Črne luknje so nekatera najbolj nenavadna in najbolj fascinantna telesa v vesolju. So predmeti z izjemno visoka gostota. In imajo tako močno gravitacijo, da niti svetloba ne more ubežati njihovemu pošastnemu objemu.

Albert Einstein je leta 1916 s svojo splošno teorijo relativnosti prvi napovedal obstoj črnih lukenj. Izraz "črna luknja" je leta 1967 skoval ameriški astronom John Wheeler. Prvič je bil uporabljen leta 1971.

Obstajajo tri vrste črnih lukenj: običajne črne luknje, supermasivne črne luknje in vmesne črne luknje.

Navadne črne luknje. Majhen, a smrtonosen

Leta 2014 so astronomi odkrili predmet, za katerega se je izkazalo, da je črna luknja srednje mase. Nahaja se v rokavu spiralne galaksije.

Teorija črnih lukenj – kako delujejo

Črne luknje so neverjetno velike. Toda hkrati zasedajo majhno površino prostora. Med maso in gravitacijo obstaja neposredna povezava. To pomeni, da imajo izjemno močno gravitacijsko polje. Skoraj nič jim ne more uiti. V klasični fiziki celo svetloba, ki vstopi v črno luknjo, je ne more zapustiti.

Ta močna privlačnost ustvarja težave pri opazovanju, ko gre za črne luknje. Znanstveniki jih preprosto ne morejo »videti« tako, kot lahko vidijo zvezde in druge predmete v vesolju. Za odkrivanje teh predmetov se znanstveniki zanašajo na sevanje, ki se oddaja, ko črna luknja zaužije prah in plin. , ki ležijo v središču galaksije, so morda zavite v prah in plin okoli sebe. To lahko blokira opazovanje referenčnih emisij.

Včasih, ko se snov premika proti črni luknji, se odbije od obzorja dogodkov in odleti ven, namesto da bi jo potegnilo vase. Ustvarjajo se svetli curki materiala, ki se premikajo s skoraj relativističnimi hitrostmi. Čeprav sama črna luknja ostaja nevidna, je te močne curke mogoče videti z velikih razdalj.

Obzorje dogodkov

Črne luknje imajo tri "plasti" - zunanjo plast, obzorje dogodkov in singularnost.

Horizont dogodkov črne luknje je kraj, kjer svetloba izgubi sposobnost uhajanja. Ko delec enkrat prečka obzorje dogodkov, ne more več ubežati črni luknji. Na obzorju dogodkov je gravitacija konstantna.

Notranje območje črne luknje, kjer je njena masa, je znano kot singularnost. To je edina točka v prostoru-času, kjer je skoncentrirana masa črne luknje.

Po konceptih klasične mehanike in fizike nič ne more. Ko pa enačbi dodamo še kvantno mehaniko, se stvari nekoliko spremenijo. V kvantni mehaniki za vsak delec obstaja antidelec. Je delec z enako maso in nasprotnim električnim nabojem. Ko se srečata, lahko par delec-antidelec anihilira.

Če se par delec-antidelec ustvari izven dosega obzorja dogodkov črne luknje, lahko eden od delcev pade v črno luknjo, drugi pa se lahko izvrže. Zaradi tega se masa črne luknje zmanjša. Ta proces se imenuje Hawkingovo sevanje. In črna luknja lahko začne razpadati, kar klasična mehanika zavrača.

Znanstveniki še vedno delajo na ustvarjanju enačb, ki bi jih lahko uporabili za razumevanje delovanja črnih lukenj.

Sijoča ​​svetloba dvojnih črnih lukenj

Leta 2015 so astronomi z laserskim interferometrom Gravitational-Wave Observatory (GWO) prvič zaznali gravitacijske valove. Od takrat je bilo s tem orodjem opaženih več drugih podobnih incidentov. Gravitacijski valovi, ki jih vidi LIGO, izvirajo iz združitve majhnih črnih lukenj.

Opazovanja LIGO omogočajo tudi vpogled v smer vrtenja črne luknje. Ko se par črnih lukenj vrti druga okoli druge, se lahko vrtita v isto smer. Lahko pa so smeri vrtenja popolnoma drugačne.

Obstajata dve teoriji o tem, kako nastanejo binarne črne luknje. Prvi nakazuje, da so nastale približno ob istem času, iz dveh zvezd. Lahko bi bila rojena skupaj in umrla približno ob istem času. Zvezde spremljevalke bi imele podobno smer vrtenja. Zato bi se tudi črne luknje, ki so jih pustili za sabo, vrtele na podoben način.

Po drugem modelu se črne luknje v zvezdni kopici spustijo v njeno središče in se povežejo. Ti spremljevalci bi imeli naključno usmerjenost vrtenja v primerjavi drug z drugim. Opazovanja črnih lukenj z različnimi orientacijami vrtenja, opravljena z LIGO, zagotavljajo bolj prepričljive dokaze za to teorijo nastanka.

Vaša smrt bo prišla, preden boste dosegli singularnost. Študija iz leta 2012 kaže, da bo to povzročilo, da bo obzorje dogodkov delovalo kot ognjeni zid, ki vas bo takoj opekel do smrti.

Črne luknje se ne "posrkajo". Sesanje povzroči nekaj, kar je potisnjeno v vakuum, kar ogromna črna luknja zagotovo ni. Namesto tega predmeti preprosto padejo vanje.

Prvi predmet, ki so ga odkrili kot črno luknjo, je Cygnus X-1. C Leta 1971 so znanstveniki odkrili radijske emisije, ki izvirajo iz Laboda X-1. Odkrili so ogromen skriti predmet in ga identificirali kot črno luknjo.

Cygnus X-1 je bil leta 1974 predmet prijateljskega spora med Stephenom Hawkingom in teoretičnim fizikom Kipom Thornom. Slednji je trdil, da je ta vir črna luknja. Leta 1990 je Hawking priznal poraz.

Miniaturne črne luknje bi lahko nastale takoj zatem. Hitro širitev vesolja je morda stisnila nekatere njegove regije v majhne, ​​goste črne luknje. Bili so manj masivni od Sonca.

Če gre zvezda preblizu črne luknje, bi jo ta lahko pogoltnila. Astronomi ocenjujejo, da je v Rimski cesti med 10 milijonov in milijardo črnih lukenj, katerih masa je približno trikrat večja od Sončeve.

Teorija strun predlaga več vrst ogromnih velikanskih črnih lukenj kot običajna klasična mehanika.

Črne luknje so neverjetna krma za znanstvenofantastične knjige in filme. Film se je močno zanašal na posvetovanje s teoretičnim fizikom Kipom Thornom. To nam je omogočilo, da smo v hollywoodski izdelek vnesli pravo znanost. Pravzaprav je delo s posebnimi učinki za filmsko uspešnico privedlo do izboljšanega znanstvenega razumevanja tega, kako bi lahko izgledali oddaljeni svetovi, ko se nahajajo v bližini hitro vrteče se črne luknje.

Če najdete napako, označite del besedila in kliknite Ctrl+Enter.

V stiku z

Tako za znanstvenike preteklih stoletij kot za raziskovalce našega časa je največja skrivnost vesolja črna luknja. Kaj je znotraj tega fiziki popolnoma neznanega sistema? Kateri zakoni tam veljajo? Kako teče čas v črni luknji in zakaj od tam ne morejo uiti niti svetlobni kvanti? Zdaj bomo seveda skušali z vidika teorije in ne prakse razumeti, kaj je znotraj črne luknje, zakaj je načeloma nastala in obstaja, kako privlači predmete, ki jo obkrožajo.

Najprej opišemo ta predmet

Torej, črna luknja je določeno področje vesolja v vesolju. Nemogoče ga je izpostaviti kot ločeno zvezdo ali planet, saj ni niti trdno niti plinasto telo. Brez osnovnega razumevanja, kaj je prostor-čas in kako se lahko te dimenzije spreminjajo, je nemogoče razumeti, kaj je v črni luknji. Gre za to, da to območje ni samo prostorska enota. ki izkrivlja tako tri razsežnosti, ki jih poznamo (dolžino, širino in višino), kot tudi časovnico. Znanstveniki so prepričani, da v območju obzorja (tako imenovano območje, ki obdaja luknjo) čas dobi prostorski pomen in se lahko premika naprej in nazaj.

Spoznajmo skrivnosti gravitacije

Če želimo razumeti, kaj je v črni luknji, si poglejmo pobližje, kaj je gravitacija. Prav ta pojav je ključen pri razumevanju narave tako imenovanih "črvtin", iz katerih ne more uiti niti svetloba. Gravitacija je interakcija med vsemi telesi, ki imajo materialno osnovo. Moč te gravitacije je odvisna od molekularne sestave teles, od koncentracije atomov, pa tudi od njihove sestave. Več ko se delcev zruši na določenem območju prostora, večja je gravitacijska sila. To je neločljivo povezano s teorijo velikega poka, ko je bilo naše vesolje veliko kot grah. To je bilo stanje največje singularnosti in kot posledica bliska svetlobnih kvantov se je prostor začel širiti zaradi dejstva, da so se delci medsebojno odbijali. Znanstveniki črno luknjo opisujejo ravno nasprotno. Kaj je znotraj take stvari v skladu z TBZ? Singularnost, ki je enaka indikatorjem, ki so značilni za naše vesolje v trenutku njegovega rojstva.

Kako snov pride v črvino?

Obstaja mnenje, da človek nikoli ne bo mogel razumeti, kaj se dogaja v črni luknji. Ker ko bo tam, ga bo gravitacija in sila težnosti dobesedno zdrobila. Pravzaprav to ni res. Da, res, črna luknja je območje singularnosti, kjer je vse stisnjeno do maksimuma. Toda to sploh ni "vesoljski sesalnik", ki bi lahko posrkal vse planete in zvezde. Vsak materialni objekt, ki se znajde na obzorju dogodkov, bo opazil močno distorzijo prostora in časa (za zdaj ti enoti stojita ločeno). Evklidski geometrijski sistem bo začel delovati nepravilno, z drugimi besedami, sekali se bodo in obrisi stereometričnih likov ne bodo več poznani. Kar zadeva čas, se bo postopoma upočasnil. Bolj kot se približujete luknji, počasneje se bo ura premikala glede na zemeljski čas, vendar tega ne boste opazili. Pri padcu v črvino bo telo padlo s hitrostjo nič, vendar bo ta enota enaka neskončnosti. ukrivljenost, ki izenači neskončno z nič, kar končno ustavi čas v območju singularnosti.

Reakcija na oddano svetlobo

Edini predmet v vesolju, ki privlači svetlobo, je črna luknja. Kaj je v njem in v kakšni obliki je tam, ni znano, domnevajo pa, da je trda tema, kar si je nemogoče predstavljati. Svetlobni kvanti, ki pridejo tja, ne izginejo preprosto. Njihova masa se pomnoži z maso singularnosti, ki jo naredi še večjo in poveča. Tako, če v črvini prižgete svetilko, da pogledate naokoli, ne bo svetila. Emitirani kvanti se bodo nenehno množili z maso luknje, vi pa boste, grobo rečeno, samo poslabšali svojo situacijo.

Črne luknje na vsakem koraku

Kot smo že ugotovili, je osnova nastanka gravitacija, katere obseg je milijonkrat večji kot na Zemlji. Natančno predstavo o tem, kaj je črna luknja, je svetu dal Karl Schwarzschild, ki je pravzaprav odkril sam obzorje dogodkov in točko brez vrnitve ter ugotovil, da je nič v stanju singularnosti enaka neskončnost. Po njegovem mnenju lahko črna luknja nastane kjerkoli v vesolju. V tem primeru mora določen materialni predmet sferične oblike doseči gravitacijski polmer. Na primer, masa našega planeta se mora prilegati prostornini enega graha, da postane črna luknja. In Sonce bi moralo imeti s svojo maso premer 5 kilometrov - takrat bo njegovo stanje postalo singularno.

Horizont za nastanek novega sveta

Zakoni fizike in geometrije popolnoma delujejo na zemlji in v vesolju, kjer je vesolje blizu vakuumu. Toda na obzorju dogodkov popolnoma izgubijo svoj pomen. Zato je z matematičnega vidika nemogoče izračunati, kaj je v črni luknji. Slike, do katerih lahko pridete, če prostor upogibate v skladu z našimi predstavami o svetu, so verjetno daleč od resnice. Ugotovljeno je bilo le, da čas tu prehaja v prostorsko enoto in najverjetneje obstoječim dimenzijam doda še nekaj. To omogoča verjeti, da se znotraj črne luknje (fotografija, kot veste, tega ne bo pokazala, saj svetloba tam poje) oblikujejo popolnoma drugačni svetovi. Ta vesolja so morda sestavljena iz antimaterije, ki znanstvenikom trenutno ni znana. Obstajajo tudi različice, da je sfera brez povratka le portal, ki vodi bodisi v drug svet bodisi v druge točke našega vesolja.

Rojstvo in smrt

Veliko več kot obstoj črne luknje je njen nastanek ali izginotje. Krogla, ki izkrivlja prostor-čas, kot smo že ugotovili, nastane kot posledica kolapsa. To je lahko eksplozija velike zvezde, trk dveh ali več teles v vesolju ipd. Toda kako je snov, ki se je teoretično lahko dotaknemo, postala domena časovnega popačenja? Uganka je v teku. Sledi pa drugo vprašanje - zakaj takšne sfere nepovrata izginjajo? In če črne luknje izhlapijo, zakaj potem ta svetloba in vsa vesoljna snov, ki so jo posrkale, ne prideta iz njih? Ko se snov v območju singularnosti začne širiti, se gravitacija postopoma zmanjšuje. Posledično se črna luknja preprosto raztopi in na njenem mestu ostane običajni vakuumski vesoljski prostor. Iz tega sledi še ena skrivnost - kam je šlo vse, kar je šlo vanj?

Je gravitacija naš ključ do srečne prihodnosti?

Raziskovalci so prepričani, da lahko energetsko prihodnost človeštva kroji črna luknja. Kaj je znotraj tega sistema, še ni znano, ugotovljeno pa je, da se na obzorju dogodkov vsaka snov pretvori v energijo, vendar seveda delno. Na primer, človek, ki se znajde blizu točke brez vrnitve, bo dal 10 odstotkov svoje snovi za predelavo v energijo. Ta številka je preprosto ogromna, postala je senzacija med astronomi. Dejstvo je, da se na Zemlji le 0,7 odstotka snovi pretvori v energijo.

Pojem črne luknje poznajo vsi – od šolarjev do starejših; uporablja se v znanstveni in fantastični literaturi, v rumenih medijih itd znanstvene konference. Toda kaj točno so takšne luknje, ni znano vsem.

Iz zgodovine črnih lukenj

1783 Prvo hipotezo o obstoju takšnega pojava, kot je črna luknja, je leta 1783 predstavil angleški znanstvenik John Michell. V svoji teoriji je združil dve Newtonovi stvaritvi – optiko in mehaniko. Michellova zamisel je bila naslednja: če je svetloba tok drobnih delcev, potem morajo, tako kot vsa druga telesa, delci izkusiti privlačnost gravitacijskega polja. Izkazalo se je, da bolj ko je zvezda masivna, težje se svetloba upre njeni privlačnosti. 13 let za Michellom je francoski astronom in matematik Laplace predstavil (najverjetneje neodvisno od britanskega kolega) podobno teorijo.

1915 Vendar so vsa njihova dela ostala nepreklicana do začetka 20. stoletja. Leta 1915 je Albert Einstein objavil Splošno teorijo relativnosti in pokazal, da je gravitacija ukrivljenost vesolja-časa, ki jo povzroča snov, nekaj mesecev pozneje pa je nemški astronom in teoretični fizik Karl Schwarzschild z njo rešil določen astronomski problem. Raziskoval je strukturo ukrivljenega prostora-časa okoli Sonca in ponovno odkril pojav črnih lukenj.

(John Wheeler je skoval izraz "črne luknje")

1967 Ameriški fizik John Wheeler je orisal prostor, ki ga je mogoče kot kos papirja zmečkati v neskončno majhno točko in ga označil z izrazom »črna luknja«.

1974 Britanski fizik Stephen Hawking je dokazal, da lahko črne luknje, čeprav absorbirajo snov brez povratka, oddajajo sevanje in na koncu izhlapijo. Ta pojav se imenuje "Hawkingovo sevanje".

2013 Najnovejša raziskava pulsarjev in kvazarjev ter odkritje kozmičnega mikrovalovnega sevanja ozadja je končno omogočilo opis samega koncepta črnih lukenj. Leta 2013 se je plinski oblak G2 zelo približal črni luknji in ga bo najverjetneje absorbirala, opazovanje edinstvenega procesa pa ponuja ogromno možnosti za nova odkritja značilnosti črnih lukenj.

(Ogromen objekt Strelec A*, njegova masa je 4 milijonkrat večja od Sonca, kar pomeni kopico zvezd in nastanek črne luknje)

2017. Skupina znanstvenikov iz večdržavne kolaboracije Event Horizon Telescope, ki povezuje osem teleskopov z različnih točk na zemeljskih celinah, je opazovala črno luknjo, ki je supermasiven objekt, ki se nahaja v galaksiji M87, ozvezdje Device. Masa objekta je 6,5 milijarde (!) Sončevih mas, orjaško večja od masivnega objekta Strelec A*, za primerjavo, s premerom, ki je nekoliko manjši od razdalje od Sonca do Plutona.

Opazovanja so potekala v več fazah, od pomladi 2017 in skozi vsa obdobja 2018. Količina informacij je znašala petabajtov, nato pa jih je bilo treba dešifrirati in pridobiti pristno sliko ultra oddaljenega objekta. Zato je trajalo še celi dve leti, da so vse podatke temeljito obdelali in združili v eno celoto.

2019 Podatki so bili uspešno dešifrirani in prikazani, tako da je nastala prva slika črne luknje.

(Prva slika črne luknje v galaksiji M87 v ozvezdju Device)

Ločljivost slike vam omogoča, da vidite senco točke nepovrata v središču predmeta. Slika je bila pridobljena kot rezultat ultra dolgih osnovnih interferometričnih opazovanj. Gre za tako imenovana sinhrona opazovanja enega objekta z več radijskimi teleskopi, ki so med seboj povezani v mrežo in se nahajajo v različne dele globus, ki kaže v eno smer.

Kaj pravzaprav so črne luknje

Lakonična razlaga pojava gre takole.

Črna luknja je prostor-časovno območje, katerega gravitacijska privlačnost je tako močna, da ga noben predmet, vključno s svetlobnimi kvanti, ne more zapustiti.

Črna luknja je bila nekoč ogromna zvezda. Dokler termonuklearne reakcije ohranjajo visok tlak v njegovih globinah, je vse normalno. Toda sčasoma se zaloga energije izčrpa in nebesno telo se pod vplivom lastne gravitacije začne krčiti. Zadnja stopnja tega procesa je kolaps zvezdnega jedra in nastanek črne luknje.

• 1. Črna luknja z veliko hitrostjo izvrže curek


• 2. Disk snovi zraste v črno luknjo


• 3. Črna luknja


• 4. Podroben diagram območja črne luknje


• 5. Velikost najdenih novih opazovanj

Najpogostejša teorija je, da podobni pojavi obstajajo v vsaki galaksiji, vključno s središčem naše Rimske ceste. Ogromna gravitacijska sila luknje lahko okoli sebe zadrži več galaksij in jim prepreči, da bi se oddaljile druga od druge. "Območje pokritosti" je lahko različno, vse je odvisno od mase zvezde, ki se je spremenila v črno luknjo, in je lahko na tisoče svetlobnih let.

Schwarzschildov radij

Glavna lastnost črne luknje je, da se nobena snov, ki pade vanjo, ne more več vrniti. Enako velja za svetlobo. V svojem bistvu so luknje telesa, ki popolnoma absorbirajo vso svetlobo, ki pada nanje, in ne oddajajo nobene svoje. Takšni predmeti se lahko vizualno zdijo kot strdki popolne teme.

• 1. Gibanje snovi s polovično hitrostjo svetlobe


• 2. Fotonski obroč


• 3. Notranji fotonski obroč


• 4. Horizont dogodkov v črni luknji

Na podlagi Einsteinove splošne teorije relativnosti se telo, če se približa kritični razdalji do središča luknje, ne bo več moglo vrniti. Ta razdalja se imenuje Schwarzschildov radij. Kaj točno se zgodi znotraj tega radija, ni zagotovo znano, vendar obstaja najpogostejša teorija. Menijo, da je vsa snov črne luknje skoncentrirana v neskončno majhni točki, v njenem središču pa je objekt z neskončno gostoto, kar znanstveniki imenujejo singularna motnja.

Kako pride do padca v črno luknjo?

(Na sliki je črna luknja Strelec A* videti kot izjemno svetel grozd svetlobe)

Ne tako dolgo nazaj, leta 2011, so znanstveniki odkrili plinski oblak, ki so mu dali preprosto ime G2, ki oddaja nenavadno svetlobo. Ta sij je morda posledica trenja v plinu in prahu, ki ga povzroča črna luknja Strelec A*, ki kroži okoli nje kot akrecijski disk. Tako postanemo opazovalci neverjetnega pojava absorpcije plinskega oblaka s supermasivno črno luknjo.

Glede na nedavne študije se bo črna luknja čim bolj približala marca 2014. Poustvarimo lahko sliko, kako se bo odvijal ta vznemirljivi spektakel.

• 1. Ko se plinski oblak prvič pojavi v podatkih, je podoben ogromni krogli plina in prahu.


• 2. Zdaj, junija 2013, je oblak od črne luknje oddaljen več deset milijard kilometrov. Vanjo pade s hitrostjo 2500 km/s.


• 3. Pričakuje se, da bo oblak šel mimo črne luknje, vendar bodo plimske sile, ki jih povzroči razlika v gravitaciji, ki deluje na sprednji in zadnji rob oblaka, povzročile, da bo ta dobival vse bolj podolgovato obliko.


• 4. Ko se oblak raztrga, bo večina najverjetneje stekla v akrecijski disk okoli strelca A* in v njem ustvarila udarne valove. Temperatura bo poskočila na nekaj milijonov stopinj.


• 5. Del oblaka bo padel neposredno v črno luknjo. Nihče ne ve natančno, kaj se bo s to snovjo zgodilo naprej, vendar se pričakuje, da bo med padcem oddajala močne tokove rentgenskih žarkov in je nikoli več ne bodo videli.

Video: črna luknja pogoltne plinski oblak

(Računalniška simulacija tega, koliko plinskega oblaka G2 bi uničila in porabila črna luknja Sagittarius A*)

Kaj je v črni luknji

Obstaja teorija, ki pravi, da je črna luknja v notranjosti praktično prazna, vsa njena masa pa je skoncentrirana v neverjetno majhni točki, ki se nahaja v njenem samem središču – singularnosti.

Po drugi teoriji, ki obstaja že pol stoletja, vse, kar pade v črno luknjo, preide v drugo vesolje, ki se nahaja v sami črni luknji. Zdaj ta teorija ni glavna.

In obstaja še tretja, najbolj sodobna in trdovratna teorija, po kateri se vse, kar pade v črno luknjo, raztopi v nihanjih strun na njeni površini, ki jo označujemo kot obzorje dogodkov.

Kaj je torej obzorje dogodkov? V notranjost črne luknje je nemogoče pogledati tudi s super zmogljivim teleskopom, saj tudi svetloba, ki vstopi v velikanski vesoljski lijak, nima možnosti, da bi se vrnila nazaj. Vse, kar je mogoče vsaj nekako upoštevati, se nahaja v njegovi neposredni bližini.

Horizont dogodkov je običajna površinska linija, izpod katere ne more uiti nič (ne plin, ne prah, ne zvezde, ne svetloba). In to je zelo skrivnostna točka brez vrnitve v črnih luknjah vesolja.

Od vseh objektov, znanih človeštvu, ki se nahajajo v vesolju, črne luknje proizvajajo najbolj grozljiv in nerazumljiv vtis. Ta občutek prevzame skoraj vsakega človeka ob omembi črnih lukenj, kljub temu, da jih človeštvo pozna že več kot stoletje in pol. Prva spoznanja o teh pojavih so bila pridobljena veliko pred Einsteinovimi publikacijami o teoriji relativnosti. Toda prava potrditev obstoja teh predmetov je bila prejeta ne tako dolgo nazaj.

Seveda so črne luknje upravičeno znane po svoji nenavadnosti telesne lastnosti, ki porajajo še več skrivnosti v vesolju. Z lahkoto izpodbijajo vse kozmične zakone fizike in kozmične mehanike. Da bi razumeli vse podrobnosti in principe obstoja takšnega pojava, kot je kozmična luknja, se moramo seznaniti s sodobnimi dosežki astronomije in uporabiti svojo domišljijo, poleg tega pa bomo morali preseči standardne koncepte. Za lažje razumevanje in spoznavanje vesoljskih lukenj smo na portalu pripravili veliko zanimivih informacij o teh pojavih v vesolju.

Značilnosti črnih lukenj s portala

Najprej je treba opozoriti, da črne luknje ne nastanejo od nikoder, nastanejo iz zvezd, ki so velikanske velikosti in mase. Še več, največja značilnost in edinstvenost vsake črne luknje je, da ima zelo močno gravitacijsko silo. Sila privlačnosti predmetov v črno luknjo presega drugo ubežno hitrost. Takšni gravitacijski indikatorji kažejo, da tudi svetlobni žarki ne morejo uiti iz polja delovanja črne luknje, saj imajo veliko manjšo hitrost.

Posebnost privlačnosti je, da privlači vse predmete, ki so v neposredni bližini. Večji kot je predmet, ki gre v bližini črne luknje, večji vpliv in privlačnost bo prejel. Skladno s tem lahko sklepamo, da večji ko je objekt, močneje ga privlači črna luknja, in da bi se izognili takšnemu vplivu, mora imeti kozmično telo zelo visoke hitrosti gibanja.

Zanesljivo je tudi ugotoviti, da v celotnem vesolju ni telesa, ki bi se lahko izognilo privlačnosti črne luknje, če se znajde v njeni neposredni bližini, saj temu vplivu ne more uiti niti najhitrejši svetlobni tok. Teorija relativnosti, ki jo je razvil Einstein, je odlična za razumevanje značilnosti črnih lukenj. Po tej teoriji lahko gravitacija vpliva na čas in izkrivlja prostor. Prav tako navaja, da večji kot je predmet v vesolju, bolj upočasnjuje čas. V bližini same črne luknje se zdi, da se čas popolnoma ustavi. Ob udarcu vesoljska ladja v polju delovanja kozmične luknje bi lahko opazovali, kako bi se upočasnila, ko bi se približala, in na koncu popolnoma izginila.

Ne smete se preveč bati pojavov, kot so črne luknje, in verjeti vsem neznanstvenim informacijam, ki morda obstajajo v tem trenutku. Najprej moramo razbliniti najpogostejši mit, da lahko črne luknje posrkajo vase vso snov in predmete okoli sebe, pri tem pa rastejo in absorbirajo vse več. Nič od tega ni povsem res. Da, res lahko absorbirajo vesoljska telesa in snov, vendar le tista, ki so na določeni razdalji od same luknje. Razen močne gravitacije se ne razlikujejo veliko od navadnih zvezd z velikansko maso. Tudi ko se naše Sonce spremeni v črno luknjo, bo lahko vase posrkalo le predmete, ki se nahajajo na kratki razdalji, vsi planeti pa se bodo še naprej vrteli v svojih običajnih orbitah.

Če se obrnemo na teorijo relativnosti, lahko sklepamo, da lahko vsi predmeti z močno gravitacijo vplivajo na ukrivljenost časa in prostora. Poleg tega, večja kot je telesna masa, močnejša bo distorzija. Nedavno so znanstveniki to lahko videli v praksi, ko so lahko opazovali druge objekte, ki bi morali biti nedosegljivi našim očem zaradi ogromnih vesoljskih teles, kot so galaksije ali črne luknje. Vse to je mogoče zaradi dejstva, da so svetlobni žarki, ki prehajajo v bližini črne luknje ali drugega telesa, zelo močno upognjeni pod vplivom njihove gravitacije. Ta vrsta popačenja omogoča znanstvenikom, da pogledajo veliko dlje v vesolje. Toda s takšnimi študijami je zelo težko določiti pravo lokacijo preučevanega telesa.

Črne luknje se ne pojavijo od nikoder; nastanejo zaradi eksplozije supermasivnih zvezd. Še več, da bi nastala črna luknja, mora biti masa eksplodirane zvezde vsaj desetkrat večja od mase Sonca. Vsaka zvezda obstaja zaradi termonuklearnih reakcij, ki potekajo znotraj zvezde. V tem primeru se med postopkom zlivanja sprosti vodikova zlitina, ki pa ne more zapustiti vplivnega območja zvezde, saj njena gravitacija privlači vodik nazaj. Ta celoten proces omogoča zvezdam obstoj. Sinteza vodika in gravitacija zvezd sta dokaj dobro delujoča mehanizma, vendar lahko motnje tega ravnovesja povzročijo eksplozijo zvezde. V večini primerov je posledica izčrpanosti jedrskega goriva.

Glede na maso zvezde je možnih več scenarijev njihovega razvoja po eksploziji. Tako masivne zvezde tvorijo polje eksplozije supernove in večina jih ostane za jedrom prejšnje zvezde; astronavti takšne objekte imenujejo bele pritlikavke. V večini primerov se okoli teh teles oblikuje plinski oblak, ki ga na mestu zadržuje gravitacija pritlikavca. Možna je tudi druga pot razvoja supermasivnih zvezd, pri kateri bo nastala črna luknja zelo močno pritegnila vso materijo zvezde v svoje središče, kar bo povzročilo njeno močno stiskanje.

Tako stisnjena telesa imenujemo nevtronske zvezde. V najredkejših primerih je po eksploziji zvezde možen nastanek črne luknje v našem sprejetem razumevanju tega pojava. Da pa nastane luknja, mora biti masa zvezde preprosto ogromna. V tem primeru, ko je ravnovesje jedrskih reakcij porušeno, gravitacija zvezde preprosto ponori. Hkrati se začne aktivno sesuvati, nakar postane le točka v prostoru. Z drugimi besedami, lahko rečemo, da zvezda kot fizični objekt preneha obstajati. Kljub temu, da izgine, za njim nastane črna luknja z enako gravitacijo in maso.

To je kolaps zvezd, ki vodi do dejstva, da popolnoma izginejo, na njihovem mestu pa nastane črna luknja z enakimi fizikalnimi lastnostmi kot izginila zvezda. Edina razlika je večja stopnja stiskanja luknje kot prostornina zvezde. večina glavna značilnost Vse črne luknje imajo svojo singularnost, ki določa njeno središče. To področje kljubuje vsem zakonom fizike, materije in prostora, ki prenehajo obstajati. Da bi razumeli koncept singularnosti, lahko rečemo, da je to pregrada, ki se imenuje kozmični dogodkovni horizont. Je tudi zunanja meja črne luknje. Singularnost lahko imenujemo točka brez vrnitve, saj tam začne delovati ogromna gravitacijska sila luknje. Tudi svetloba, ki prečka to oviro, ne more uiti.

Horizont dogodkov ima tako privlačen učinek, da privlači vsa telesa s svetlobno hitrostjo; ko se približujete sami črni luknji, se indikatorji hitrosti še bolj povečajo. Zato so vsi predmeti, ki padejo v doseg te sile, obsojeni na to, da jih posrka luknja. Treba je opozoriti, da so takšne sile sposobne spremeniti telo, ki ga ujame delovanje takšne privlačnosti, nato pa se raztegnejo v tanko vrvico in nato popolnoma prenehajo obstajati v prostoru.

Razdalja med obzorjem dogodkov in singularnostjo se imenuje Schwarzschildov radij. Zato večja kot je črna luknja, večji bo obseg delovanja. Na primer, lahko rečemo, da bi črna luknja, ki bi bila tako masivna kot naše Sonce, imela Schwarzschildov radij tri kilometre. V skladu s tem imajo velike črne luknje večji doseg.

Iskanje črnih lukenj je precej težaven proces, saj svetloba iz njih ne more uiti. Zato iskanje in opredelitev temeljita le na posrednih dokazih o njihovem obstoju. Najenostavnejša metoda, ki jo znanstveniki uporabljajo, da jih najdejo, je, da jih iščejo z iskanjem mest v temnem prostoru, če imajo veliko maso. V večini primerov astronomom uspe najti črne luknje v binarnih zvezdnih sistemih ali v središčih galaksij.

Večina astronomov se nagiba k prepričanju, da je v središču naše galaksije tudi super-močna črna luknja. Ta izjava postavlja vprašanje, ali bo ta luknja lahko pogoltnila vse v naši galaksiji? V resnici je to nemogoče, saj ima sama luknja enako maso kot zvezde, saj je ustvarjena iz zvezde. Poleg tega vsi izračuni znanstvenikov ne napovedujejo nobenih globalnih dogodkov, povezanih s tem predmetom. Še več, še milijarde let se bodo kozmična telesa naše galaksije tiho vrtela okoli te črne luknje brez kakršnih koli sprememb. Dokazi o obstoju luknje v središču Rimske ceste lahko izhajajo iz rentgenskih valov, ki so jih posneli znanstveniki. In večina astronomov je nagnjena k prepričanju, da jih črne luknje aktivno oddajajo v ogromnih količinah.

V naši galaksiji pogosto obstajajo zvezdni sistemi, sestavljeni iz dveh zvezd, pogosto pa lahko ena od njih postane črna luknja. V tej različici črna luknja absorbira vsa telesa na svoji poti, snov pa se začne vrteti okoli nje, zaradi česar nastane tako imenovani pospeševalni disk. Posebnost je, da poveča hitrost vrtenja in se pomakne bližje središču. Snov, ki pade v sredino črne luknje, oddaja rentgenske žarke, sama snov pa se uniči.

Dvojni zvezdni sistemi so prvi kandidati za status črne luknje. V takih sistemih je najlažje najti črno luknjo, zaradi prostornine vidne zvezde je mogoče izračunati kazalnike njenega nevidnega brata. Trenutno je lahko prvi kandidat za status črne luknje zvezda iz ozvezdja Cygnus, ki aktivno oddaja rentgenske žarke.

Če sklepamo po vsem naštetem o črnih luknjah, lahko rečemo, da niso tako nevarni pojavi, seveda so v primeru neposredne bližine zaradi sile težnosti najmočnejši objekti v vesolju. Zato lahko rečemo, da se ne razlikujejo posebej od drugih teles, njihova glavna značilnost je močno gravitacijsko polje.

O namenu črnih lukenj je bilo predlaganih ogromno teorij, nekatere so bile celo absurdne. Tako so po enem od njih znanstveniki verjeli, da lahko črne luknje rodijo nove galaksije. Ta teorija temelji na dejstvu, da je naš svet dokaj ugoden kraj za nastanek življenja, a če bi se eden od dejavnikov spremenil, bi bilo življenje nemogoče. Zaradi tega se spreminjajo edinstvenost in značilnosti fizične lastnosti v črnih luknjah lahko nastane popolnoma novo vesolje, ki bo bistveno drugačno od našega. Toda to je le teorija in precej šibka zaradi dejstva, da ni dokazov o takšnem učinku črnih lukenj.

Kar zadeva črne luknje, ne samo, da lahko absorbirajo snov, ampak lahko tudi izhlapijo. Podoben pojav je bil dokazan že pred nekaj desetletji. To izhlapevanje lahko povzroči, da črna luknja izgubi vso svojo maso in nato popolnoma izgine.

Vse to je najmanjša informacija o črnih luknjah, ki jo lahko izveste na spletni strani portala. Ogromno zanimivih informacij imamo tudi o drugih kozmičnih pojavih.

Razmislite o skrivnostnem in nevidnem črne luknje v vesolju: zanimivosti, Einsteinove raziskave, supermasivni in srednji tipi, teorija, struktura.

- eden najbolj zanimivih in skrivnostnih predmetov v vesolju. Imajo veliko gostoto, gravitacijska sila pa je tako močna, da niti svetloba ne more uiti izven njenih meja.

Albert Einstein je o črnih luknjah prvič spregovoril leta 1916, ko je ustvaril splošno teorijo relativnosti. Sam izraz je nastal leta 1967 po zaslugi Johna Wheelerja. In prvo črno luknjo so "videli" leta 1971.

Razvrstitev črnih lukenj vključuje tri vrste: črne luknje zvezdne mase, supermasivne črne luknje in črne luknje srednje mase. Vsekakor si oglejte video o črnih luknjah, če želite izvedeti veliko zanimiva dejstva in bolje spoznajte te skrivnostne kozmične tvorbe.

Zanimiva dejstva o črnih luknjah

• Če se znajdete v črni luknji, vas bo gravitacija raztegnila. Vendar se ni treba bati, saj boste umrli, preden boste dosegli singularnost. Študija iz leta 2012 je pokazala, da kvantni učinki spremenijo obzorje dogodkov v ognjeni zid, ki vas spremeni v kup pepela.
• Črne luknje niso "zanič". Ta proces je posledica vakuuma, ki ga v tej tvorbi ni. Tako material preprosto odpade.
• Prva črna luknja je bila Cygnus X-1, ki so jo odkrile rakete z Geigerjevimi števci. Leta 1971 so znanstveniki prejeli radijski signal Laboda X-1. Ta predmet je postal predmet spora med Kipom Thornom in Stephenom Hawkingom. Slednji je menil, da ne gre za črno luknjo. Leta 1990 je priznal poraz.
• Drobne črne luknje so se morda pojavile takoj po velikem poku. Hitro vrteči se prostor je stisnil nekatera področja v goste luknje, manj masivne od Sonca.
• Če se zvezda preveč približa, se lahko raztrga.
• Po splošnih ocenah obstaja do milijarda zvezdnih črnih lukenj s trikratno maso Sonca.
• Če primerjamo teorijo strun in klasično mehaniko, prva povzroči več vrst masivnih velikanov.

Nevarnost črnih lukenj

Ko zvezdi zmanjka goriva, lahko začne proces samouničenja. Če bi bila njegova masa trikrat večja od Sončeve, bi preostalo jedro postalo nevtronska zvezda ali bela pritlikavka. Toda večja zvezda se spremeni v črno luknjo.

Takšni predmeti so majhni, vendar imajo neverjetno gostoto. Predstavljajte si, da je pred vami predmet velikosti mesta, vendar je njegova masa trikrat večja od Sonca. To ustvarja neverjetno veliko gravitacijsko silo, ki privlači prah in plin ter povečuje njegovo velikost. Presenečeni boste, vendar lahko obstaja več sto milijonov zvezdnih črnih lukenj.

Supermasivne črne luknje

Seveda se nič v vesolju ne more primerjati s čudovitostjo supermasivnih črnih lukenj. Več milijardkrat presegajo sončno maso. Menijo, da takšni objekti obstajajo v skoraj vsaki galaksiji. Znanstveniki še ne poznajo vseh zapletenosti procesa nastajanja. Najverjetneje rastejo zaradi kopičenja mase iz okoliškega prahu in plinov.

Svoj obseg lahko dolgujejo združitvi na tisoče majhnih črnih lukenj. Lahko pa se zruši celotna zvezdna kopica.

Črne luknje v središčih galaksij

Astrofizičarka Olga Silčenko o odkritju supermasivne črne luknje v meglici Andromeda, raziskavah Johna Kormendyja in temnih gravitacijskih telesih:

Narava kozmičnih radijskih virov

Astrofizik Anatolij Zasov o sinhrotronskem sevanju, črnih luknjah v jedrih oddaljenih galaksij in nevtralnem plinu:

Vmesne črne luknje

Pred kratkim so znanstveniki odkrili novo vrsto črnih lukenj srednje mase. Nastanejo lahko, ko zvezde v kopici trčijo in povzročijo verižno reakcijo. Posledično padejo v središče in tvorijo supermasivno črno luknjo.

Leta 2014 so astronomi odkrili vmesni tip v rokavu spiralne galaksije. Zelo težko jih je najti, ker se lahko nahajajo na nepredvidljivih mestih.

Mikro črne luknje

Fizik Eduard Boos o varnosti LHC, rojstvu mikročrne luknje in konceptu membrane:

Teorija črne luknje

Črne luknje so izjemno masivni objekti, vendar obsegajo relativno skromen prostor. Poleg tega imajo ogromno gravitacijo, ki preprečuje, da bi predmeti (in celo svetloba) zapustili njihovo ozemlje. Vendar jih je nemogoče neposredno videti. Raziskovalci morajo pogledati sevanje, ki nastane, ko se črna luknja hrani.

Zanimivo je, da se zgodi, da se snov, ki gre proti črni luknji, odbije od obzorja dogodkov in jo vrže ven. V tem primeru nastanejo svetli curki materiala, ki se premikajo z relativističnimi hitrostmi. Te emisije je mogoče zaznati na dolge razdalje.

- neverjetni predmeti, v katerih je gravitacijska sila tako ogromna, da lahko upogiba svetlobo, izkrivlja prostor in izkrivlja čas.

Pri črnih luknjah lahko ločimo tri plasti: zunanji in notranji dogodkovni horizont ter singularnost.

Horizont dogodkov črne luknje je meja, kjer svetloba nima možnosti, da bi ušla. Ko delec enkrat prečka to črto, ne bo mogel zapustiti. Notranje območje, kjer se nahaja masa črne luknje, se imenuje singularnost.

Če govorimo s položaja klasične mehanike, črni luknji nič ne more uiti. Toda kvant naredi svoj popravek. Dejstvo je, da ima vsak delec antidelec. Imajo enake mase, vendar različne naboje. Če se sekajo, se lahko uničijo.

Ko se tak par pojavi izven obzorja dogodkov, se lahko enega od njiju potegne noter, drugega pa odbije. Zaradi tega se lahko obzorje skrči in črna luknja propade. Znanstveniki še vedno poskušajo preučiti ta mehanizem.

Akrecija

Astrofizik Sergej Popov o supermasivnih črnih luknjah, nastanku planetov in kopičenju snovi v zgodnjem vesolju:

Najbolj znane črne luknje

Pogosta vprašanja o črnih luknjah

Bolj prostorno, črna luknja je določeno območje v vesolju, v katerem je skoncentrirana tako ogromna količina mase, da niti en predmet ne more uiti gravitacijskemu vplivu. Kdaj govorimo o o gravitaciji se opiramo na splošno teorijo relativnosti, ki jo je predlagal Albert Einstein. Da bi razumeli podrobnosti preučevanega predmeta, se bomo premikali korak za korakom.

Predstavljajmo si, da ste na površju planeta in mečete balvan. Če nimate moči Hulka, ne boste mogli uporabiti dovolj sile. Nato se bo kamen dvignil na določeno višino, vendar bo pod pritiskom gravitacije padel nazaj. Če imate skriti potencial zelenega močnika, potem lahko predmetu daste zadosten pospešek, zahvaljujoč kateremu bo popolnoma zapustil območje gravitacijskega vpliva. To se imenuje "pobegna hitrost".

Če razčlenimo v formulo, je ta hitrost odvisna od mase planeta. Večji kot je, močnejši je gravitacijski prijem. Hitrost odhoda bo odvisna od tega, kje točno ste: bližje centru, lažje je izstopiti. Hitrost odhoda našega planeta je 11,2 km/s, vendar je 2,4 km/s.

Vse bližje smo najbolj zanimivemu delu. Recimo, da imate na majhnem mestu zbran predmet z neverjetno koncentracijo mase. V tem primeru ubežna hitrost presega svetlobno hitrost. In vemo, da se nič ne premika hitreje od tega indikatorja, kar pomeni, da nihče ne bo mogel premagati takšne sile in pobegniti. Tudi svetlobni žarek tega ne zmore!

Že v 18. stoletju je Laplace razmišljal o ekstremni koncentraciji mase. Po splošni teoriji relativnosti je Karlu Schwarzschildu uspelo najti matematično rešitev enačbe teorije za opis takšnega predmeta. Nadaljnje prispevke so prispevali Oppenheimer, Wolkoff in Snyder (1930). Od tega trenutka so ljudje začeli resno razpravljati o tej temi. Postalo je jasno: ko masivni zvezdi zmanjka goriva, se ne more upreti sili gravitacije in se mora zrušiti v črno luknjo.

V Einsteinovi teoriji je gravitacija manifestacija ukrivljenosti v prostoru in času. Dejstvo je, da običajna geometrijska pravila tukaj ne delujejo in masivni objekti izkrivljajo prostor-čas. Črna luknja ima bizarne lastnosti, zato je njena distorzija najbolj jasno vidna. Na primer, predmet ima "obzorje dogodkov". To je površina krogle, ki označuje linijo luknje. Se pravi, če stopiš čez to mejo, potem ni več poti nazaj.

Dobesedno je to kraj, kjer je hitrost bega enaka svetlobni hitrosti. Zunaj tega mesta je hitrost pobega manjša od svetlobne hitrosti. Toda če je vaša raketa sposobna pospeševati, potem bo dovolj energije za pobeg.

Sam horizont je geometrijsko precej čuden. Če ste daleč stran, se vam zdi, kot da gledate v statično površino. Če pa se približate, ugotovite, da se premika navzven s svetlobno hitrostjo! Zdaj razumem, zakaj je lahko vstopiti, a tako težko pobegniti. Da, to je zelo zmedeno, saj v resnici obzorje miruje, a hkrati hiti s svetlobno hitrostjo. To je kot situacija z Alice, ki je morala teči čim hitreje, da bi ostala na mestu.

Ko zadeneta obzorje, prostor in čas doživita tako močno popačenje, da začnejo koordinate opisovati vloge radialne razdalje in preklopnega časa. To pomeni, da "r", ki označuje razdaljo od središča, postane začasen, "t" pa je zdaj odgovoren za "prostorskost". Posledično se ne boste mogli ustaviti z nižjim indeksom r, tako kot ne boste mogli priti v prihodnost v normalnem času. Prišli boste do singularnosti, kjer je r = 0. Lahko mečete rakete, zaženete motor na maksimum, vendar ne morete pobegniti.

Izraz "črna luknja" je skoval John Archibald Wheeler. Pred tem so jih imenovali "ohlajene zvezde".

Fizik Emil Akhmedov o študiju črnih lukenj, Karla Schwarzschilda in velikanskih črnih lukenj:

Kako veliko je nekaj, lahko izračunamo na dva načina. Poimenujete lahko maso ali velikost površine. Če vzamemo prvi kriterij, potem ni posebne omejitve masivnosti črne luknje. Uporabite lahko poljubno količino, če jo lahko stisnete do zahtevane gostote.

Večina teh formacij se je pojavila po smrti masivnih zvezd, zato bi pričakovali, da bi morala biti njihova teža enakovredna. Tipična masa takšne luknje bi bila 10-krat večja od sončne - 10 31 kg. Poleg tega mora biti vsaka galaksija dom osrednje supermasivne črne luknje, katere masa milijonkrat presega sončno - 10 36 kg.

Bolj ko je predmet masiven, večjo maso pokriva. Polmer in masa obzorja sta premosorazmerna, to pomeni, da če črna luknja tehta 10-krat več kot druga, potem je njen polmer 10-krat večji. Polmer luknje s sončno masivnostjo je 3 km, če pa je milijonkrat večja, potem 3 milijone km. Zdi se, da so to neverjetno velike stvari. Vendar ne pozabimo, da so to standardni pojmi za astronomijo. Sončni polmer doseže 700.000 km, črna luknja pa je 4-krat večja.

Recimo, da nimate sreče in se vaša ladja nezadržno premika proti supermasivni črni luknji. Nima smisla se kregati. Preprosto ugasnete motorje in se odpravite neizogibnemu naproti. Kaj pričakovati?

Začnimo z breztežnostjo. Ste v prostem padu, zato so posadka, ladja in vsi deli brez teže. Bolj kot se približujete središču luknje, močnejše so občutne plimske gravitacijske sile. Vaša stopala so na primer bližje sredini kot glava. Potem se začnete počutiti, kot da ste raztegnjeni. Posledično boste preprosto raztrgani.

Te sile so neopazne, dokler se od središča ne približate 600.000 km. To je že za obzorjem. Ampak govorimo o ogromnem objektu. Če padeš v luknjo z maso sonca, bi te plimske sile zajele 6000 km od središča in te raztrgale, še preden bi dosegel obzorje (zato te pošljemo v veliko, da že umreš znotraj luknje in ne na pristopu).

Kaj je notri? Nočem razočarati, a nič posebnega. Nekateri predmeti so lahko popačenega videza in nič drugega nenavadnega. Tudi ko prečkate obzorje, boste videli stvari okoli sebe, ko se premikajo z vami.

Kako dolgo bo vse to trajalo? Vse je odvisno od vaše oddaljenosti. Na primer, začeli ste iz točke mirovanja, kjer je singularnost 10-krat večja od polmera luknje. Približevanje obzorju bo trajalo le 8 minut, nato pa še 7 sekund, da vstopite v singularnost. Če padeš v majhno črno luknjo, se bo vse zgodilo hitreje.

Takoj ko prečkaš obzorje, lahko streljaš z raketami, kričiš in jokaš. Za vse to imate 7 sekund, dokler ne pridete v singularnost. Toda nič vas ne bo rešilo. Zato samo uživajte v vožnji.

Recimo, da si obsojena in padeš v luknjo, tvoj fant pa te opazuje od daleč. No, stvari bo videl drugače. Opazili boste, da se upočasnjujete, ko se približujete obzorju. Toda tudi če človek sedi sto let, ne bo čakal, da dosežeš obzorje.

Poskusimo razložiti. Črna luknja bi lahko nastala iz zvezde, ki se seseda. Ker je material uničen, Kirill (naj vam bo prijatelj) vidi, da se zmanjšuje, vendar ne bo nikoli opazil, da se približuje obzorju. Zato so jih imenovali "zamrznjene zvezde", ker se zdi, da zamrznejo na določenem radiju.

Kaj je narobe? Recimo temu optična iluzija. Za nastanek luknje ni potrebna neskončnost, tako kot ni treba prečkati obzorja. Ko se približujete, traja dlje, da svetloba doseže Kirilla. Natančneje, sevanje v realnem času iz vašega prehoda bo za vedno zabeleženo na obzorju. Dolgo ste prestopili črto, Kirill pa še vedno opazuje svetlobni signal.

Lahko pa pristopite z druge strani. Čas se dlje vleče blizu obzorja. Na primer, imate super-močno ladjo. Uspelo ti je priti bližje obzorju, ostati tam nekaj minut in priti živ do Kirilla. Koga boste videli? Starec! Navsezadnje vam je čas tekel veliko počasneje.

Kaj je potem res? Iluzija ali igra časa? Vse je odvisno od koordinatnega sistema, uporabljenega za opis črne luknje. Če se zanašate na Schwarzschildove koordinate, potem je pri prečkanju obzorja časovna koordinata (t) enaka neskončnosti. Toda meritve iz tega sistema zagotavljajo zamegljen pogled na dogajanje v bližini samega predmeta. Na liniji obzorja so vse koordinate popačene (singularnost). Lahko pa uporabite oba koordinatna sistema, tako da sta oba odgovora veljavna.

V resnici boste preprosto postali nevidni in Kirill vas bo nehal videti, preden bo minilo veliko časa. Ne pozabite na rdeči premik. Vi oddajate opazno svetlobo na določeni valovni dolžini, Kirill pa jo bo videl na daljši. Valovi se podaljšujejo, ko se približujejo obzorju. Poleg tega ne pozabite, da sevanje pojavlja v določenih fotonih.

Na primer, v trenutku prehoda boste poslali zadnji foton. Kirill bo dosegel ob določenem končnem času (približno eno uro za supermasivno črno luknjo).

Seveda ne. Ne pozabite na obstoj obzorja dogodkov. To je edino območje, iz katerega ne morete priti. Dovolj je, da se ji ne približate in se počutite mirne. Še več, z varne razdalje se vam bo ta predmet zdel zelo običajen.

Hawkingov informacijski paradoks

Fizik Emil Akhmedov o vplivu gravitacije na elektromagnetno valovanje, informacijskem paradoksu črnih lukenj in načelu predvidljivosti v znanosti:

Brez panike, saj se Sonce nikoli ne bo spremenilo v takšen objekt, ker preprosto nima dovolj mase. Poleg tega bo ohranil svoj trenutni videzše 5 milijard let. Nato se bo premaknil na stopnjo rdečega velikana, absorbiral Merkur, Venero in temeljito ocvrl naš planet, nato pa postal navaden beli pritlikavec.

Toda prepustimo se domišljiji. Tako je Sonce postalo črna luknja. Za začetek nas bosta takoj zajela tema in mraz. Zemlja in drugi planeti ne bodo posrkani v luknjo. Še naprej bodo krožili okoli novega predmeta v normalnih orbitah. Zakaj? Ker bo obzorje segalo le 3 km, gravitacija pa nam ne bo mogla nič.

ja Seveda se ne moremo zanesti na vidno opazovanje, saj svetloba ne more uiti. Vendar obstajajo posredni dokazi. Na primer, vidite območje, ki bi lahko vsebovalo črno luknjo. Kako lahko to preverim? Začnite z merjenjem mase. Če je jasno, da ga je na enem področju preveč ali pa je navidezno neopazen, potem ste na pravi poti. Obstajata dve iskalni točki: galaktično središče in binarni sistemi z rentgenskim sevanjem.

Tako so bili v 8 galaksijah najdeni ogromni osrednji objekti, katerih jedrska masa sega od milijona do milijarde sončnih. Maso izračunamo z opazovanjem hitrosti vrtenja zvezd in plina okoli središča. Hitrejši, večja mora biti masa, da jih obdrži v orbiti.

Ti masivni predmeti veljajo za črne luknje iz dveh razlogov. No, preprosto ni več možnosti. Nič ni bolj masivnega, temnejšega in bolj kompaktnega. Poleg tega obstaja teorija, da se v središču vseh aktivnih in velikih galaksij skriva taka pošast. Vendar to še ni 100% dokaz.

Toda dve nedavni ugotovitvi govorita v prid teoriji. V najbližji aktivni galaksiji so opazili sistem "vodni maser" (močan vir mikrovalovnega sevanja) v bližini jedra. S pomočjo interferometra so znanstveniki preslikali porazdelitev hitrosti plina. To pomeni, da so izmerili hitrost znotraj pol svetlobnega leta v galaktičnem središču. To jim je pomagalo razumeti, da je v notranjosti ogromen objekt, katerega polmer je dosegel pol svetlobnega leta.

Druga najdba je še bolj prepričljiva. Raziskovalci so z rentgenskimi žarki naleteli na spektralno linijo galaktičnega jedra, ki kaže na prisotnost atomov v bližini, katerih hitrost je neverjetno visoka (1/3 hitrosti svetlobe). Poleg tega je emisija ustrezala rdečemu premiku, ki ustreza obzorju črne luknje.

Drug razred je mogoče najti v Rimski cesti. To so zvezdne črne luknje, ki nastanejo po eksploziji supernove. Če bi obstajali ločeno, bi ga tudi od blizu komaj opazili. Imamo pa srečo, saj večina obstaja v dualnih sistemih. Enostavno jih je najti, saj bo črna luknja potegnila maso svojega soseda in nanj vplivala z gravitacijo. “Izvlečen” material tvori akrecijski disk, v katerem se vse segreje in zato ustvarja močno sevanje.

Recimo, da vam je uspelo najti binarni sistem. Kako razumete, da je kompakten objekt črna luknja? Spet se obračamo na množice. Če želite to narediti, izmerite orbitalna hitrost sosednja zvezda. Če je masa ob tako majhnih dimenzijah neverjetno velika, potem ni več možnosti.

To je kompleksen mehanizem. Stephen Hawking je podobno temo načel že v sedemdesetih letih prejšnjega stoletja. Rekel je, da črne luknje v resnici niso "črne". Obstajajo kvantni mehanski učinki, ki povzročajo sevanje. Postopoma se luknja začne krčiti. Hitrost sevanja narašča z zmanjševanjem mase, zato luknja oddaja vedno več in pospešuje proces krčenja, dokler se ne raztopi.

Vendar je to le teoretična shema, saj nihče ne more natančno povedati, kaj se dogaja zadnja stopnja. Nekateri mislijo, da pušča majhno, a stabilno sled. Sodobne teorije še niso iznašle nič boljšega. Toda sam proces je neverjeten in zapleten. Parametre je treba izračunati v ukrivljenem prostoru-času, samih rezultatov pa v normalnih pogojih ni mogoče preveriti.

Tu se lahko uporablja zakon o ohranitvi energije, vendar le za kratek čas. Vesolje lahko ustvari energijo in maso iz nič, vendar morata hitro izginiti. Ena od manifestacij so vakuumska nihanja. Pari delcev in antidelcev zrastejo od nikoder, obstajajo določeno kratko obdobje in umrejo v medsebojnem uničenju. Ko se pojavijo, se energijsko ravnovesje poruši, po izginotju pa se vse obnovi. Zdi se fantastično, vendar je bil ta mehanizem eksperimentalno potrjen.

Recimo, da eno od vakuumskih nihanj deluje blizu obzorja črne luknje. Morda eden od delcev pade noter, drugi pa pobegne. Tista, ki pobegne, odnese del energije luknje s seboj in lahko pade v oči opazovalca. Zdelo se mu bo, da je temen predmet preprosto izpustil delec. Toda proces se ponavlja in vidimo neprekinjen tok sevanja iz črne luknje.

Rekli smo že, da se Kirilu zdi, da potrebuješ neskončnost, da stopiš čez črto obzorja. Poleg tega je bilo omenjeno, da črne luknje po končnem času izhlapijo. Torej, ko dosežete obzorje, bo luknja izginila?

št. Ko smo opisali Kirillova opažanja, nismo govorili o procesu izhlapevanja. Ampak, če je ta proces prisoten, potem se vse spremeni. Vaš prijatelj vas bo videl, kako letite čez obzorje točno v trenutku izhlapevanja. Zakaj?

Kirilu prevladuje optična iluzija. Oddajana svetloba v obzorju dogodkov potrebuje veliko časa, da doseže svojega prijatelja. Če luknja traja večno, lahko svetloba potuje v nedogled in Kirill ne bo čakal na prehod. Ampak, če je luknja izhlapela, potem nič ne bo ustavilo svetlobe in bo dosegla človeka v trenutku eksplozije sevanja. A tebi je vseeno več, ker si umrl v singularnosti že zdavnaj.

V formulah splošne teorije relativnosti obstajajo zanimiva lastnost– simetrija v času. Na primer, v kateri koli enačbi si lahko predstavljate, da čas teče nazaj in dobite drugačno, a še vedno pravilno rešitev. Če to načelo uporabimo za črne luknje, se rodi bela luknja.

Črna luknja je določeno območje, iz katerega nič ne more uiti. Toda druga možnost je bela luknja, v katero ne more nič pasti. Pravzaprav vse odriva. Čeprav je z matematičnega vidika vse videti gladko, to ne dokazuje njihovega obstoja v naravi. Najverjetneje jih ni in ni mogoče izvedeti.

Do te točke smo govorili o klasiki črnih lukenj. Ne kolobarijo in so prikrajšani električni naboj. Toda v nasprotni različici se začne najbolj zanimiva stvar. Na primer, lahko pridete noter, vendar se izognete singularnosti. Poleg tega je njegova "notranjost" sposobna stika z belo luknjo. Se pravi, da se boste znašli v nekakšnem tunelu, kjer je črna luknja vhod, bela luknja pa izhod. Ta kombinacija se imenuje črvina.

Zanimivo je, da se bela luknja lahko nahaja kjerkoli, tudi v drugem vesolju. Če bomo vedeli, kako obvladati takšne črvine, potem bomo zagotovili hiter transport v katero koli območje vesolja. In še bolj kul je možnost potovanja skozi čas.

Toda ne spakirajte nahrbtnika, dokler ne poznate nekaj stvari. Na žalost obstaja velika verjetnost, da takih tvorb ni. Povedali smo že, da so bele luknje sklep iz matematičnih formul in ne resničen in potrjen objekt. In vse opazovane črne luknje ustvarjajo padajočo snov in ne tvorijo črvičev. In končna postaja je singularnost.

A tudi pravi črvini manjka stabilnosti. Majhna motnja (kot je vaše potovanje) lahko privede do kolapsa. ne verjameš? Kaj pa potem varnost? Stabilna črvina vam ne bo zagotovila udobnega gibanja. Sevanje v njem (reliktno sevanje, zvezdno sevanje itd.) ostaja sinhrono pri visokih frekvencah. Vstop v takšno mesto je prostovoljen dogovor, da se ocvrte.

Opazovalne manifestacije črnih lukenj in črvinih lukenj

Astrofizik Alexander Shatsky o Fourierjevi sliki, interferometru Radioastron in objektih z netrivialno topologijo: