Šta se dešava u centru crne rupe. Crne rupe i galaksije. Crne rupe su najnaprednije elektrane

25.09.2019

Ovo ime je dobio zbog činjenice da upija svjetlost, ali je ne reflektuje kao drugi objekti. Zapravo, postoji mnogo činjenica o crnim rupama, a danas ćemo govoriti o nekima od najzanimljivijih. Do relativno nedavno, vjerovalo se da crna rupa u svemiru usisava sve što je u njegovoj blizini ili proleti: planeta je smeće, ali nedavno su naučnici počeli da tvrde da nakon nekog vremena sadržaj „pljune“ nazad, samo u potpuno drugačijem obliku. Ako si zainteresovan crne rupe u svemiru Zanimljivosti o njima ćemo danas detaljnije govoriti.

Postoji li opasnost za Zemlju?

Postoje dvije crne rupe koje mogu predstavljati stvarna prijetnja našu planetu, ali su oni, na našu sreću, udaljeni na udaljenosti od oko 1600 svjetlosnih godina. Naučnici su uspeli da otkriju ove objekte samo zato što su se nalazili u blizini Sunčevog sistema i specijalnih uređaja koji hvataju X-zrake mogli da ih vide. Postoji pretpostavka da ogromna sila gravitacije može uticati na crne rupe na način da se one spoje u jednu.

Malo je vjerovatno da će neko od njegovih savremenika moći uhvatiti trenutak kada ovi misteriozni predmeti nestanu. Tako polako teče proces odumiranja rupa.

Crna rupa je zvijezda u prošlosti

Kako nastaju crne rupe u svemiru?? Zvijezde imaju impresivnu zalihu fuzionog goriva, zbog čega sijaju tako jako. Ali svi resursi ponestaju, a zvijezda se hladi, postepeno gubi svoj sjaj i pretvara se u crnog patuljka. Poznato je da se u ohlađenoj zvijezdi događa proces kompresije, kao rezultat toga, ona eksplodira, a njene čestice se raspršuju na velike udaljenosti u svemiru, privlačeći susjedne objekte, čime se povećava veličina crne rupe.

Najzanimljivije o crnim rupama u svemiru tek treba da proučimo, ali iznenađujuće, njegova gustina, uprkos impresivnoj veličini, može biti jednaka gustini vazduha. To sugerira da čak i najveći objekti u svemiru mogu imati istu težinu kao zrak, odnosno biti nevjerovatno lagani. Evo Kako se crne rupe pojavljuju u svemiru?.

Vrijeme u samoj crnoj rupi i u njenoj blizini teče vrlo sporo, pa objekti koji lete u blizini usporavaju svoje kretanje. Razlog svemu je ogromna sila gravitacije, čak i više neverovatna činjenica, svi procesi koji se odvijaju u samoj rupi imaju nevjerovatnu brzinu. Pretpostavimo ako posmatramo kako izgleda crna rupa u svemiru, budući da je izvan granica svepotrošačke mase, čini se da sve stoji. Međutim, čim bi predmet ušao unutra, u trenu bi se raspao. Danas smo prikazani Kako izgleda crna rupa u svemiru? modelirano posebnim programima.

Definicija crne rupe?

Sada znamo Odakle crne rupe u svemiru?. Ali šta je još posebno kod njih? A priori je nemoguće reći da je crna rupa planeta ili zvijezda, jer ovo tijelo nije ni plinovito ni čvrsto. Ovo je objekat koji može izobličiti ne samo širinu, dužinu i visinu, već i vremensku liniju. Što u potpunosti prkosi fizičkim zakonima. Naučnici tvrde da se vrijeme u području horizonta prostorne jedinice može kretati naprijed i nazad. Šta je u crnoj rupi u svemiru nemoguće je zamisliti, svjetlosni kvanti koji tamo padaju pomnože se nekoliko puta sa masom singulariteta, ovaj proces povećava snagu gravitacijske sile. Stoga, ako sa sobom ponesete baterijsku lampu i odete do crne rupe, ona neće svijetliti. Singularnost je tačka u kojoj sve teži beskonačnosti.

Struktura crne rupe je singularnost i horizont događaja. Unutar singularnosti fizičke teorije potpuno gube svoj smisao, pa do sada ostaje misterija za naučnike. Prelaskom granice (horizonta događaja), fizički objekt gubi sposobnost povratka. Znamo daleko od toga sve o crnim rupama u svemiru, ali interesovanje za njih ne jenjava.

Svi znaju da u svemiru postoje zvijezde, planete, asteroidi i komete koje se mogu promatrati golim okom ili kroz teleskop. Poznato je i da postoje posebni svemirski objekti - crne rupe.

Zvezda se do kraja svog života može pretvoriti u crnu rupu. Tokom ove transformacije, zvijezda je vrlo snažno komprimirana, dok je njena masa očuvana. Zvezda se pretvara u malu, ali veoma tešku loptu. Ako pretpostavimo da naša planeta Zemlja postaje crna rupa, tada će njen promjer u ovom stanju biti samo 9 milimetara. Ali Zemlja se neće moći pretvoriti u crnu rupu, jer se u jezgru planeta odvijaju potpuno drugačije reakcije, a ne iste kao kod zvijezda.

Dakle jaka kompresija a zgušnjavanje zvijezde dolazi od činjenice da se pod utjecajem termonuklearnih reakcija u središtu zvijezde njena privlačna sila jako povećava i počinje da privlači površinu zvijezde u njeno središte. Postepeno, brzina kojom se zvijezda skuplja povećava i na kraju počinje da premašuje brzinu svjetlosti. Kada zvijezda dostigne ovo stanje, prestaje da sija, jer čestice svjetlosti - kvanti - ne mogu savladati silu privlačenja. Zvijezda u ovom stanju prestaje da emituje svjetlost, ostaje "unutar" gravitacionog radijusa - granice unutar koje se svi objekti privlače na površinu zvijezde. Astronomi ovu granicu nazivaju horizontom događaja. A izvan ove granice, sila privlačnosti crna rupa smanjuje se. Budući da svjetlosne čestice ne mogu savladati gravitacijsku granicu zvijezde, crna rupa se može detektirati samo pomoću instrumenata, na primjer, ako iz nekog nepoznatog razloga svemirski brod ili drugo tijelo - kometa ili asteroid - počne mijenjati svoju putanju, tada većina verovatno je došao pod uticaj gravitacionih sila crne rupe. Kontrolirani svemirski objekt u takvoj situaciji mora hitno upaliti sve motore i napustiti zonu opasnog privlačenja, a ako nema dovoljno snage, onda će ga neminovno progutati crna rupa.

Ako bi se Sunce moglo pretvoriti u crnu rupu, onda bi planete Solarni sistem bili bi unutar gravitacionog radijusa Sunca i ono bi ih privlačilo i apsorbovalo. Na našu sreću, to se neće dogoditi. samo vrlo velike, masivne zvijezde mogu se pretvoriti u crnu rupu. Sunce je premalo za to. U procesu evolucije, Sunce će najvjerovatnije postati izumrli crni patuljak. Druge crne rupe koje su već u svemiru za našu planetu i zemaljsku svemirski brodovi nije opasno - predaleko su od nas.

U popularnoj seriji "Teorija velikog praska", koju možete pogledati, nećete saznati tajne stvaranja Univerzuma niti uzroke crnih rupa u svemiru. Glavni likovi su strastveni za nauku i rade na odsjeku za fiziku na univerzitetu. Stalno upadaju u razne smiješne situacije koje je zabavno gledati.

Bezgranični Univerzum pun je tajni, misterija i paradoksa. Unatoč činjenici da moderna nauka napravio ogroman iskorak u istraživanju svemira, mnogo toga u ovom beskrajnom svijetu ostaje neshvatljivo ljudskom svjetonazoru. Znamo mnogo o zvijezdama, maglinama, jatom i planetama. Međutim, u prostranstvu Univerzuma postoje takvi objekti o čijem postojanju možemo samo nagađati. Na primjer, znamo vrlo malo o crnim rupama. Osnovne informacije i saznanja o prirodi crnih rupa zasnivaju se na pretpostavkama i nagađanjima. Astrofizičari i atomski naučnici se bore s ovim problemom više od deset godina. Šta je crna rupa u svemiru? Kakva je priroda takvih objekata?

Govorimo o crnim rupama jednostavnim riječima

Da biste zamislili kako izgleda crna rupa, dovoljno je vidjeti rep voza koji napušta tunel. Signalna svjetla na posljednjem vagonu kako se voz produbljuje u tunel smanjivat će se sve dok potpuno ne nestanu iz vidokruga. Drugim riječima, radi se o objektima u kojima zbog monstruozne privlačnosti nestaje čak i svjetlost. Elementarne čestice, elektroni, protoni i fotoni nisu u stanju da savladaju nevidljivu barijeru, padaju u crni ponor ništavila, pa je takva rupa u svemiru nazvana crnom. U njemu nema ni najmanje svetle tačke, čvrsta crnina i beskonačnost. Ne zna se šta se nalazi s druge strane crne rupe.

Ovaj svemirski usisivač ima kolosalnu silu privlačenja i sposoban je da apsorbira cijelu galaksiju sa svim jatima i superjatom zvijezda, s maglinama i tamnom materijom. Kako je to moguće? Ostaje samo da se nagađa. Nama poznati zakoni fizike u ovom slučaju pucaju po šavovima i ne daju objašnjenje za procese koji su u toku. Suština paradoksa leži u činjenici da je u datom dijelu svemira gravitacijska interakcija tijela određena njihovom masom. Na proces apsorpcije jednog objekta drugog ne utiče njihov kvalitet i kvantitativni sastav. Čestice, dostižući kritičnu količinu u određenom području, ulaze u drugi nivo interakcije, gdje gravitacijske sile postaju sile privlačenja. Tijelo, predmet, tvar ili materija pod utjecajem gravitacije počinje se skupljati, dostižući kolosalnu gustoću.

Otprilike takvi procesi se dešavaju tokom formiranja neutronske zvezde, gde se zvezdana materija sabija u zapremini pod uticajem unutrašnje gravitacije. Slobodni elektroni se kombinuju sa protonima i formiraju električno neutralne čestice koje se nazivaju neutroni. Gustina ove supstance je ogromna. Čestica materije veličine komada rafinisanog šećera ima težinu od milijarde tona. Ovdje bi bilo prikladno podsjetiti opšta teorija relativnosti, gdje su prostor i vrijeme neprekidne veličine. Stoga se proces kompresije ne može zaustaviti na pola puta i stoga nema ograničenja.

Potencijalno, crna rupa izgleda kao rupa u kojoj može doći do prijelaza iz jednog dijela prostora u drugi. Istovremeno, svojstva prostora i samog vremena se mijenjaju, uvijajući se u prostorno-vremenski lijevak. Dosegnuvši dno ovog levka, svaka materija se raspada u kvante. Šta je s druge strane crne rupe, ove džinovske rupe? Možda postoji još jedan drugi prostor u kojem djeluju drugi zakoni i vrijeme teče u suprotnom smjeru.

U kontekstu teorije relativnosti, teorija crne rupe je sljedeća. Tačka u svemiru, gdje su gravitacijske sile stisnule bilo koju materiju do mikroskopskih dimenzija, ima kolosalnu silu privlačenja, čija se veličina povećava do beskonačnosti. Pojavljuje se bora vremena, a prostor je zakrivljen, zatvarajući se u jednoj tački. Predmeti koje je progutala crna rupa ne mogu sami da se odupru sili uvlačenja ovog monstruoznog usisivača. Čak ni brzina svjetlosti koju posjeduju kvanti ne dozvoljava elementarnim česticama da savladaju silu privlačenja. Svako tijelo koje dođe do takve točke prestaje biti materijalni objekt, stapajući se sa prostorno-vremenskim mjehurićem.

Crne rupe u smislu nauke

Ako se zapitate, kako nastaju crne rupe? Neće biti jedinstvenog odgovora. U Univerzumu postoji mnogo paradoksa i kontradikcija koje se ne mogu objasniti sa stanovišta nauke. Ajnštajnova teorija relativnosti dozvoljava samo teorijsko objašnjenje prirode takvih objekata, ali kvantna mehanika i fizika u ovom slučaju ćute.

Pokušavajući objasniti tekuće procese zakonima fizike, slika će izgledati ovako. Objekt nastao kao rezultat kolosalne gravitacijske kompresije masivnog ili supermasivnog kosmičkog tijela. Ovaj proces je naučni naziv— gravitacioni kolaps. Termin "crna rupa" prvi put se pojavio u naučnoj zajednici 1968. godine, kada je američki astronom i fizičar John Wheeler pokušao objasniti stanje kolapsa zvijezde. Prema njegovoj teoriji, umjesto masivne zvijezde koja je pretrpjela gravitacijski kolaps, pojavljuje se prostorni i vremenski jaz u kojem djeluje sve veća kompresija. Sve od čega se zvezda sastojala ide u nju.

Takvo objašnjenje nam omogućava da zaključimo da priroda crnih rupa ni na koji način nije povezana s procesima koji se odvijaju u svemiru. Sve što se dešava unutar ovog objekta ni na koji način ne utiče na okolni prostor sa jednim "ALI". Gravitaciona sila crne rupe je toliko jaka da savija prostor, uzrokujući da se galaksije okreću oko crnih rupa. Shodno tome, postaje jasan razlog zašto galaksije imaju oblik spirala. Koliko će vremena trebati da ogromna galaksija Mliječni put nestane u ponoru supermasivne crne rupe, nije poznato. Zanimljiva je činjenica da se crne rupe mogu pojaviti u bilo kojoj tački svemira, gdje su za to stvorene. idealnim uslovima. Takva bora vremena i prostora izravnava ogromne brzine kojima se zvijezde rotiraju i kreću u prostoru galaksije. Vrijeme u crnoj rupi teče u drugoj dimenziji. Unutar ovog područja, nikakvi zakoni gravitacije ne mogu se tumačiti sa stanovišta fizike. Ovo stanje se naziva singularitet crne rupe.

Crne rupe ne pokazuju nikakve vanjske znakove identifikacije, o njihovom postojanju može se suditi po ponašanju drugih svemirski objekti, na koje utiču gravitaciona polja. Cijela slika borbe za život i smrt odvija se na granici crne rupe, koja je prekrivena membranom. Ova zamišljena površina lijevka naziva se "horizont događaja". Sve što vidimo do ove granice je opipljivo i materijalno.

Scenariji za nastanak crnih rupa

Razvijajući teoriju John Wheelera, možemo zaključiti da misterija crnih rupa nije u procesu svog formiranja. Formiranje crne rupe nastaje kao rezultat kolapsa neutronske zvijezde. Štaviše, masa takvog objekta trebala bi biti veća od mase Sunca tri ili više puta. Neutronska zvijezda se skuplja sve dok njena vlastita svjetlost više ne bude u stanju pobjeći iz čvrstog stiska gravitacije. Postoji ograničenje veličine do koje se zvijezda može smanjiti da bi rodila crnu rupu. Ovaj radijus se naziva gravitacioni radijus. Masivne zvijezde u završnoj fazi svog razvoja trebale bi imati gravitacijski radijus od nekoliko kilometara.

Danas su naučnici dobili posredne dokaze za prisustvo crnih rupa u desetak rendgenskih binarnih zvijezda. Rendgenska zvijezda, pulsar ili burster nemaju čvrstu površinu. Osim toga, njihova masa je veća od mase tri Sunca. Trenutno stanje svemira u sazviježđu Labud, rendgenskoj zvijezdi Labud X-1, omogućava praćenje formiranja ovih znatiželjnih objekata.

Na osnovu istraživanja i teorijskih pretpostavki, postoje četiri scenarija za formiranje crnih zvijezda u današnjoj nauci:

gravitacijski kolaps masivne zvijezde u završnoj fazi njene evolucije;
kolaps centralnog regiona galaksije;
formiranje crnih rupa tokom Velikog praska;
formiranje kvantnih crnih rupa.

Prvi scenario je najrealniji, ali broj crnih zvijezda s kojima smo danas upoznati premašuje broj poznatih neutronskih zvijezda. A starost Univerzuma nije toliko velika da bi toliki broj masivnih zvijezda mogao proći kroz puni proces evolucije.

Drugi scenario ima pravo na život, i postoji odličan primjer- supermasivna crna rupa Strelac A*, zaklonjena u centru naše galaksije. Masa ovog objekta je 3,7 solarnih masa. Mehanizam ove skripte je sličan skripti gravitacioni kolaps sa jedinom razlikom što nije zvezda ta koja prolazi kroz kolaps, već međuzvezdani gas. Pod uticajem gravitacionih sila, gas se komprimira do kritične mase i gustine. U kritičnom trenutku materija se raspada na kvante, formirajući crnu rupu. Međutim, ova teorija je upitna, budući da su astronomi sa Univerziteta Kolumbija nedavno identifikovali satelite crne rupe Strijelac A*. Ispostavilo se da se radi o puno malih crnih rupa, koje su vjerovatno nastale na drugačiji način.

Treći scenario je više teorijski i vezan je za postojanje teorije Velikog praska. U vrijeme formiranja Univerzuma dio materije i gravitacijskih polja su fluktuirali. Drugim riječima, procesi su krenuli drugačijim putem, nevezanim za poznate procese kvantne mehanike i nuklearne fizike.

Poslednji scenario fokusiran je na fiziku nuklearna eksplozija. U nakupinama materije, u procesu nuklearnih reakcija, pod utjecajem gravitacijskih sila, dolazi do eksplozije na čijem mjestu nastaje crna rupa. Materija eksplodira unutra, upijajući sve čestice.

Postojanje i evolucija crnih rupa

Imajući grubu predstavu o prirodi tako čudnih svemirskih objekata, zanimljivo je još nešto. Koje su prave veličine crnih rupa, koliko brzo rastu? Dimenzije crnih rupa su određene njihovim gravitacionim radijusom. Za crne rupe, radijus crne rupe je određen njenom masom i naziva se Schwarzschildov radijus. Na primjer, ako objekt ima masu jednaku masi naše planete, tada je Schwarzschildov radijus u ovom slučaju 9 mm. Naša glavna svjetiljka ima radijus od 3 km. Prosječna gustina crne rupe koja je nastala na mjestu zvijezde s masom od 10⁸ solarnih masa bit će bliska gustini vode. Radijus takve formacije bit će 300 miliona kilometara.

Vjerovatno se takve džinovske crne rupe nalaze u centru galaksija. Do danas je poznato 50 galaksija u čijem središtu se nalaze ogromni vremenski i prostorni bunari. Masa takvih divova je milijarde mase Sunca. Može se samo zamisliti kakvu kolosalnu i monstruoznu silu privlačenja takva rupa posjeduje.

Što se tiče malih rupa, to su mini objekti čiji polumjer dostiže zanemarljive vrijednosti, samo 10¯¹² cm.Masa takve mrvice je 10¹⁴g. Slične formacije nastao u vrijeme Velikog praska, ali se vremenom povećao i danas se šepuri u svemiru kao čudovišta. Uslove u kojima je došlo do formiranja malih crnih rupa, naučnici danas pokušavaju da rekreiraju u zemaljskim uslovima. U te svrhe se izvode eksperimenti u elektronskim sudaračima, kroz koje elementarne čestice ubrzati do brzine svjetlosti. Prvi eksperimenti omogućili su dobijanje kvark-gluonske plazme u laboratorijskim uslovima - materije koja je postojala u zoru formiranja Univerzuma. Ovakvi eksperimenti nam omogućavaju da se nadamo da je crna rupa na Zemlji pitanje vremena. Druga je stvar da li će se takvo dostignuće ljudske nauke pretvoriti u katastrofu za nas i našu planetu. Vještačkim stvaranjem crne rupe možemo otvoriti Pandorinu kutiju.

Nedavna zapažanja drugih galaksija omogućila su naučnicima da otkriju crne rupe čije dimenzije premašuju sva zamisliva očekivanja i pretpostavke. Evolucija koja se događa s takvim objektima omogućava bolje razumijevanje zašto masa crnih rupa raste, koja je njena stvarna granica. Naučnici su došli do zaključka da su sve poznate crne rupe prerasle u svoje stvarne veličine u roku od 13-14 milijardi godina. Razlika u veličini je zbog gustine okolnog prostora. Ako crna rupa ima dovoljno hrane u dometu sila gravitacije, ona raste skokovima i granicama, dostižući masu od stotina i hiljada solarnih masa. Stoga i gigantske veličine takvi objekti koji se nalaze u centru galaksija. Masivno jato zvijezda, ogromne mase međuzvjezdanog plina su bogata hrana za rast. Kada se galaksije spoje, crne rupe se mogu spojiti, formirajući novi supermasivni objekat.

Sudeći prema analizi evolucijskih procesa, uobičajeno je razlikovati dvije klase crnih rupa:

objekti čija je masa 10 puta veća od Sunčeve mase;
masivni objekti čija je masa stotine hiljada, milijarde solarnih masa.

Postoje crne rupe čija je prosječna srednja masa jednaka 100-10 hiljada solarnih masa, ali njihova priroda je još uvijek nepoznata. Postoji otprilike jedan takav objekat po galaksiji. Proučavanje rendgenskih zvijezda omogućilo je pronalaženje dvije prosječne crne rupe na udaljenosti od 12 miliona svjetlosnih godina u galaksiji M82. Masa jednog objekta varira u rasponu od 200-800 solarnih masa. Drugi objekat je mnogo veći i ima masu od 10-40 hiljada solarnih masa. Zanimljiva je sudbina takvih objekata. Nalaze se u blizini zvjezdanih jata, postepeno ih privlači supermasivna crna rupa koja se nalazi u središnjem dijelu galaksije.

Naša planeta i crne rupe

Uprkos potrazi za tragovima o prirodi crnih rupa, naučni svet brine o mjestu i ulozi crne rupe u sudbini galaksije Mliječni put i, posebno, u sudbini planete Zemlje. Preklop vremena i prostora koji postoji u centru mliječni put, postepeno apsorbira sve postojeće objekte oko sebe. Milioni zvijezda i trilioni tona međuzvjezdanog plina već su apsorbirani u crnu rupu. Vremenom će zaokret stići do krakova Labuda i Strijelca, u kojima se nalazi Sunčev sistem, prešavši udaljenost od 27 hiljada svjetlosnih godina.

Druga najbliža supermasivna crna rupa nalazi se u centralnom dijelu galaksije Andromeda. Ovo je oko 2,5 miliona svetlosnih godina od nas. Vjerovatno, prije nego što naš objekat Strijelac A* apsorbira vlastitu galaksiju, treba očekivati spajanje dvije susjedne galaksije. Shodno tome, doći će do spajanja dvije supermasivne crne rupe u jednu, strašne i monstruozne veličine.

Sasvim druga stvar su male crne rupe. Za apsorpciju planete Zemlje dovoljna je crna rupa poluprečnika od nekoliko centimetara. Problem je što je crna rupa po prirodi potpuno bezličan objekat. Nikakvo zračenje ili zračenje ne dolazi iz njene utrobe, tako da je prilično teško uočiti tako misteriozni objekat. Samo sa blizina možete otkriti zakrivljenost pozadinskog svjetla, što ukazuje da u ovom dijelu svemira postoji rupa u svemiru.

Do danas su naučnici utvrdili da je najbliža crna rupa Zemlji V616 Monocerotis. Čudovište se nalazi 3000 svjetlosnih godina od našeg sistema. Što se tiče veličine, ovo je velika formacija, njena masa je 9-13 solarnih masa. Još jedan obližnji objekat koji prijeti našem svijetu je crna rupa Gygnus X-1. Sa ovim čudovištem dijeli nas udaljenost od 6000 svjetlosnih godina. Crne rupe otkrivene u našem susjedstvu dio su binarnog sistema, tj. postoje u neposrednoj blizini zvezde koja hrani nezasitni objekat.

Zaključak

Postojanje u svemiru tako misterioznih i misterioznih objekata kao što su crne rupe, naravno, tjera nas da budemo na oprezu. Međutim, sve što se dešava crnim rupama događa se prilično rijetko, s obzirom na starost svemira i ogromne udaljenosti. Već 4,5 milijardi godina Sunčev sistem miruje i postoji po nama poznatim zakonima. Tokom ovog vremena, ništa slično, ni izobličenje prostora, ni nabor vremena, nije se pojavilo u blizini Sunčevog sistema. Vjerovatno za to ne postoje odgovarajući uslovi. Taj dio Mliječnog puta, u kojem se nalazi Sunčev zvjezdani sistem, je miran i stabilan dio svemira.

Naučnici priznaju ideju da pojava crnih rupa nije slučajna. Takvi objekti igraju ulogu redara u Univerzumu, uništavajući višak kosmičkih tijela. Što se tiče sudbine samih čudovišta, njihova evolucija još nije u potpunosti proučena. Postoji verzija da crne rupe nisu vječne i određenoj fazi može prestati da postoji. Više nikome nije tajna da su takvi objekti najmoćniji izvori energije. O kakvoj energiji se radi i kako se mjeri je druga stvar.

Kroz napore Stephena Hawkinga, nauci je predstavljena teorija da crna rupa i dalje zrači energiju, gubeći svoju masu. U svojim pretpostavkama, naučnik se vodio teorijom relativnosti, gdje su svi procesi međusobno povezani. Ništa jednostavno ne nestane, a da se ne pojavi negdje drugdje. Bilo koja materija se može transformisati u drugu supstancu, dok jedna vrsta energije prelazi na drugi energetski nivo. To može biti slučaj sa crnim rupama, koje su prijelazni portal iz jednog stanja u drugo.

Ako imate bilo kakvih pitanja - ostavite ih u komentarima ispod članka. Mi ili naši posjetioci rado ćemo im odgovoriti.

Prije neki dan, Stephen Hawking je uzburkao naučnu zajednicu izjavom da crne rupe ne postoje. Naprotiv, oni uopšte nisu ono što se ranije mislilo.

Prema istraživaču (koji je opisan u radu “Očuvanje informacija i vremenska predviđanja za crne rupe”), ono što nazivamo crnim rupama može postojati bez takozvanog “horizonta događaja”, iza kojeg ništa ne može pobjeći. Hawking smatra da crne rupe zadržavaju svjetlost i informacije samo neko vrijeme, a zatim "pljuju" natrag u svemir, međutim, u prilično iskrivljenom obliku.

Dok naučna zajednica vari nova teorija, odlučili smo da podsjetimo našeg čitatelja na ono što se do sada smatralo "činjenicama o crnoj rupi". Dakle, do sada se vjerovalo da:

Crne rupe su dobile ime jer usisavaju svjetlost koja dodiruje njene granice, a ne reflektuje je.

Nastala u trenutku kada dovoljno komprimovana masa materije deformiše prostor i vreme, crna rupa ima određenu površinu, nazvanu "horizont događaja", koja označava tačku bez povratka.

Satovi rade sporije blizu nivoa mora nego na nivou mora svemirska stanica, a još sporije u blizini crnih rupa. Ima neke veze sa gravitacijom.

Najbliža crna rupa udaljena je oko 1600 svjetlosnih godina.

Naša galaksija je prepuna crnih rupa, ali najbliža koja teoretski može uništiti našu skromnu planetu je daleko izvan našeg Sunčevog sistema.

Ogromna crna rupa nalazi se u centru galaksije Mliječni put.

Nalazi se na udaljenosti od 30 hiljada svjetlosnih godina od Zemlje, a njegova veličina je više od 30 miliona puta veća od našeg Sunca.

Crne rupe na kraju ispare

Vjeruje se da ništa ne može pobjeći iz crne rupe. Jedini izuzetak od ovog pravila je zračenje. Prema nekim naučnicima, kako crne rupe emituju zračenje, one gube masu. Kao rezultat ovog procesa, crna rupa može potpuno nestati.

Crne rupe su u obliku sfera, a ne lijevka.

U većini udžbenika vidjet ćete crne rupe koje izgledaju kao lijevci. To je zato što su ilustrovane iz perspektive gravitacionog bunara. U stvarnosti, više liče na sferu.

U blizini crne rupe sve je iskrivljeno

Crne rupe imaju sposobnost da iskrive prostor, a budući da se okreću, izobličenje se pogoršava kako se okreću.

Crna rupa može ubiti na užasan način

Iako se čini očiglednim da je crna rupa nespojiva sa životom, većina ljudi misli da bi tamo bili samo smrvljeni. Nije potrebno. Najvjerovatnije biste bili istegnuti do smrti, jer bi dio vašeg tijela koji je prvi došao do "horizonta događaja" bio značajno pogođen. veliki uticaj gravitacije.

Crne rupe nisu uvijek crne

Iako su poznati po svojoj crnini, kao što smo ranije rekli, zapravo zrače elektromagnetne talase.

Crne rupe ne mogu samo da unište

Naravno, u većini slučajeva jeste. Međutim, postoje brojne teorije, studije i prijedlozi da se crne rupe zaista mogu prilagoditi za energiju i svemirska putovanja.

Otkriće crnih rupa ne pripada Albertu Ajnštajnu

Albert Ajnštajn je oživeo teoriju crnih rupa tek 1916. Mnogo prije toga, 1783. godine, naučnik po imenu John Mitchell prvi je razvio ovu teoriju. To je došlo nakon što se zapitao može li gravitacija postati toliko jaka da joj čak ni lagane čestice ne mogu pobjeći.

Crne rupe zuje

Iako vakuum u svemiru zapravo ne prenosi zvučne valove, ako slušate posebnim instrumentima, možete čuti zvukove atmosferskih smetnji. Kada crna rupa nešto uvuče, njen horizont događaja ubrzava čestice, do brzine svjetlosti, i one proizvode šum.

Crne rupe mogu stvoriti elemente neophodne za nastanak života

Istraživači vjeruju da crne rupe stvaraju elemente dok se raspadaju na subatomske čestice. Ove čestice su sposobne stvoriti elemente teže od helijuma, kao što su željezo i ugljik, kao i mnoge druge potrebne za formiranje života.

Crne rupe ne samo da "progutaju", već i "pljunu"

Crne rupe su poznate po tome što usisavaju bilo šta blizu horizonta događaja. Nakon što nešto padne u crnu rupu, stisne se takvom monstruoznom silom da se pojedinačne komponente sabijaju i na kraju se raspadaju u subatomske čestice. Neki naučnici sugerišu da se ova materija potom izbacuje iz onoga što se zove "bela rupa".

Svaka materija može postati crna rupa

Sa tehničke tačke gledišta, ne samo da zvijezde mogu postati crne rupe. Kada bi se ključevi vašeg automobila smanjili na beskonačno malu tačku uz zadržavanje njihove mase, njihova gustina bi dostigla astronomske nivoe, a njihova gravitacija bi se povećala do nevjerovatne mjere.

Zakoni fizike ne uspijevaju u središtu crne rupe

Prema teorijama, materija unutar crne rupe je komprimirana do beskonačne gustine, a prostor i vrijeme prestaju postojati. Kada se to dogodi, zakoni fizike se raspadaju, jednostavno zato što ljudski um nije u stanju da zamisli objekat koji ima nultu zapreminu i beskonačnu gustinu.

Crne rupe određuju broj zvijezda

Prema nekim naučnicima, broj zvijezda u svemiru ograničen je brojem crnih rupa. To je zbog načina na koji utiču na oblake plina i formiranje elemenata u onim dijelovima svemira gdje se rađaju nove zvijezde.

Crne rupe su jedan od najnevjerovatnijih i istovremeno zastrašujućih objekata u našem svemiru. Nastaju u trenutku kada zvijezde ogromne mase ponestane nuklearnog goriva. Nuklearne reakcije prestaju i zvijezde počinju da se hlade. Tijelo zvijezde se smanjuje pod utjecajem gravitacije i postepeno počinje privlačiti manje objekte prema sebi, pretvarajući se u crnu rupu.

Prve studije

Svetiljke nauke počele su proučavati crne rupe ne tako davno, uprkos činjenici da su osnovni koncepti njihovog postojanja razvijeni u prošlom stoljeću. Sam koncept "crne rupe" uveo je 1967. godine J. Wheeler, iako je zaključak da ovi objekti neminovno nastaju prilikom kolapsa masivnih zvijezda donesen još 30-ih godina prošlog vijeka. Sve unutar crne rupe - asteroidi, svjetlost, komete koje je apsorbirala - jednom se približilo preblizu granicama ovog misterioznog objekta i nije ih uspjelo napustiti.

Granice crne rupe

Prva od granica crne rupe naziva se statička granica. Ovo je granica područja u koju strani predmet više ne može mirovati i počinje da rotira u odnosu na crnu rupu kako ne bi upao u nju. Druga granica se zove horizont događaja. Sve unutar crne rupe jednom je prošlo njenu vanjsku granicu i krenulo prema tački singularnosti. Prema naučnicima, ovdje se supstanca ulijeva u ovo centralna tačka, čija gustina teži vrijednosti beskonačnosti. Ljudi ne mogu znati koji zakoni fizike djeluju unutar objekata s takvom gustinom, pa je stoga nemoguće opisati karakteristike ovog mjesta. AT bukvalno Drugim riječima, to je "crna rupa" (ili, možda, "praznina") u ljudskom znanju o svijetu oko nas.

Struktura crnih rupa

Horizont događaja se zove neosvojiva granica crna rupa. Unutar ove granice postoji zona koju ne mogu napustiti ni objekti čija je brzina kretanja jednaka brzini svjetlosti. Čak ni sami kvanti svjetlosti ne mogu napustiti horizont događaja. U ovoj tački, nijedan predmet ne može pobjeći iz crne rupe. Po definiciji, ne možemo znati šta se nalazi unutar crne rupe - na kraju krajeva, u njenim dubinama postoji takozvana tačka singularnosti, koja nastaje usled krajnje kompresije materije. Jednom kada objekt uđe u horizont događaja, od te tačke više nikada ne može izbiti iz njega i postati vidljiv posmatračima. S druge strane, oni koji su unutar crnih rupa ne mogu vidjeti ništa što se dešava napolju.

Veličina horizonta događaja koji okružuje ovaj misteriozni kosmički objekat uvek je direktno proporcionalna masi same rupe. Ako se njegova masa udvostruči, tada će i vanjska granica biti dvostruko veća. Kada bi naučnici mogli da pronađu način da pretvore Zemlju u crnu rupu, horizont događaja bio bi prečnik samo 2 cm.

Glavne kategorije

Po pravilu, masa prosječne crne rupe je približno jednaka tri solarne mase ili više. Od dvije vrste crnih rupa razlikuju se zvjezdane i supermasivne. Njihova masa premašuje masu Sunca za nekoliko stotina hiljada puta. Zvijezde se formiraju nakon smrti velikih nebeskih tijela. Crne rupe obične mase pojavljuju se nakon završetka životni ciklus velike zvezde. Obe vrste crnih rupa, uprkos različitog porekla, imaju slična svojstva. Supermasivne crne rupe nalaze se u centrima galaksija. Naučnici sugeriraju da su nastale tokom formiranja galaksija zbog spajanja blisko susjednih zvijezda. Međutim, to su samo nagađanja, a ne potvrđena činjenicama.

Šta je unutar crne rupe: nagađanja

Neki matematičari vjeruju da unutar ovih misterioznih objekata Univerzuma postoje takozvane crvotočine - prijelazi u druge Univerzume. Drugim riječima, prostorno-vremenski tunel se nalazi u tački singularnosti. Ovaj koncept poslužio je mnogim piscima i rediteljima. Međutim, velika većina astronoma vjeruje da ne postoje tuneli između svemira. Međutim, čak i da jesu, ne postoji način da osoba zna šta se nalazi unutar crne rupe.

Postoji još jedan koncept, prema kojem se na suprotnom kraju takvog tunela nalazi bijela rupa, odakle gigantska količina energije dolazi iz našeg svemira u drugi svijet kroz crne rupe. Međutim, u ovoj fazi razvoja nauke i tehnologije ovakva putovanja ne dolaze u obzir.

Veza sa teorijom relativnosti

Crne rupe su jedno od najneverovatnijih predviđanja A. Ajnštajna. Poznato je da je gravitaciona sila koja se stvara na površini bilo koje planete obrnuto proporcionalna kvadratu njenog radijusa i direktno proporcionalna njegovoj masi. Za ovo nebesko telo može se definisati pojam druge kosmičke brzine, koja je neophodna za prevazilaženje ove gravitacione sile. Za Zemlju je jednako 11 km/sec. Ako se masa nebeskog tijela poveća, a prečnik, naprotiv, smanji, tada bi druga kosmička brzina mogla na kraju premašiti brzinu svjetlosti. I pošto, prema teoriji relativnosti, nijedan predmet ne može da se kreće veća brzina svjetlosti, tada se formira objekt koji ne dozvoljava da bilo šta izađe iz svojih granica.

1963. godine naučnici su otkrili kvazare - svemirske objekte koji su džinovski izvori radio-emisije. Nalaze se veoma daleko od naše galaksije - njihova udaljenost je milijardama svjetlosnih godina od Zemlje. Kako bi objasnili izuzetno visoku aktivnost kvazara, naučnici su uveli hipotezu da se crne rupe nalaze unutar njih. Ovo gledište je danas opšte prihvaćeno u naučnim krugovima. Istraživanja koja su sprovedena u proteklih 50 godina ne samo da su potvrdila ovu hipotezu, već su i dovela naučnike do zaključka da u centru svake galaksije postoje crne rupe. Postoji i takav objekat u centru naše galaksije, njegova masa je 4 miliona solarnih masa. Ova crna rupa se zove Strelac A, a budući da nam je najbliža, astronomi je najviše proučavaju.

Hawkingovo zračenje

Ova vrsta zračenja, koju je otkrio poznati fizičar Stephen Hawking, uvelike komplikuje život savremenih naučnika - zbog ovog otkrića pojavile su se mnoge poteškoće u teoriji crnih rupa. U klasičnoj fizici postoji koncept vakuuma. Ova riječ označava potpunu prazninu i odsustvo materije. Međutim, razvojem kvantne fizike, koncept vakuuma je izmijenjen. Naučnici su otkrili da je ispunjen takozvanim virtuelnim česticama - pod uticajem jakog polja, one se mogu pretvoriti u prave. Godine 1974. Hawking je otkrio da se takve transformacije mogu dogoditi u jakom gravitacijskom polju crne rupe - blizu njene vanjske granice, horizonta događaja. Takvo rođenje je upareno - pojavljuju se čestica i antičestica. Po pravilu, antičestica je osuđena da padne u crnu rupu, a čestica odleti. Kao rezultat toga, naučnici primjećuju određeno zračenje oko ovih svemirskih objekata. Zove se Hawkingovo zračenje.

Tokom ovog zračenja materija unutar crne rupe polako isparava. Rupa gubi masu, dok je intenzitet zračenja obrnuto proporcionalan kvadratu njene mase. Intenzitet Hawkingovog zračenja je zanemarljiv prema kosmičkim standardima. Ako pretpostavimo da postoji rupa mase 10 sunaca, a na nju ne padaju ni svjetlost ni materijalni objekti, onda će i u ovom slučaju vrijeme njenog propadanja biti monstruozno dugo. Život takve rupe premašit će cijeli životni vijek našeg svemira za 65 redova veličine.

Pitanje čuvanja informacija

Jedan od glavnih problema koji se pojavio nakon otkrića Hawkingovog zračenja je problem gubitka informacija. To je povezano s pitanjem koje se na prvi pogled čini vrlo jednostavnim: šta se događa kada crna rupa potpuno ispari? Obje teorije jesu kvantna fizika, a klasični - bave se opisom stanja sistema. Imajući informacije o početnom stanju sistema, uz pomoć teorije moguće je opisati kako će se ono mijenjati.

Istovremeno, u procesu evolucije, informacije o početnom stanju se ne gube - djeluje svojevrsni zakon o očuvanju informacija. Ali ako crna rupa potpuno ispari, tada promatrač gubi informaciju o tom dijelu fizički svijet koji je jednom upao u rupu. Stephen Hawking je vjerovao da se informacija o početnom stanju sistema nekako obnavlja nakon što crna rupa potpuno ispari. No, poteškoća leži u činjenici da je, po definiciji, prijenos informacija iz crne rupe nemoguć - ništa ne može napustiti horizont događaja.

Šta se dešava ako upadnete u crnu rupu?

Vjeruje se da ako bi na neki nevjerovatan način osoba mogla doći do površine crne rupe, onda bi ona odmah počela da je vuče u pravcu sebe. Na kraju, osoba bi se toliko ispružila da bi postala mlaz subatomskih čestica koje se kreću prema tački singularnosti. Naravno, nemoguće je dokazati ovu hipotezu, jer je malo vjerovatno da će naučnici ikada saznati šta se dešava unutar crnih rupa. Sada neki fizičari kažu da ako bi osoba upala u crnu rupu, onda bi imala klona. Prva od njegovih verzija bila bi odmah uništena strujom vrućih čestica Hawkingovog zračenja, a druga bi prošla kroz horizont događaja bez mogućnosti povratka.