроде скопления газа, соседней звезды (в системах двух звезд) и других космических тел.
• Сверхмассивная черная дыра . Компактные объекты с 10 5 —10 10 масс Солнца. Отличительными свойствами таких ЧД является парадоксально невысокая плотность, а также слабые приливные силы, о которых говорилось ранее. Именно такая сверхмассивная черная дыра в центре нашей галактики Млечного пути (Стрелец А*, Sgr A*), а также большинстве других галактик.

Кандидаты в ЧД

Ближайшая черная дыра, а вернее кандидат на роль ЧД - объект (V616 Единорога), который расположен на расстоянии 3000 световых лет от Солнца (в нашей галактике). Он состоит из двух компонент: звезды с массой в половину солнечной массы, а также невидимого тела малых размеров, масса которого составляет 3 - 5 масс Солнца. Если данный объект окажется небольшой черной дырой звездной массы, то по праву стане ближайшей ЧД.

Следом за этим объектом второй ближайшей черной дырой является объект Лебедь X-1 (Cyg X-1), который был первым кандидатом на роль ЧД. Расстояние до него примерно 6070 световых лет. Достаточно хорошо изучен: имеет массу в 14.8 масс Солнца и радиус горизонта событий около 26 км.

По некоторым источником еще одним ближайшим кандидатом на роль ЧД может быть тело в звездной системе V4641 Sagittarii (V4641 Sgr), которая по оценкам 1999-го года располагалась на расстоянии 1600 световых лет. Однако, последующие исследования увеличили это расстояние как минимум в 15 раз.

Сколько черных дыр в нашей галактике?

На этот вопрос нет точного ответа, так как наблюдать их довольно непросто, и за все время исследования небосвода ученым удалось обнаружить около десятка черных дыр в пределах Млечного Пути. Не предаваясь расчетам, отметим, что в нашей галактике около 100 - 400 млрд звезд, и примерно каждая тысячная звезда имеет достаточно массы, чтобы образовать черную дыру. Вероятно, что за время существования Млечного Пути могли образоваться миллионы черных дыр. Так как зарегистрировать проще черные дыры огромных размеров, то логично предположить, что скорее всего большинство ЧД нашей галактики не являются сверхмассивными. Примечательно, что исследования НАСА 2005-го года предполагают наличие целого роя черных дыр (10-20 тысяч), вращающихся вокруг центра галактики. Кроме того, в 2016-м году японские астрофизики обнаружили массивный спутник вблизи объекта * — черная дыра, ядро Млечного Пути. В силу небольшого радиуса (0,15 св. лет) этого тела, а также его огромной массы (100 000 масс Солнца) ученые предполагают, что данный объект тоже является сверхмассивной черной дырой.

Ядро нашей галактики, черная дыра Млечного Пути (Sagittarius A*, Sgr A* или Стрелец А*) является сверхмассивной и имеет массу 4,31·10 6 масс Солнца, а радиус — 0,00071 световых лет (6,25 св. ч. или 6,75 млрд. км). Температура Стрельца А* вместе со скоплением около него составляет около 1·10 7 K.

Самая большая черная дыра

Самая большая черная дыра во Вселенной, которую ученым удалось обнаружить - сверхмассивная черная дыра, FSRQ блазар, в центре галактики S5 0014+81, на расстоянии 1.2·10 10 световых лет от Земли. По предварительным результатам наблюдения, при помощи космической обсерватории Swift, масса ЧД составила 40 миллиардов (40·10 9) солнечных масс, а радиус Шварцшильда такой дыры - 118,35 миллиард километров (0,013 св.лет). Кроме того, согласно подсчетам, она возникла 12,1 млрд лет назад (спустя 1,6 млрд. лет после Большого взрыва). Если данная гигантская черная дыра не будет поглощать окружающую ее материю, то доживет до эры черных дыр - одна из эпох развития Вселенной, во время которой в ней будут доминировать черные дыры. Если же ядро галактики S5 0014+81 продолжит разрастаться, то оно станет одной из последних черных дыр, которые будут существовать во Вселенной.

Другие две известные черные дыры, хоть и не имеющие собственных названий, имеют наибольшее значение для исследования черных дыр, так как подтвердили их существование экспериментально, а также дали важные результаты для изучения гравитации. Речь о событии GW150914, которым названо столкновение двух черных дыр в одну. Данное событие позволило зарегистрировать .

Обнаружение черных дыр

Прежде, чем рассматривать методы обнаружения ЧД, следует ответить на вопрос — почему черная дыра черная? - ответ на него не требует глубоких познаний в астрофизике и космологии. Дело в том, что черная дыра поглощает все падающее на нее излучение и совсем не излучает, если не брать во внимание гипотетическое . Если рассмотреть данный феномен подробнее, можно предположить, что внутри черных дыр не протекают процессы, приводящие к высвобождению энергии в виде электромагнитного излучения. Тогда если ЧД и излучает, то в спектре Хокинга (который совпадает со спектром нагретого, абсолютно черного тела). Однако, как было сказано ранее, данное излучение не было зарегистрировано, что позволяет предположить о совершенно низкой температуре черных дыр.

Другая же общепринятая теория говорит о том, что электромагнитное излучение и вовсе не способно покинуть горизонт событий. Наиболее вероятно, что фотоны (частицы света) не притягиваются массивными объектами, так как согласно теории - сами не имеют массы. Однако, черная дыра все же «притягивает» фотоны света посредством искажения пространства-времени. Если представить ЧД в космосе в виде некой впадины на гладкой поверхности пространства-времени, то существует некоторое расстояние от центра черный дыры, приблизившись на которое к ней свет уже не сможет отдалиться. То есть грубо говоря, свет начинает «падать» в «яму», которая даже не имеет «дна».

В дополнение к этому, если учесть эффект гравитационного красного смещения, то возможно в черной дыре свет теряет свою частоту, смещаясь по спектру в область низкочастотного длинноволнового излучения, пока вовсе не утратит энергию.

Итак, черная дыра имеет черный цвет и потому ее сложно обнаружить в космосе.

Методы обнаружения

Рассмотрим методы, которые астрономы используют для обнаружения черной дыры:

Помимо упомянутых выше методов, ученые часто связывают такие объекты как черные дыры и . Квазары - некие скопления космических тел и газа, которые являются одними из самых ярких астрономических объектов во Вселенной. Так как они обладают высокой интенсивностью свечения при относительно малых размерах, есть основания предполагать, что центром этих объектов есть сверхмассивная черная дыра, притягивающая к себе окружающую материю. В силу столь мощного гравитационного притяжения притягиваемая материя настолько разогрета, что интенсивно излучает. Обнаружение подобных объектов обычно сопоставляется с обнаружением черной дыры. Иногда квазары могут излучать в две стороны струи разогретой плазмы - релятивистские струи. Причины возникновения таких струй (джет) не до конца ясны, однако вероятно они вызваны взаимодействием магнитных полей ЧД и аккреционного диска, и не излучаются непосредственной черной дырой.

Джет в галактике M87 бьющий из центра ЧД

Подводя итоги вышесказанного, можно представить себе, вблизи: это сферический черный объект, вокруг которого вращается сильно разогретая материя, образуя светящийся аккреционный диск.

Слияние и столкновение черных дыр

Одним из интереснейших явлений в астрофизике является столкновение черных дыр, которое также позволяет обнаруживать такие массивные астрономические тела. Подобные процессы интересуют не только астрофизиков, так как их следствием становятся плохо изученные физиками явления. Ярчайшим примером является упомянутое ранее событие под названием GW150914, когда две черные дыры приблизились настолько, что в результате взаимного гравитационного притяжения слились в одну. Важным следствием этого столкновение стало возникновение гравитационных волн.

Согласно определению гравитационных волн - это такие изменения гравитационного поля, которые распространяются волнообразным образом от массивных движущихся объектов. Когда два таких объекта сближаются - они начинают вращаться вокруг общего центра тяжести. По мере их сближения, их вращение вокруг собственной оси возрастает. Подобные переменные колебания гравитационного поля в некоторый момент могут образовать одну мощную гравитационную волну, которая способна распространиться в космосе на миллионы световых лет. Так на расстоянии 1,3 млрд световых лет произошло столкновение двух черных дыр, образовавшее мощную гравитационную волну, которая дошла до Земли 14 сентября 2015 года и была зафиксирована детекторами LIGO и VIRGO.

Как умирают черные дыры?

Очевидно, чтобы черная дыра перестала существовать, ей понадобится потерять всю свою массу. Однако, согласно ее определению — ничто не может покинуть пределы черной дыры если перешло ее горизонт событий. Известно, что впервые о возможности излучения черной дырой частиц упомянул советский физик-теоретик Владимир Грибов, в своей дискуссии с другим советским ученым Яковом Зельдовичем. Он утверждал, что с точки зрения квантовой механики черная дыра способна излучать частицы посредством туннельного эффекта. Позже при помощи квантовой механики построил свою, несколько иную теорию английский физик-теоретик Стивен Хокинг. Подробнее о данном явлении Вы можете прочесть . Кратко говоря, в вакууме существуют так называемые виртуальные частицы, которые постоянно попарно рождаются и аннигилируют друг с другом, при этом не взаимодействуя с окружающим миром. Но если подобные пары возникнут на горизонте событий черной дыры, то сильная гравитация гипотетически способна их разделить, при этом одна частица упадет внутрь ЧД, а другая отправится по направлению от черной дыры. И так как улетевшая от дыры частица может быть наблюдаема, а значит обладает положительной энергий, то упавшая в дыру частица должна обладать отрицательной энергий. Таким образом черная дыра будет терять свою энергию и будет иметь место эффект, который называется - испарение черной дыры.

Согласно имеющимся моделям черной дыры, как уже упоминалось ранее, с уменьшением ее массы ее излучение становится все интенсивнее. Тогда на завершающем этапе существования ЧД, когда она, возможно, уменьшится до размеров квантовой черной дыры, она выделит огромное количество энергии в виде излучения, что может быть эквивалентно тысячам или даже миллионам атомных бомб. Данное событие несколько напоминает взрыв черной дыры, словно той же бомбы. Согласно подсчетам, в результате Большого взрыва могли зародиться первичные черные дыры, и те из них, масса которых порядка 10 12 кг, должны были бы испариться и взорваться примерно в наше время. Как бы то ни было, подобные взрывы ни разу не были замечены астрономами.

Несмотря на предложенный Хокингом механизм уничтожения черных дыр, свойства излучения Хокинга вызывают парадокс в рамках квантовой механики. Если черная дыра поглощает некоторое тело, а после теряет массу, возникшую в результате поглощения этого тела, то независимо от природы тела, черная дыра не будет отличаться от той, которой она была до поглощения тела. При этом информация о теле навсегда утеряна. С точки зрения теоретических расчетов преобразование исходного чистого состояния в полученное смешанное («тепловое») не соответствует нынешней теории квантовой механики. Этот парадокс иногда называют исчезновением информации в чёрной дыре. Доподлинное решение данного парадокса так и не было найдено. Известные варианты решения парадокса:

• Не состоятельность теории Хокинга. Это влечет за собой невозможность уничтожения черной дыры и постоянный ее рост.
• Наличие белых дыр. В таком случае поглощаемая информация не пропадает, а просто выбрасывается в другую Вселенную.
• Не состоятельность общепринятой теории квантовой механики.

Нерешенный проблемы физики черных дыр

Судя по всему, что было описано ранее, черные дыры хоть и изучаются относительно долгое время, все же имеют множество особенностей, механизмы которых до сих пор не известен ученым.

• В 1970-м году английский ученый сформулировал т.н. «принцип космической цензуры» — «Природа питает отвращение к голой сингулярности». Это означает, что сингулярность образуется только в скрытых от взора местах, как центр черной дыры. Однако, доказать данный принцип пока не удалось. Также существуют теоретические расчеты, согласно которым «голая» сингулярность может возникать.
• Не доказана и «теорема об отсутствии волос», согласно которой черные дыры имеют всего три параметра.
• Не разработана полная теория магнитосферы черной дыры.
• Не изучена природа и физика гравитационной сингулярности.
• Доподлинно неизвестно, что происходит на завершающем этапе существования черной дыры, и что остается после ее квантового распада.

Интересные факты о черных дырах

Подводя итоги вышесказанного можно выделить несколько интересных и необычных особенностей природы черных дыр:

• ЧД имеют всего три параметра: масса, электрический заряд и момент импульса. В результате такого малого количества характеристик этого тела, теорема утверждающие это, называется «теоремой об отсутствии волос» («no-hair theorem»). Отсюда также возникла фраза «у черной дыры нет волос», которая обозначает, что две ЧД абсолютно идентичны, упомянутые их три параметра одинаковы.
• Плотность ЧД может быть меньше плотности воздуха, а температура близкая к абсолютному нулю. Из этого можно предположить, что образование черной дыры происходит не по причине сжатия вещества, а в результате накопление большого количества материи в некотором объеме.
• Время для тел, поглощенных ЧД, идет значительно медленней, чем для внешнего наблюдателя. Кроме того, поглощенные тела значительно растягиваются внутри черной дыры, что было названо учеными - спагеттификацией.
• В нашей галактике может быть около миллиона черных дыр.
• Вероятно, в центре каждой галактики располагается сверхмассивная черная дыра.
• В будущем, согласно теоретической модели, Вселенная достигнет так называемой эпохи черных дыр, когда ЧД станут доминирующими телами во Вселенной.

Площадь Чёрного моря 422 000 км² (по другим данным - 436 400 км²). Очертания Чёрного моря напоминают овал с наибольшей осью около 1150 км. Наибольшая протяжённость моря с севера на юг - 580 км. Наибольшая глубина - 2210 м, средняя - 1240 м.

Море омывает берега России, Украины, Румынии, Болгарии, Турции и Грузии. На северо-восточном побережье Чёрного моря расположено непризнанное государственное образование Абхазия.

Характерной особенностью Чёрного моря является полное (за исключением ряда анаэробных бактерий) отсутствие жизни на глубинах свыше 150-200 м за счет насыщенности глубинных слоёв воды сероводородом. Чёрное море - важный район транспортных перевозок, а также один из крупнейших курортных регионов Евразии.

Помимо этого, Чёрное море сохраняет важное стратегическое и военное значение. В Севастополе и Новороссийске находятся основные военные базы российского Черноморского флота.

Древнегреческое название моря - Понт Аксинский (греч. Πόντος Ἄξενος, «Негостеприимное море»). В «Географии» Страбона предполагается, что такое название море получило из-за трудностей с навигацией, а также диких враждебных племён, населявщих его берега. Позднее, после удачного освоения берегов греческими колонистами, море стало называться Понтом Эвксинским (греч. Πόντος Εὔξενος, «Гостеприимное море»). Впрочем, у Страбона (1.2.10) есть упоминания о том, что в античности Чёрное море называли и просто «морем» (pontos).

В Древней Руси X-XVI веках в летописях встречалось название «Русское море», в некоторых источниках море носит название «Скифского». Современное название «Чёрное море» нашло своё соответствующее отображение в большинстве языков: греч. Μαύρη θάλασσα, болг. Черно море, груз. შავი ზღვა, рум. Marea Neagră, англ. Black Sea, тур. Karadeniz, укр. Чорне море и др. Самые ранние источники, упоминающие это название, относятся к XIII веку, однако есть определённые признаки того, что оно использовалось и ранее. Существует целый ряд гипотез относительно причин возникновения такого названия:

Турки и другие завоеватели, пытавшиеся покорить население побережья моря, встречали яростный отпор со стороны черкесов, адыгов и других племён, за что и прозвали море Караденгиз - Чёрным, негостеприимным.

Другой причиной, по мнению ряда исследователей, может быть тот факт, что во время штормов вода в море сильно темнеет. Впрочем, штормы в Чёрном море не слишком часты, а темнеет вода во время бурь во всех морях земли. Ещё одна гипотеза происхождения названия основывается на том, что металлические предметы (например, якоря), опущенные в воду моря глубже 150 м на длительное время, покрывались налётом чёрного цвета благодаря действию сероводорода.

Другая гипотеза связана с принятым в ряде азиатских стран «цветовым» обозначением сторон света, где «чёрный» обозначал север, соответственно Чёрное море - северное море.

Одной из наиболее распространенных гипотез является предположение о том, что название связано с воспоминаниями о прорыве Босфора 7500-5000 лет назад, следствием чего стало катастрофическое повышение уровня моря почти на 100 метров, что в свою очередь привело к затоплению обширной шельфовой зоны и образованию Азовского моря.

Существует турецкая легенда, согласно которой в водах Чёрного моря покоится богатырский меч, который был брошен туда по просьбе умиравшего волшебника Али. Из-за этого море волнуется, пытаясь выплеснуть из своих пучин смертоносное оружие, и окрашивается в чёрный цвет.

Берега Чёрного моря изрезаны мало и, в основном, в северной его части. Единственный крупный полуостров - Крымский. Крупнейшие заливы: Ягорлыцкий, Тендровский, Джарылгачский, Каркинитский, Каламитский и Феодосийский в Украине, Варненский и Бургасский в Болгарии, Синопский и Самсунский - у южных берегов моря, в Турции. На севере и северо-западе при впадении рек разливаются лиманы. Общая длина береговой линии - 3400 км.

Ряд участков побережья моря имеют собственные названия: Южный берег Крыма на Украине, Черноморское побережье Кавказа в России, Румелийский берег и Анатолийский берег в Турции. На западе и северо-западе берега низменные, местами обрывистые; в Крыму - в основном низменные, за исключением южных гористых берегов. На восточном и южном берегах к морю вплотную подступают отроги Кавказских и Понтийских гор.

Островов в Чёрном море мало. Крупнейшие - Березань и Змеиный (оба площадью менее 1 км²).

В Чёрное море впадают следующие крупнейшие реки: Дунай, Днепр, Днестр, а также более мелкие Мзымта, Бзыбь, Риони, Кодор (Кодори), Ингури (на востоке моря), Чорох, Кызыл-Ирмак, Эшли-Ирмак, Сакарья (на юге), Южный Буг (на севере). Чёрное море заполняет изолированную впадину, расположенную между Юго-Восточной Европой и полуостровом Малая Азия. Эта впадина образовалась в эпоху миоцена, в процессе активного горообразования, разделившего древний океан Тетис на несколько отдельных водоёмов (из которых впоследствии, кроме Чёрного моря, образовались Азовское, Аральское и Каспийское моря).

Одна из гипотез возникновения Чёрного моря (в частности, выводы участников международной океанографической экспедиции на научном судне «Акванавт» в 1993) гласит, что 7500 лет назад оно представляло из себя самое глубокое на земле пресноводное озеро, уровень был ниже современного на сто с лишним метров. По окончании ледникового периода уровень Мирового океана поднялся и Босфорский перешеек был прорван. Были затоплены в общей сложности 100 тыс. км² (плодороднейшие земли, уже возделываемые людьми). Затопление этих обширных земель, возможно, стало прообразом мифа о всемирном потопе. Возникновение Чёрного моря согласно данной гипотезе предположительно сопровождалось массовой гибелью всего пресноводного живого мира озера, продукт разложения которых - сероводород - достигает высоких концентраций на дне моря.

Черноморская впадина состоит из двух частей - западной и восточной, разделённых поднятием, являющимся естественным продолжением Крымского полуострова. Северо-западная часть моря характеризуется относительно широкой шельфовой полосой (до 190 км). Южное побережье (принадлежащее Турции) и восточное (Грузия) носит более крутой характер, полоса шельфа не превышает 20 км и изрезана целым рядом каньонов и впадин. Глубины у берегов Крыма и Черноморского побережья Кавказа увеличиваются крайне быстро, достигая отметок свыше 500 м уже в нескольких километрах от береговой черты. Максимальной глубины (2210 м) море достигает в центральной части, к югу от Ялты.

В составе горных пород, складывающих дно моря, в прибрежной зоне преобладают грубообломочные отложения: галька, гравий, песок. С удалением от берега их сменяют мелкозернистые пески и алевриты. В северо-западной части Чёрного моря широко распространены ракушечники; для склона и ложа морской впадины обычны пелитовые илы.

Среди основных полезных ископаемых, залежи которых имеются на дне моря: нефть и природный газ на северо-западном шельфе; прибрежные россыпи титаномагнетитовых песков (Таманский полуостров, побережье Кавказа). Чёрное море является крупнейшим в мире меромиктическим (с неперемешиваемыми уровнями воды) водоёмом. Верхний слой воды (миксолимнион), лежащий до глубины 150 м, более прохладный, менее плотный и менее солёный, насыщенный кислородом, отделяется от нижнего, более теплого, солёного и плотного, насыщенного сероводородом слоя (монимолимниона) хемоклином (пограничным слоем между аэробной и анаэробной зонами). Единого общепризнанного объяснения происхождения сероводорода в Чёрном море пока нет. Есть мнение, что сероводород в Черном море образуется главным образом в результате жизнедеятельности сульфатредуцирующих бактерий, резко выраженной стратификации воды и слабого вертикального обмена. Также есть теория, что сероводород образовался в результате разложения пресноводных животных, погибших при проникновении соленых средиземноморских вод во время образования Босфора и Дарданелл.

Некоторые исследования последних лет позволяют говорить о Чёрном море как о гигантском резервуаре не только сероводорода, но и метана, выделяемого, скорее всего, также в процессе деятельности микрорганизмов, а также со дна моря.

Водный баланс Чёрного моря складывается из следующих компонент:

• атмосферные осадки (230 км³ в год);
• материковый сток (310 км³ в год);
• поступление воды из Азовского моря (30 км³ в год);
• испарение воды с поверхности моря (-360 км³ в год);
• вынос воды через пролив Босфор (-210 км³ в год).

Величина осадков, поступления из Азовского моря и речного стока превышает величину испарения с поверхности, вследствие чего уровень Чёрного моря превышает уровень Мраморного. Благодаря этому формируется верхнее течение, направленное из Чёрного моря через пролив Босфор. Нижнее течение, наблюдаемое в более низких слоях воды, выражено менее сильно и направлено через Босфор в обратном направлении. Взаимодействие данных течений дополнительно поддерживает вертикальную стратификацию моря, а также используется рыбой для миграций между морями.

Следует отметить тот факт, что вследствие затруднённого обмена водой с Атлантическим океаном в Чёрном море практически не бывает приливов и отливов.Циркуляция вод в море охватывает только поверхностный слой воды. Данный слой воды имеет солёность около 18 промилле (в Средиземном - 37 промилле) и насыщен кислородом и иными элементами, необходимыми для деятельности живых организмов. Эти слои в Чёрном море подвержены круговой циркуляции в антициклонической направленности по всему периметру водоёма. Одновременно, в западной и восточной частях моря существуют циркуляции воды в циклоническом направлении. Температура поверхностных слоёв воды, в зависимости от времени года, колеблется от 8 до 30 °C.

Нижний слой, вследствие насыщенности сероводородом, не содержит живых организмов, за исключением ряда анаэробных серных бактерий (продуктом жизнедеятельности которых и является сероводород). Солёность здесь возрастает до 22-22,5 промилле, средняя температура составляет ~8,5°C.

Климат Чёрного моря, в связи с его среднеконтинентальным положением, в основном континентальный. Лишь Южный берег Крыма и Черноморское побережье Кавказа защищены горами от холодных северных ветров и вследствие этого имеют мягкий средиземноморский климат.

Значительное влияние на погоду над Чёрным морем оказывает Атлантический океан, над которым зарождается большая часть циклонов, приносящих на море плохую погоду и бури. На северно-восточном побережье моря, особенно в районе Новороссийска, невысокие горы не являются преградой для холодных северных воздушных масс, которые, переваливаясь через них, обуславливают сильный холодный ветер (бора), местные жители называют его Норд-ост. Юго-западными ветрами обычно в черноморский регион приносятся тёплые и достаточно влажные средиземноморские воздушные массы. Как итог, для большей части территории моря характерна тёплая влажная зима и жаркое сухое лето.

Средняя температура января в северной части Чёрного моря −3 °C, но может опускаться и до −30 °C. На территориях, прилегающих к Южному берегу Крыма и побережью Кавказа, зима гораздо мягче: температура редко опускается ниже 0 °C. Снег, тем не менее, периодически выпадает во всех районах моря. Средняя температура июля на севере моря - 22-23°C. Максимальные температуры не столь высоки благодаря смягчающему действию водного резервуара и обычно не превышают 35 °C.

Наибольшее количество осадков в черноморском регионе выпадает на побережье Кавказа (до 1500 мм в год), наименьшее - в северо-западной части моря (около 300 мм в год). Облачность за год в среднем составляет 60 % с максимумом зимой и минимумом летом.

Воды Чёрного моря, как правило, не подвержены замерзанию, за исключением прибрежной части на севере водоёма. Прибрежные воды в этих местах замерзают до месяца и больше; лиманы и гирла рек - до 2-3 месяцев.

Растительный мир моря включает в себя 270 видов многоклеточных зелёных, бурых, красных донных водорослей (цистозира, филлофора, зостера, кладофора, ульва, энтероморфа и др.). В составе фитопланктона Чёрного моря - не менее шестисот видов. Среди них динофлагелляты - панцирные жгутиконосцы (prorocentrum micans, ceratium furca, маленькая скрипсиелла Scrippsiella trochoidea и др.), динофлагелляты (динофизис, протоперидиниум, александриум), различные диатомовые водоросли и др. Фауна Чёрного моря заметно беднее, чем Средиземного. В Чёрном море обитает 2,5 тыс. видов животных (из них 500 видов одноклеточных, 160 видов позвоночных - рыб и млекопитающих, 500 видов ракообразных, 200 видов моллюсков, остальное - беспозвоночные разных видов), для сравнения, в Средиземном - около 9 тыс. видов. Среди основных причин относительной бедности животного мира моря: широкий диапазон солёностей воды, умеренно холодная вода, наличие сероводорода на больших глубинах.

В связи с этим Чёрное море подходит для обитания достаточно неприхотливых видов, на всех стадиях развития которых не требуются большие глубины.

На дне Чёрного моря обитают мидии, устрицы, пектен, а также моллюск-хищник рапана, занесённый с кораблями с Дальнего Востока. В расщелинах прибрежных скал и среди камней живут многочисленные крабы, имеются креветки, встречаются различные виды медуз (наиболее распространены корнерот и аурелия), актинии, губки.

Среди рыб, водящихся в Чёрном море: различные виды бычков (бычок-головач, бычок-кнут, бычок-кругляк, бычок-мартовик, бычок-ротан), азовская хамса, черноморская хамса (анчоус), акула-катран, камбала-глосса, кефаль пяти видов, луфарь, мерлуза (хек), морской ёрш, барабуля (обыкновенная черноморская султанка), пикша, скумбрия, ставрида, черноморско-азовская сельдь, черноморско-азовская тюлька и др. Встречаются осетровые (белуга, севрюга, черноморско-азовский (русский) и атлантический осетры).

Среди опасных рыб Чёрного моря - морской дракончик (наиболее опасная - ядовиты колючки спинного плавника и жаберных крышек), черноморская и заметная скорпены, скат-хвостокол (морской кот) с ядовитыми шипами на хвосте.

Из птиц распространены чайки, буревестники, утки-нырки, бакланы и ряд других видов. Млекопитающие представлены в Черном море двумя видами дельфинов (дельфином-белобочкой и афалиной), азово-черноморской обыкновенной морской свиньёй (нередко называемой азовским дельфином), а также белобрюхим тюленем.

Некоторые виды животных, не обитающие в Чёрном море, зачастую заносятся в него через проливы Босфор и Дарданеллы течением либо приплывают самостоятельно.

История изучения Чёрного моря началась ещё в античные времена, вместе с плаваниями греков, основавших на берегу моря свои поселения. Уже в IV веке до нашей эры составлялись периплы - древние лоции моря. В дальнейшем, имеются отрывочные сведения о плаваниях купцов из Новгорода и Киева в Константинополь.

Ещё одной вехой на пути исследования Чёрного моря - плавание корабля «Крепость» из Азова в Константинополь в 1696. Пётр I, снаряжая судно в плавание, дал наказ производить по пути его движения картографические работы. В итоге был составлен «прямой чертеж Черного моря от Керчи до Царя Града», проведены замеры глубин.

Более серьёзные исследования Чёрного моря относятся к концу XVIII-XIX векам. В частности, на рубеже этих веков русские ученые академики Петер Паллас и Миддендорф изучали свойства вод и фауны Чёрного моря. В 1816 появилось описание Черноморского побережья, выполненное Ф. Ф. Беллинсгаузеном, в 1817 была выпущена первая карта Чёрного моря, в 1842 - первый атлас, в 1851 - лоция Чёрного моря.

Начало систематическим научным исследованиям Чёрного моря положили два события конца XIX века - изучение босфорских течений (1881-1882) и проведение двух океанографических глубиномерных экспедиций (1890-1891).

С 1871 в Севастополе действует биологическая станция (ныне Институт биологии южных морей), занимавшаяся систематическими исследованиями живого мира Чёрного моря. В конце XIX века экспедиция под руководством И. Б. Шпиндлера открыла насыщение глубинных слоёв моря сероводородом; позднее участник экспедиции известный русский химик Н. Д. Зелинский дал объяснение этому явлению.

Изучение Чёрного моря продолжилось и после Октябрьской революции 1917 года. В 1919 в Керчи организуется ихтиологическая станция (позднее преобразована в Азово-Черноморский институт рыбного хозяйства и океанографии, сейчас Южный научно-исследовательский институт морского рыбного хозяйства и океанографии (ЮгНИРО)). В 1929 в Крыму, в Кацивели, открывается морская гидрофизическая станция (сейчас филиал севастопольского Морского гидрофизического института Национальной академии наук Украины).

В России основной научно-иследовательской организацией, ведущей изучение Чёрного моря, является Южное отделение Института океанологии РАН (Геленджик, Голубая бухта) и ряд других.

Велико транспортное значение Чёрного моря для экономики государств, омываемых этим водоёмом. Существенный объём морских перевозок составляют рейсы танкеров, обеспечивающих экспорт нефти и нефтепродуктов из портов России (в первую очередь из Новороссийска и Туапсе) и портов Грузии (Батуми). Впрочем, объёмы вывоза углеводородов существенно сдерживаются ограниченной пропускной способностью проливов Босфор и Дарданеллы. В Ильичёвске создан крупнейший нефтетерминал по приёму нефти в рамках нефтепровода Одесса - Броды. Также существует проект строительства нефтепровода Бургас - Александруполис в обход Черноморских проливов. Нефтетерминалы Новороссийска способны принимать супертанкеры. Помимо нефти и продуктов её переработки, из российских и украинских портов Чёрного моря вывозятся металлы, минеральные удобрения, машины и оборудование, лес, пиломатериалы, зерно и др. Основные объёмы ввоза в черноморские порты России и Украины приходятся на потребительские товары, продукты питания, ряд сырьевых товаров и др. В черноморском бассейне широко развиты контейнерные перевозки, существуют крупные контейнерные терминалы. Разиваются перевозки с помощью лихтеров; работает железнодорожные паромные переправы Ильичёвск (Украина) - Варна (Болгария) и Ильичёвск (Украина) - Батуми (Грузия). Развиты в Чёрном море и морские пассажирские перевозки (впрочем, после распада СССР их объём значительно снизился). Через Чёрное море проходит международный транспортный коридор TRACECA (Transport Corridor Europe - Caucasus - Asia, Европа - Кавказ - Азия). Черноморские порты являются конечными пунктами ряда Панъевропейских транспортных коридоров. Наиболее крупные города-порты на Чёрном море: Новороссийск, Сочи, Туапсе (Россия); Бургас, Варна (Болгария); Батуми, Сухуми, Поти (Грузия); Констанца (Румыния); Самсун, Трабзон (Турция); Одесса, Ильичёвск, Южный, Керчь, Севастополь, Ялта (Украина). По реке Дон, впадающей в Азовское море, проходит речной водный путь, соединяющий Чёрное море с Каспийским морем (через Волго-Донской судоходный канал и Волгу), с Балтийским морем и Белым морем (через Волго-Балтийский водный путь и Беломорско-балтийский канал). Река Дунай через систему каналов соединена с Северным морем. По дну Чёрного моря проложен уникальный глубоководный газопровод «Голубой поток», соединяющий Россию и Турцию. Длина подводной части газопровода, пролегающей между селом Архипо-Осиповка на Черноморском побережье Кавказа и побережьем Турции в 60 км от города Самсун, - 396 км. Существуют планы расширения мощности газопровода путём прокладки дополнительной ветви трубы.

Промысловое значение в Чёрном море имеют следующие виды рыб: кефаль, анчоус (хамса), скумбрия, ставрида, судак, лещ, осетровые, сельди. Основные рыболовные порты: Одесса, Керчь, Новороссийск и др.

В последние годы XX - начале XXI века рыбный промысел значительно сократился вследствие перевылова рыбы и ухудшения экологического состояния моря. Значительную проблему представляют также запрещенное донное траление и браконьерство, особенно в отношении осетровых. Так, только за второе полугодие 2005 года специалистами Черноморского государственного бассейнового управления охраны водных живых ресурсов Украины («Черноморрыбвод») на территории Крыма было раскрыто 1909 нарушений рыбоохранного законодательства, изъято 33 тонны рыбы, выловленной незаконными орудиями лова или в запрещенных местах.

Благоприятные климатические условия в Причерноморье обуславливают его развитие как важного курортного региона. К крупнейшим курортным районам на Чёрном море относят: Южный берег Крыма (Ялта, Алушта, Судак, Коктебель, Феодосия) на Украине, Черноморское побережье Кавказа (Анапа, Геленджик, Сочи) в России, Пицунда, Гагра и Батуми в Грузии, Золотые пески и Солнечный берег в Болгарии, Мамайя, Эфорие в Румынии.

Черноморское побережье Кавказа является основным курортным регионом Российской Федерации. В 2005 году его посетили около 9 млн туристов; в 2006 году, по прогнозам чиновников Краснодарского края, данный регион должно было посетить не менее 11-11,5 млн отдыхающих. На российском побережье Чёрного моря насчитывается свыше 1000 пансионатов, санаториев и отелей, и их число постоянно растёт. Естественным продолжением российского Черноморского побережья является побережье Абхазии, важнейшие курорты которой Гагра и Пицунда были популярны еще в советское время. Развитие курортной индустрии на Черноморском побережье Кавказа сдерживается относительно коротким (например, по сравнению со Средиземным морем) сезоном, экологическими, транспортными проблемами, а в Абхазии - также неопределенностью ее статуса и угрозой новой вспышки военного конфликта с Грузией.

Побережье Чёрного моря и бассейн рек, впадающих в него, являются районами с высоким антропогенным воздействием, плотно заселёнными человеком ещё с античных времён. Экологическое состояние Чёрного моря в целом неблагоприятное.

Среди основных факторов, нарушающих равновесие в экологической системе моря следует выделить:

Сильное загрязнение впадающих в море рек, особенно стоками с полей, содержащими минеральные удобрения, в особенности нитраты и фосфаты. Это влечёт за собой переудобрение (эвтрофикацию) вод моря, а, как следствие, - бурный рост фитопланктона («цветение» моря - интенсивное развитие сине-зелёных водорослей), уменьшение прозрачности вод, гибель многоклеточных водорослей.

Загрязнение вод нефтью и нефтепродуктами (самыми загрязнёнными районами являются западная часть моря, на которую приходится наибольший объём танкерных перевозок, а также акватории портов). Как следствие, это приводит к гибели морских животных, попавших в нефтяные пятна, а также загрязнению атмосферы за счет испарения нефти и нефтепродуктов с поверхности воды.

Загрязнение вод моря отходами человеческой жизнедеятельности - сброска неочищенных или недостаточно очищенных сточных вод и т.п.

Массовый вылов рыбы.

Запрещенное, но повсеместно используемое донное траление, уничтожающее донные биоценозы.

Изменение состава, уменьшение количества особей и мутация водного мира под воздействием антропогенных факторов (в том числе замена коренных видов природного мира экзотическими, появляющимися в результате воздействия человека). Так, например, по оценкам специалистов из Одесского отделения ЮгНИРО, только за одно десятилетие (с 1976 по 1987 год) поголовье черноморской афалины сократилось с 56 тысяч до семи тысяч особей.

По мнению ряда специалистов экологическое состояние Чёрного моря за последнее десятилетие ухудшилось несмотря на снижение экономической активности в ряде причерноморских стран.

Президент Крымской академии наук Виктор Тарасенко высказывал мнение, что Чёрное море - самое грязное море в мире.

Для охраны окружающей среды в районе Чёрного моря в 1998 году было принято соглашение ACCOBAMS («Agreement on the Conservation of Cetaceans of the Black Sea, Mediterranean Sea and Contiguous Atlantik Area»), где одним из основных вопросов стоит охрана дельфинов и китов. Основным международным документом, регулирующим вопросы охраны Черного моря, является Конвенция о защите Чёрного моря от загрязнения, подписанная шестью черноморскими странами - Болгарией, Грузией, Россией, Румынией, Турцией и Украиной в 1992 в Бухаресте (Бухарестская конвенция). Также в июне 1994 года представителями Австрии, Болгарии, Хорватии, Чешской Республики, Германии, Венгрии, Молдавии, Румынии, Словакии, Словении, Украины и Европейского Союза в Софии была подписана Конвенция о сотрудничестве по защите и устойчивому развитию реки Дунай. Как результат указанных соглашений, были созданы Черноморская комиссия (Стамбул), и Международная комиссия по охране реки Дунай (Вена). Данные органы выполняют функцию координации природоохранных программ, осуществляемых в рамках конвенций. Ежегодно 31 октября во всех странах Черноморского региона отмечается Международный день Чёрного моря.

За всю историю Чёрное море несколько раз становилось то озером, то морем. В далекой древности оно было частью гигантского океана Тетис, соединявшего - через современную территорию Азии - нынешние Атлантический и Тихий океаны, но в результате образования гигантских горных хребтов, океан Тетис распался.
На месте нынешнего Черного моря образовалось замкнутое, пресноводное Сарматское море -озеро, и именно в этот период в нем сложились пресноводные флора и фауна, остатки которых сохранились до сих пор. Крым и Кавказ были островами в Сарматском море. Позднее снова появилась связь с океаном, образовалась соленое Меотическое море, его заселили морские животные и растения; в то время здесь даже водились огромные киты - теперь палеонтологи выкапывают их скелеты.

В последние 18-20 тысяч лет на месте Чёрного моря существовало почти пресное Новоевксинское озеро-море, и лишь 6-8 тысяч лет назад оно соединилось со Средиземным морем через пролив Босфор - вероятно, в результате землетрясения. Перешеек между берегами Босфора был естественной дамбой, потому что уровень воды в Новоевсксинском море был ниже уровня Средиземного моря. После прорыва этой естественной плотины морские воды хлынули в Чёрное море гигантской волной. В то время на побережье Чёрного моря уже жили люди - они охотились, ловили рыбу, пасли скот, строили себе жилища. Гигантские волны-цунами обрушились на побережье и затопили все - под воду ушли поселения людей, пастбища со стадами - исчезли целые народы. Это - так называемая гипотеза Черноморского Потопа.
Последнее соединение Черного и Средиземного морей произошло примерно 8 тысяч лет назад. Сильнейшее землетрясение раскололо сушу. Возник современный пролив Босфор. Огромные массы соленой средиземноморской воды устремились в Черное море, вызывая гибель огромного количества пресноводных обитателей. Их погибло так много, что разложение остатков их организмов в глубине моря и создало тот первоначальный запас сероводорода, который продолжает существовать до сих пор. Черное море стало «Морем мертвых глубин».

Историки полагают, что весь этот катаклизм происходил на глазах обитавшего здесь человека. Не эти ли события являются всемирным потопом? Ведь как известно, Ной причалил свой ковчег к Кавказской горе Арарат, которая тогда вполне могла выглядеть как остров в бушующем потоке слияния двух морей.
меняется и сегодня, оно медленно, но верно поглощает свои берега.

Неспокойное геологическое прошлое Черного моря

Сложная геологическая история выпала на долю той части Евро-Азиатского континента, где ныне расположено Черное море. Поэтому в современном его облике то и дело проглядывают черты, напоминающие о далеких эпохах и событиях на планете. Дать законченную историю Черного моря, всех его былых превращений и преобразований с указанием точных сроков вряд ли когда-нибудь станет возможным. Но упрощенную картину кратко нарисовать можно.

Еще до начала третичного периода в истории Земли, то есть во времена, отдаленные от нас на 50-60 миллионов лет, через южную Европу и Среднюю Азию с запада на восток простирался обширный морской бассейн, который на западе сообщался с Атлантическим океаном, а на востоке- с Тихим. Это было соленое море Тетис. К середине третичного периода, в результате подвижек земной коры, Тетис отделилось вначале от Тихого океана, а затем и от Атлантического.

В миоцене (около 5-7 миллионов лет тому назад) происходят крупные горообразовательные движения земной коры, приведшие к возникновению Альпийских, Карпатских, Балканских и Кавказских гор. В результате, море Тетис сокращается в размерах и делится на несколько солоноватых (с соленостью воды более низкой, чем в море) бассейнов. Один из них, названный геологами Сарматским морем, простирался от нынешней Вены на западе до подножья Тянь-Шаня на востоке и включал в себя современные Черное, Азовское, Каспийское и Аральское моря. Изолированное от океана Сарматское море постепенно опреснялось водами впадавших в него рек, возможно, даже в большей степени, чем опреснено сегодня Каспийское море. Часть морской фауны, сохранившейся от Тетиса, вымерла, но любопытно, что в Сарматском море еще долгое время обитали такие типично океанические животные, как киты, сирены и тюлени. Со временем, в конце миоцена, и они вымерли.

В конце миоцена-начале плиоцена, то есть 2-3 миллиона лет тому назад, Сарматское море уменьшается в размере, но снова образуется связь с океаном вода осолоняется, появляются морские животные и растения. Этот бассейн получил название Меотического моря.

В плиоцене, 1,5-2 миллиона лет тому назад, сообщение с океаном вновь полностью прекращается, и на месте соленого Меотического моря возникает почти пресное Понтическое озеро-море. В это время будущие Черное, Азовское и Каспийское моря сообщались между собой в том месте, где сегодня находятся территории Ставрополья, Краснодарского края и Северного Кавказа. В Понтическом озере-море вымирает морская фауна и формируется еолоноватоводиая фауна. Ее представители живут и сейчас. Они сохранились в Каспийском и Азовском морях, а также в опресненных водах Черного моря. Эта часть сегодняшней фауны объединена под названием "понтических реликтов", или "каспийской фауны", так как в опресненном Северном Каспии она сохранилась наилучшим образом.

В конце понтического периода, в результате поднятия земной коры в районе Северного Кавказа, происходит отделение бассейна собственно Каспийского моря. С той поры, развитие Каспия, с одной стороны, и Черного и Азовского морей - с другой, проходило самостоятельными путями, хотя кратковременные связи между ними иногда возникали.

С наступлением четвертичного, или ледникового периода, соленость воды и состав обитателей на месте будущего Черного моря продолжают изменяться. Изменяются и очертания водоема. В конце плиоцена, то есть менее одного миллиона лет тому назад, Понтическое озеро-море уменьшилось в размерах и получило название Чаудинского озера-моря. Оно было сильно опреснено, изолировано от океана и заселено фауной понтического типа. Азовского моря в то время, очевидно, еще не существовало.

В результате таяния льдов в конце Миндельского оледенения (около 400-500 тысяч лет тому назад), Чаудинское озеро-море наполняется талыми водами и превращается в Древнеевксинский бассейн. По своим очертаниям он напоминает современные Черное и Азовское моря. На северо-востоке, через Кумо-Манычскую впадину, этот бассейн сообщался с Каспийским морем, которое тогда тоже переживало период сильного опреснения. Фауна Древнеевксинского бассейна была понтического типа.

В период Рисс-Вюрмского межледниковья (100-150 тысяч лет тому назад) наступает новый этап в геологической истории Черного моря. Вследствие образования Дарданельского пролива возникает связь будущего Черного моря со Средиземным морем и океаном. Образуется, так называемый,
Карангатский бассейн, или Карангатское море. Соленость воды в нем была приблизительно на одну греть выше, чем в современном Черном море. Со Средиземного моря и Атлантического океана в Карангатское море проникают различные представители морских видов животных и растений. Соленые воды занимали большую часть водоема, оттеснив солоноватоводные поптические виды в опресненные заливы, лиманы и устья рек. Однако со временем, и Карангатскому морю пришел конец.

Около 18-20 тысяч лет тому назад, на месте Карангатского моря уже находилось Новоевксииское озеро-море. По времени это совпало с концом последнего, Вюрмского, оледенения. Море было наполнено талыми водами, снова изолировано от океана и сильно опреснено. В очередной раз вымирает соленолюбивая морская фауна и флора, а поптические виды, пережившие тяжелый для них карангатский период в лиманах и устьях рек, выходят из своих убежищ и снова заселяют все море. Так продолжалось около 10 тысяч лет или немногим более, после чего началась новейшая фаза в жизни водоема- образование современного Черного моря. Это произошло не сразу. Вначале, около 7, а по некоторым данным, даже около 5 тысяч лет тому назад, образовалась связь со Средиземным морем и Атлантическим океаном через Босфор и Дарданеллы. Затем началось постепенное осолонение Черного моря и, как считают, через 1,5-2 тысячи лет создалась соленость воды, достаточная для существования многих средиземноморских видов, которые проникли в новый для них водоем и сегодня образуют до 80% фауны Черного моря. А старожилы - понтические реликты снова отступили в лиманы и устья рек, как это уже случалось с ними не раз.

Сколько лет Черному морю?

Десятки миллионов лет там, где сейчас находится Южная Европа и Северная Африка, от Атлантического океана до Тихого, разливался по планете океан Тетис. Примерно восемь миллионов лет назад его огромное зеркало начало дробиться, и со дна в виде растущих молодых гор поднялись Балканы и Карпаты, Крым и Кавказ. Ученые считают, что за время развития земной коры водный бассейн, о котором мы рассказываем, дважды сливался со Средиземным морем и трижды — с Каспийским. Прошло только 6—7 тысячелетий с тех пор, как Черное море наконец-то приобрело современный вид.

Какова глубина Черного моря?

Это одно из самых глубоких внутренних морей. Оно содержит в шесть раз больше воды, чем Каспийское море, и в шестнадцать раз больше, чем Балтийское, хотя площади всех трех водоемов примерно одинаковы. Средняя глубина Черного моря — 1280 м, а наибольшая (отмечена возле турецких берегов, в районе Синопа) — 2245 м. Самый пологий берег — в северной части, возле Одессы и Северо-Западного Крыма. На евпаторийских пляжах можно по песку и до буйка дойти. Такие мелководные бухты как будто специально созданы для тех, кто только учится плавать.

Откуда налетает самый страшный ветер?

Самый злой и опастный ветер на Черном море — новороссийская бора. Особенно зимой, в мороз и гололедицу. Новороссийск закрыт с северо-востока горным хребтом Варада, то есть как бы защищен. Эта «защита» поначалу сдерживает северо-восточный ветер, накапливая холодный воздух в долине, похожей на блюдце. Но постепенно воздушная масса переполняет долину и поднимается выше хребта, чтобы во всю свою мощь обрушиться на город, на побережье, на катера и теплоходы в порту и в открытом море. Буря срывает с домов крыши, несет по воздуху доски и черепицу, опрокидывает вагоны, жестоко треплет корабли, не успевшие уйти далеко в море или спрятаться в надежной гавани. Сколько их там разбилось и затонуло! Более или менее сильные бури случаются в Новороссийске примерно десять раз в год. В окрестностях города нет высоких деревьев: ветер вырывает их или ломает на корню. Подобные прорывы северо-восточного ветра (только с меньшей силой) случаются и на Южном берегу Крыма. Накопившись в предгорье, холодный воздух летит к морю через перевалы, притом сразу через все, будто льется по гигантским природным желобам. Ветром срывает висевшие на горах тучи, и они заволакивают небесный свод, бешеной стаей убегая за море. Горы держали осаду, сколько могли, и вот — ветер победил. Вода спокойная, с легкой рябью, но уже в километре от берега сплошь покрыта белыми бурунами, а дальше... Катера и лодки стоят у причалов как вкопанные, только швартовые тросы натянуты в сторону горизонта. Не надо их отвязывать, а тем более садиться за весла: унесет в открытое море! Такая зловещая погода больше характерна для нашей зимы. Но если случается летом, то, как правило, в конце августа, как бы подводя черту под лучшим временем года — теплым, беззаботным, ласковым.

Почему на побережьях Кавказа волны длиннее, чем в Крыму или Турции?

На побережье Кавказа, особенно в Батуми, волны приходят, разогнавшись через все море, от самой Болгарии. До Крыма от Турции этот путь почти в пять раз короче.

Случаются ли в Черном море цунами?

Цунами по-японски означает «волна в гавани». Порожденная подводным землетрясением или извержением вулкана, такая волна несется к берегам со скоростью от 50 до 1000 км/час. В открытом океане она, как правило, не опасна, хотя и вырастает от 1м до 5м. Но у берега водяной вал достигает 10—15 (а иногда и 50) метров и обрушивается, сметая на своем пути скалы, пристани, дома, деревья...

Цунами случались и в Черном море, на дне которого были и, вероятно, будут находиться эпицентры землетрясений. Черноморские ударные волны редко достигают даже метровой высоты, а средняя скорость их — 120—160 км/час. Но бывали исключения! Самое ужасное —в 1 в. до н.э., когда от удара цунами погиб, поглотился морем располагавшийся на месте современного Сухуми город Диоскурия.

Бывают ли в Черном море приливы?

Причина этих явлений — гравитационное воздействие Луны, которая немного подтягивает к себе водную массу, проходя над океаном (отлив), и отпускает, когда прячется за горизонт (прилив). На побережьях океанов и открытых морей уровень воды поднимается и опускается через каждые 12 часов. Черное море — внутреннее; приливы и отливы в нем настолько малы, что почти незаметны.

Какие штормы бывают в Черном море?

Есть моря, которые почти всегда штормят. Это акватории океанов между сороковой и пятидесятой параллелью. Про те широты моряки говорят: сороковые — роковые, пятидесятые — ревущие. И наоборот, ближе к экватору океан большую часть года спокоен. Эскадра Магеллапа 110 дней пересекала Великий океан и не встретила ни одной бури. За это и назвали его Тихим.

Черное море летом обычно тоже спокойно, будто специально создано для купаний. В сентябре оно начинает волноваться, а зимой штормит так, что гнет столбы и разбивает бетонные причалы — ремонтировать их приходится к каждому курортному сезону. В открытом море зимние волны достигают высоты 6—7 м, а иногда и более, по самые мачты скрывая малые и средние плавсредства, а потом подбрасывая их так, что обнажаются и бешено жужжат в воздухе гребные винты.

Зимой 1969 года на Ялту обрушился многодневный девятибалльный шторм. Волны разбили мол и свободно гуляли по главному причалу. На стапелях стояли теплоходы для ремонта —их сбросило в море. Повалились портальные краны, рельсы с вырванными глыбами мощнейшего гидробетона изогнулись и спутались, как тонкая арматура. Дежурный смотритель маяка не успел сойти на берег, и снять его не удалось ни плавсредствами, ни вертолетом. К счастью, маяк устоял. Зато теплоходы срывались с якорей и швартовых, бились о пристани и друг о друга, тонули. Парапет набережной потрескался, не помогли никакие волнорезы. Фонари разлетелись, деревья и кусты согнулись под тяжестью соленого льда...

Но проходит время — и все забывается. Снова луна, золотая дорожка, чуть слышный шорох волн у ног отдыхающих. Море — гостеприимное.

Как образуются грязевулканические острова?

Единственный настоящий вулкан в Черном море извергался в середине юрского периода мезозойской эры (150— 160 млн. лет назад), был потушен морем и образовал заповедный горный массив Кара-Даг.

Зато действуют вулканы грязевые, когда на дне моря вырываются из-под земля горючие газы. Вместе с газами, которые иногда вспыхивают пламенем, выходит вода, увлекая глину, камни, песок. На дне вырастает холм с кратером, и, если глубина в этом месте небольшая, он может подняться над поверхностью и образовать грязевой остров. Грязевым вулканам, обнаруженным в центральной части Черного моря к югу от Севастополя, до поверхности слишком далеко (2000 м). Но на мелководьях, в районе Керченского пролива, в самом проливе и на юге Азовского моря происходят периодические вспышки газов и образуются грязевые острова. Пока эти острова не размоются штормами, они могут серьезно мешать судоходству.

По описанию очевидца, академика , 5 сентября 1799 года недалеко от города Темрюка в море произошел страшный взрыв, поднялся столб огня и черного дыма, а затем образовался остров диаметром 100м и высотой 2 м. Даже у прославленных отчаянной храбростью запорожских казаков, которые незадолго до того переселились на побережье, этот взрыв и новоявленный остров вызвали мистический ужас.

Д. Тарасенко "Мозаика Чёрного моря"

Сообщение о Черном море может быть использовано учащимися при подготовке к уроку. Доклад о Черное море может быть дополнен интересными фактами.

Рассказ о Черном море

Черное море со всех сторон оно ограничено материком. Проливы Босфор и Дарданеллы соединяют его с Мраморным, а дальше Средиземным морями. Воды Черного моря соединяются с Азовским морем через Керченский пролив. Это море относится к внутренним морям.

Площадь территории Черного моря составляет 422 000 км2. Объем вод — 555 тысяч км3.

Средняя глубина Черного моря составляет около 1315 м, максимальная глубина — 2210 м.

В пределах Украины в Черное море впадают Дунай, Днестр, Южный Буг, Днепр, которые имеют большое влияние на формирование его водного баланса.

Реки приносят пресную воду, но ее часть испаряется с поверхности моря. Соленость черноморской воды составляет 17 ‰ (промилле, грамм соли в литре), в два раза ниже океанической (35 ‰).

Климат Черного моря

Климат Черного моря в основном континентальный. Только Южный берег Крыма и Черноморское побережье Кавказа защищены горами от холодных северных ветров и вследствие этого имеют мягкий средиземноморский климат. Для большей части территории моря характерна теплая влажная зима и жаркое сухое лето.

Растения Черного моря

Растительный мир Черного моря включает в себя 270 видов многоклеточных зелёных, бурых, красных донных водорослей. В составе фитопланктона Черного моря — не менее 600 видов.

Животные Черного моря

Животный мир Черного моря достаточно разнообразен. Прежде всего, это различные виды промышленных и непромышленных рыб — осетровые (крупнейшая из них — белуга), азовская камбала-глосс, кефаль, пеленгас, черноморская камбала-калкан, барабулька-султанка, морской окунь, ставрида, скумбрия, сельдь (в семейство сельдевых входят также хамса, килька, тюлька), бычок, морской ерш, зеленуха и другие — всего около 180 видов. С Средиземного моря через проливы Босфор и Дарданеллы заходят в Черное тунец, мечриба, луфарь, пеламида, сарган.

Водятся здесь также черноморская акула — катран, три вида дельфинов — афалина (самый большой из них, длиной до 3 м и весом до 400 кг), белобочка и азовка (наименьший), встречается два вида скатов, медузы, мидии, рапаны, крабы и другие обитатели морских глубин.

Из-за загрязнения сероводородом органический мир Черного моря хотя и разнообразен, но не богат. Здесь вы не встретите кораллов, морских звезд ежей и лилий, головоногих моллюсков и других групп животных, которые характерны для «обычных», а тем более — тропических морей.

Черное море омывает берега нескольких европейских государств: России, Украины, Румынии, Турции, Болгарии, Грузии, непризнанной Республики Абхазия. Черное море судоходное: здесь есть важные морские транспортные пути, работают крупные грузовые и пассажирские порты Одесса, Варна, Ильичевск, Керчь, Поти и Батуми, Новороссийск, Севастополь, Констанца, Стамбул, Трабзон, Бургас и другие.

Черное море также популярная курортная зона. Известные курорты на Черном море — это Варна, Куяльник и Коблево, также Сухуми, Батуми, Анапа, Сочи, Гагры на грузинском и русском побережье. Особо стоит упомянуть крымские курорты Судак, Феодосию, Ялту, Гурзуф, Коктебель, Евпаторию и другие небольшие курортные поселения.

Надеемся, вы узнали все о Черном море. А рассказ о Черном море Вы можете дополнить через форму комментариев.