Каково объяснение черных дыр?

Answer 1

Долго объяснять. Найдите в Интернете книШку И. С. Шкловского "Звезды: их рождение, жизнь и смерть" (хорошая книШка - 1984 года разлива, но по большей части актуальна до сих пор) . Глава 24 целиком посвящена черным дырам.

Answer 2

Да объяснение "на пальцах" довольно простое: это когда до фига массы оказывается сосредоточенной в настолько маленьком объёме, что вторая космическая скорость на поверхности такого объекта становится равной скорости света.

Вторая космическая скорость тем больше, чем массивне объект и чем он компактне (пропорциональна корню из отношения массы к радиусу) . Так что если утоптать что-то тяжёлое в мелкую сферу, получится чёрная дыра.

Другой и куда боле интересный вопрос - как такое сделать. В космических масштабах чёрные дыры образуются в результате коллапса массивной звезды. Пока звезда ещё "горит", то есть находится на главной последовательности (в ней идёт синтез гелия из водорода) , вес внешних слоёв компенсируется давлением, создаваемым ядерными реакциями в центре звезды. По мере выгорания термоядерного горючего звезда переходит на другой цикл, например гелиевый (из трёх ядер гелия получается ядро водорода) и под конец даже железный, но дальше всё. Синтез элементов тяжеле железа - энергозатратный процесс, и, стало быть, самопроизвольно идти не может. То есть когда звезда выработала весь свой энергетический ресурс и основная её масса превратилась в железо, энерговыделение в ней падает, давление в центре тоже, естессно, падает, а вот вес внешних слоёв никуда не исчезает. И раз давление изнутри не может противостоять давлению снаружи, звезда схлопывается (коллапсирует) . Обычно так появляются нейтронные звёзды. Но при некоторых условиях звезда проскакивает стадию нейтронной звезды, или сама нейтронная звезда в конце концов теряет динамическую устойчивость, и внутренне сопротивление опять перестаёт противодействовать весу внешних слоёв. Вот тут уже всё, финиш, и звезда - точне, то, что от неё осталось, - неизбежно схлопывается в точку. В объект звёздной массы, но невобразимо малых размеров, порядка 10 в -34 см. Это невозможно себе представить, но математика неумолима.

При этом снаружи такой объект представляется совсем других размеров, вполне даже макроскопических. Потому что то, что мы видим, это лишь то, откуда может прийти свет. А свет может прийти только с того места, где вторая космическая скорость меньше скорости света. То есть этот сверхкомпактный объект окружён областью пространства довольно большого радиуса, из которой свет не может выбраться, и вот этот радиус и кажется нам "размером чёрной дыры".