Leichte schwarze Löcher. Die Gefahr von Schwarzen Löchern. Im Zentrum der Milchstraße befindet sich ein riesiges Schwarzes Loch.

Neulich hat Stephen Hawking die wissenschaftliche Gemeinschaft aufgerüttelt, indem er erklärte, dass Schwarze Löcher nicht existieren. Vielmehr sind sie überhaupt nicht das, was vorher gedacht wurde.

Laut dem Forscher (der in der Arbeit „Information Preservation and Weather Predictions for Black Holes“ beschrieben wird) können sogenannte Schwarze Löcher ohne den sogenannten „Ereignishorizont“ existieren, über den hinaus nichts entkommen kann. Hawking glaubt, dass Schwarze Löcher Licht und Informationen nur für eine Weile speichern und dann in ziemlich verzerrter Form wieder in den Weltraum "spucken".

Tschüss Wissenschaftsgemeinschaft verdaut neue Theorie haben wir beschlossen, unsere Leser an das zu erinnern, was bisher als „Fakten über schwarze Löcher“ galt. Bisher glaubte man also:

Schwarze Löcher haben ihren Namen, weil sie Licht ansaugen, das seine Grenzen berührt, und es nicht reflektieren.

Ein Schwarzes Loch entsteht in dem Moment, in dem eine ausreichend komprimierte Materiemasse Raum und Zeit deformiert, und hat eine bestimmte Oberfläche, den so genannten „Ereignishorizont“, der den Punkt ohne Wiederkehr markiert.

Uhren laufen in der Nähe des Meeresspiegels langsamer als auf Raumstation, und noch langsamer in der Nähe von Schwarzen Löchern. Das hat etwas mit der Schwerkraft zu tun.

Das nächste Schwarze Loch ist etwa 1600 Lichtjahre entfernt.

Unsere Galaxie ist mit Schwarzen Löchern übersät, aber das nächste, das theoretisch in der Lage wäre, unseren bescheidenen Planeten zu zerstören, ist unserem eigenen weit überlegen. Sonnensystem.

Im Zentrum der Milchstraße befindet sich ein riesiges Schwarzes Loch.

Es befindet sich in einer Entfernung von 30.000 Lichtjahren von der Erde und ist mehr als 30 Millionen Mal so groß wie unsere Sonne.

Schwarze Löcher verdampfen schließlich

Es wird angenommen, dass nichts aus einem schwarzen Loch entkommen kann. Die einzige Ausnahme von dieser Regel ist Strahlung. Laut einigen Wissenschaftlern verlieren Schwarze Löcher Masse, wenn sie Strahlung abgeben. Als Ergebnis dieses Prozesses kann das Schwarze Loch vollständig verschwinden.

Schwarze Löcher sind wie Kugeln geformt, nicht wie Trichter.

In den meisten Lehrbüchern sehen Sie schwarze Löcher, die wie Trichter aussehen. Dies liegt daran, dass sie aus der Perspektive eines Gravitationsbrunnens dargestellt sind. In Wirklichkeit sind sie eher wie eine Kugel.

In der Nähe eines Schwarzen Lochs ist alles verzerrt

Schwarze Löcher haben die Fähigkeit, den Raum zu verzerren, und weil sie sich drehen, wird die Verzerrung schlimmer, wenn sie sich drehen.

Ein Schwarzes Loch kann auf schreckliche Weise töten

Während es offensichtlich scheint, dass ein Schwarzes Loch mit dem Leben nicht vereinbar ist, denken die meisten Menschen, dass sie dort einfach zerquetscht würden. Nicht unbedingt. Sie würden höchstwahrscheinlich zu Tode gestreckt, weil der Teil Ihres Körpers, der zuerst den "Ereignishorizont" erreicht, erheblich betroffen wäre. großer Einfluss Schwere.

Schwarze Löcher sind nicht immer schwarz

Obwohl sie für ihre Schwärze bekannt sind, strahlen sie, wie wir bereits gesagt haben, tatsächlich elektromagnetische Wellen aus.

Schwarze Löcher können nicht nur zerstören

Natürlich ist es das in den meisten Fällen. Es gibt jedoch zahlreiche Theorien, Studien und Vorschläge, dass Schwarze Löcher tatsächlich für Energie- und Raumfahrt angepasst werden können.

Die Entdeckung der Schwarzen Löcher gehört nicht Albert Einstein

Erst 1916 hat Albert Einstein die Theorie der Schwarzen Löcher wiederbelebt. Lange zuvor, im Jahr 1783, entwickelte ein Wissenschaftler namens John Mitchell diese Theorie. Dies geschah, nachdem er sich gefragt hatte, ob die Schwerkraft so stark werden könnte, dass selbst leichte Partikel ihr nicht entkommen könnten.

Schwarze Löcher summen

Obwohl das Vakuum im Weltraum nicht wirklich überträgt Schallwellen, wenn Sie mit speziellen Instrumenten zuhören, können Sie die Geräusche atmosphärischer Interferenzen hören. Wenn ein Schwarzes Loch etwas anzieht, beschleunigt sein Ereignishorizont die Teilchen auf Lichtgeschwindigkeit und sie erzeugen ein Summen.

Schwarze Löcher können die für die Entstehung des Lebens notwendigen Elemente erzeugen

Forscher glauben, dass Schwarze Löcher Elemente erzeugen, wenn sie in subatomare Teilchen zerfallen. Diese Partikel sind in der Lage, Elemente zu erzeugen, die schwerer als Helium sind, wie Eisen und Kohlenstoff, sowie viele andere, die zur Bildung von Leben benötigt werden.

Schwarze Löcher „schlucken“ nicht nur, sondern „spucken“ auch

Schwarze Löcher sind berüchtigt dafür, alles in der Nähe ihres Ereignishorizonts aufzusaugen. Nachdem etwas in ein Schwarzes Loch gefallen ist, wird es mit solch ungeheurer Kraft komprimiert, dass die einzelnen Bestandteile komprimiert werden und schließlich in subatomare Teilchen zerfallen. Einige Wissenschaftler vermuten, dass diese Materie dann aus einem sogenannten "weißen Loch" ausgestoßen wird.

Jede Materie kann zu einem schwarzen Loch werden

Aus technischer Sicht können nicht nur Sterne zu Schwarzen Löchern werden. Wenn Ihre Autoschlüssel unter Beibehaltung ihrer Masse auf ein Minimum reduziert würden, würde ihre Dichte astronomische Höhen erreichen und ihre Schwerkraft ins Unglaubliche steigen.

Im Zentrum eines Schwarzen Lochs versagen die Gesetze der Physik

Theorien zufolge wird die Materie in einem Schwarzen Loch auf eine unendliche Dichte komprimiert, und Raum und Zeit hören auf zu existieren. Wenn dies geschieht, brechen die Gesetze der Physik zusammen, einfach weil der menschliche Geist nicht in der Lage ist, sich ein Objekt vorzustellen, das ein Volumen von Null und eine unendliche Dichte hat.

Schwarze Löcher bestimmen die Anzahl der Sterne

Nach Ansicht einiger Wissenschaftler ist die Anzahl der Sterne im Universum durch die Anzahl der Schwarzen Löcher begrenzt. Dies liegt daran, wie sie Gaswolken und die Bildung von Elementen in jenen Teilen des Universums beeinflussen, in denen neue Sterne geboren werden.

Es gibt kein kosmisches Phänomen, das in seiner Schönheit faszinierender ist als schwarze Löcher. Wie Sie wissen, erhielt das Objekt seinen Namen, weil es Licht absorbieren, aber nicht reflektieren kann. Aufgrund der enormen Anziehungskraft saugen Schwarze Löcher alles an, was sich in ihrer Nähe befindet - Planeten, Sterne, Weltraumschrott. Dies ist jedoch nicht alles, was man über Schwarze Löcher wissen sollte, da es viele gibt Faszinierende Faktenüber sie.

Schwarze Löcher haben keinen Punkt ohne Wiederkehr

Lange glaubte man, dass alles, was in die Region eines Schwarzen Lochs fällt, darin verbleibt, aber das Ergebnis neuerer Forschungen war, dass das Schwarze Loch nach einer Weile den gesamten Inhalt ins All „ausspuckt“, aber in einem andere Form als das Original. Der Ereignishorizont, der als Point of no Return galt Weltraumobjekte, entpuppte sich nur als vorübergehender Unterschlupf, aber dieser Prozess ist sehr langsam.

Die Erde wird von einem schwarzen Loch bedroht

Das Sonnensystem ist nur ein Teil einer unendlichen Galaxie, in der es eine riesige Anzahl schwarzer Löcher gibt. Es stellt sich heraus, dass die Erde auch von zwei von ihnen bedroht wird, aber glücklicherweise befinden sie sich in großer Entfernung - ungefähr 1600 Lichtjahre. Sie wurden in einer Galaxie entdeckt, die durch die Verschmelzung zweier Galaxien entstanden ist.


Wissenschaftler sahen Schwarze Löcher nur aufgrund der Tatsache, dass sie sich mit Hilfe eines Röntgenteleskops in der Nähe des Sonnensystems befanden, das einfangen kann Röntgenstrahlen von diesen Weltraumobjekten emittiert. Schwarze Löcher wurden, da sie nebeneinander liegen und praktisch zu einem verschmelzen, mit einem Namen bezeichnet - Chandra zu Ehren des Mondgottes aus der hinduistischen Mythologie. Wissenschaftler sind zuversichtlich, dass Chandra aufgrund der enormen Schwerkraft bald einer werden wird.

Schwarze Löcher können mit der Zeit verschwinden

Früher oder später entweicht der gesamte Inhalt des Schwarzen Lochs und nur Strahlung bleibt übrig. Schwarze Löcher verlieren an Masse und werden mit der Zeit kleiner und verschwinden dann vollständig. Der Tod eines Weltraumobjekts ist sehr langsam, und daher ist es unwahrscheinlich, dass einer der Wissenschaftler sehen kann, wie das Schwarze Loch kleiner wird und dann verschwindet. Stephen Hawking argumentierte, dass ein Loch im Weltraum ein stark komprimierter Planet ist und im Laufe der Zeit verdunstet, beginnend an den Rändern der Verzerrung.

Schwarze Löcher müssen nicht schwarz aussehen

Wissenschaftler argumentieren, dass ein Schwarzes Loch keine Farbe hat, da ein Weltraumobjekt Lichtteilchen in sich aufnimmt, ohne sie zu reflektieren, nur seine Oberfläche gibt nach - der Ereignishorizont. Mit seinem Gravitationsfeld verdunkelt es den gesamten Raum dahinter, einschließlich Planeten und Sterne. Gleichzeitig erscheint jedoch aufgrund der Absorption von Planeten und Sternen auf der Oberfläche eines Schwarzen Lochs in einer Spirale aufgrund der enormen Bewegungsgeschwindigkeit von Objekten und der Reibung zwischen ihnen ein Leuchten, das sein kann heller als die Sterne. Dies ist eine Ansammlung von Gasen, Sternenstaub und anderer Materie, die von einem Schwarzen Loch angesaugt wird. Außerdem kann ein Schwarzes Loch manchmal elektromagnetische Wellen aussenden und daher sichtbar sein.

Schwarze Löcher entstehen nicht aus dem Nichts, ihre Basis ist ein erloschener Stern.

Sterne leuchten dank ihrer Versorgung mit Fusionsbrennstoff im Weltraum. Wenn es endet, beginnt der Stern abzukühlen und verwandelt sich allmählich von einem weißen Zwerg in einen schwarzen. Im Inneren des abgekühlten Sterns beginnt der Druck abzunehmen. Unter dem Einfluss der Schwerkraft beginnt der kosmische Körper zu schrumpfen. Die Folge dieses Prozesses ist, dass der Stern zu explodieren scheint, alle seine Teilchen im Weltraum auseinander fliegen, aber gleichzeitig weiterhin Gravitationskräfte wirken, die benachbarte Weltraumobjekte anziehen, die dann von ihm absorbiert werden und die Kraft des Sterns erhöhen Schwarzes Loch und seine Größe.

Supermassives Schwarzes Loch

Ein Schwarzes Loch, zehntausendmal größer als die Sonne, befindet sich im Zentrum der Milchstraße. Wissenschaftler nannten es Schütze und es befindet sich in einiger Entfernung von der Erde 26.000 Lichtjahre. Diese Region der Galaxie ist extrem aktiv und absorbiert alles, was sich in ihrer Nähe befindet, mit großer Geschwindigkeit. Auch oft "spuckt" sie erloschene Sterne aus.


Überraschend ist die Tatsache, dass die durchschnittliche Dichte eines Schwarzen Lochs, selbst in Anbetracht seiner enormen Größe, sogar der Dichte von Luft entsprechen kann. Mit zunehmendem Radius des Schwarzen Lochs, dh der Anzahl der von ihm eingefangenen Objekte, wird die Dichte des Schwarzen Lochs kleiner, was durch einfache Gesetze der Physik erklärt wird. So können die größten Körper im Weltraum tatsächlich so leicht wie Luft sein.

Schwarzes Loch könnte neue Universen erschaffen

So seltsam es auch klingen mag, insbesondere vor dem Hintergrund, dass Schwarze Löcher tatsächlich alles um sich herum absorbieren und entsprechend zerstören, denken Wissenschaftler ernsthaft, dass diese Weltraumobjekte die Entstehung eines neuen Universums einleiten können. Schwarze Löcher nehmen also bekanntlich Materie nicht nur auf, sondern können sie in bestimmten Zeiträumen auch wieder abgeben. Jedes Teilchen, das aus einem Schwarzen Loch kommt, kann explodieren und dies wird zu einem neuen Urknall, und nach seiner Theorie erschien unser Universum so, daher ist es möglich, dass das Sonnensystem, das heute existiert und in dem sich die Erde dreht, bewohnt von einer großen Anzahl von Menschen, wurde einst aus einem massiven Schwarzen Loch geboren.

In der Nähe eines Schwarzen Lochs vergeht die Zeit sehr langsam.

Wenn sich ein Objekt einem Schwarzen Loch nähert, unabhängig von seiner Masse, beginnt seine Bewegung langsamer zu werden, und das liegt daran, dass im Schwarzen Loch selbst die Zeit verlangsamt wird und alles sehr langsam abläuft. Das liegt an der enormen Gravitationskraft eines Schwarzen Lochs. Gleichzeitig passiert das, was im Schwarzen Loch selbst passiert, schnell genug, denn wenn der Beobachter das Schwarze Loch von der Seite betrachtet, scheint es ihm, dass alle darin ablaufenden Prozesse langsam ablaufen, aber wenn er hineinkommt sein Trichter, die Gravitationskräfte würden ihn sofort auseinanderreißen.

Schwarze Löcher waren schon immer eines der interessantesten Beobachtungsobjekte für Wissenschaftler. Als größte Objekte im Universum sind sie gleichzeitig unzugänglich und völlig unzugänglich für die Menschheit. Es wird noch lange dauern, bis wir etwas über die Prozesse erfahren, die sich in der Nähe des "Point of no Return" abspielen. Was ist aus wissenschaftlicher Sicht ein Schwarzes Loch?

Lassen Sie uns über die Tatsachen sprechen, die den Forschern dennoch durch langwierige Arbeit bekannt wurden.

1. Schwarze Löcher sind nicht wirklich schwarz.

Da Schwarze Löcher elektromagnetische Wellen ausstrahlen, sehen sie vielleicht nicht schwarz aus, sondern ziemlich bunt. Und es sieht sehr beeindruckend aus.

2. Schwarze Löcher saugen keine Materie an.

Unter gewöhnlichen Sterblichen gibt es ein Klischee, dass ein Schwarzes Loch ein riesiger Staubsauger ist, der den umgebenden Raum in sich zieht. Seien wir keine Dummköpfe und versuchen herauszufinden, was es wirklich ist.

Im Allgemeinen (ohne auf die Komplexität einzugehen Quantenphysik und astronomische Forschung) lässt sich ein Schwarzes Loch als kosmisches Objekt mit stark überschätztem Gravitationsfeld darstellen. Wenn zum Beispiel anstelle der Sonne ein schwarzes Loch der gleichen Größe wäre, dann ... würde nichts passieren, und unser Planet würde sich weiterhin auf derselben Umlaufbahn drehen. Schwarze Löcher "absorbieren" nur Teile der Materie von Sternen in Form eines Sternwinds, der jedem Stern eigen ist.

3. Schwarze Löcher können neue Universen hervorbringen

Diese Tatsache klingt natürlich nach Science-Fiction, zumal es keine Beweise für die Existenz anderer Universen gibt. Trotzdem werden solche Theorien von Wissenschaftlern ziemlich genau untersucht.

Wenn zu sprechen einfache Sprache, dann würden wir die Möglichkeit der Existenz verlieren, wenn sich mindestens eine physikalische Konstante in unserer Welt um einen kleinen Betrag ändern würde. Die Singularität von Schwarzen Löchern hebt die üblichen Gesetze der Physik auf und kann (zumindest theoretisch) ein neues Universum entstehen lassen, das sich auf die eine oder andere Weise von unserem unterscheidet.

4. Schwarze Löcher verdampfen mit der Zeit

Wie bereits erwähnt, absorbieren Schwarze Löcher Sternenwind. Außerdem verdunsten sie langsam aber sicher, geben also ihre Masse an den umgebenden Raum ab und verschwinden dann ganz. Dieses Phänomen wurde 1974 entdeckt und zu Ehren von Stephen Hawking, der diese Entdeckung der Welt zugänglich machte, Hawking-Strahlung genannt.

5. Die Antwort auf die Frage „Was ist ein Schwarzes Loch“ wurde von Karl Schwarzschild vorhergesagt

Wie Sie wissen, ist der Autor der Relativitätstheorie mit Albert Einstein verbunden. Aber der Wissenschaftler schenkte der Untersuchung von Himmelskörpern nicht die gebührende Aufmerksamkeit, obwohl seine Theorie die Existenz von Schwarzen Löchern vorhersagen konnte und darüber hinaus. Karl Schwarzschild war damit der erste Wissenschaftler, der die allgemeine Relativitätstheorie anwandte, um die Existenz eines "Punktes ohne Wiederkehr" zu rechtfertigen.

Interessanterweise geschah dies 1915, kurz nachdem Einstein seine Allgemeine Relativitätstheorie veröffentlicht hatte. Damals tauchte der Begriff "Schwarzschild-Radius" auf - das ist grob gesagt die Kraft, mit der ein Objekt zusammengedrückt werden muss, damit es sich in ein Schwarzes Loch verwandelt. Dies ist jedoch keine leichte Aufgabe. Mal sehen warum.

Tatsache ist, dass theoretisch jeder Körper zu einem Schwarzen Loch werden kann, jedoch unter dem Einfluss eines bestimmten Kompressionsgrades. Zum Beispiel könnte eine Erdnussfrucht zu einem schwarzen Loch werden, wenn sie die Masse des Planeten Erde hätte ...

Wissenswertes: Schwarze Löcher sind einzigartig. Raumkörper die Fähigkeit haben, Licht durch Schwerkraft anzuziehen.

6. Schwarze Löcher krümmen den Raum um sich herum.

Stellen Sie sich den gesamten Raum des Universums in Form einer Schallplatte vor. Wenn Sie einen heißen Gegenstand darauf legen, ändert er seine Form. Dasselbe passiert mit Schwarzen Löchern. Ihre ultimative Masse zieht alles an, einschließlich Lichtstrahlen, wodurch sich der Raum um sie herum krümmt.

7. Schwarze Löcher begrenzen die Anzahl der Sterne im Universum

.... Immerhin, wenn die Sterne leuchten -

Bedeutet das, dass jemand es braucht?

VV Majakowski

Normalerweise sind vollständig gebildete Sterne eine Wolke aus abgekühlten Gasen. Die Strahlung von Schwarzen Löchern lässt Gaswolken nicht abkühlen und verhindert somit die Entstehung von Sternen.

8. Schwarze Löcher sind die fortschrittlichsten Kraftwerke.

Schwarze Löcher produzieren mehr Energie als die Sonne und andere Sterne. Der Grund dafür ist die Sache drumherum. Wenn Materie den Ereignishorizont überschreitet schnelle Geschwindigkeit, heizt es sich in der Umlaufbahn eines Schwarzen Lochs bis zum Äußersten auf hohe Temperatur. Dieses Phänomen wird Schwarzkörperstrahlung genannt.

Interessante Tatsache: Bei der Kernfusion werden 0,7 % der Materie zu Energie. In der Nähe eines Schwarzen Lochs werden 10 % der Materie zu Energie!

9. Was passiert, wenn Sie in ein Schwarzes Loch fallen?

Schwarze Löcher "strecken" die Körper, die sich neben ihnen befinden. Als Ergebnis dieses Prozesses beginnen die Objekte, Spaghetti zu ähneln (es gibt sogar einen speziellen Begriff - "Spaghetti" =).

Obwohl diese Tatsache komisch erscheinen mag, hat sie ihre eigene Erklärung. Dies geschieht dank physikalisches Prinzip Anziehungskräfte. Nehmen wir als Beispiel den menschlichen Körper. Am Boden befinden sich unsere Beine näher am Erdmittelpunkt als unser Kopf, sodass sie stärker angezogen werden. Auf der Oberfläche eines Schwarzen Lochs werden die Beine viel schneller in die Mitte des Schwarzen Lochs gezogen und daher Oberer Teil der Körper hält einfach nicht mit. Fazit: Spaghettifizierung!

10. Theoretisch kann jedes Objekt zu einem Schwarzen Loch werden

Und sogar die Sonne. Das einzige, was die Sonne davon abhält, absolut zu werden schwarzer Körper ist die Schwerkraft. Im Zentrum eines Schwarzen Lochs ist sie um ein Vielfaches stärker als im Zentrum der Sonne. Wenn unsere Leuchte in diesem Fall auf einen Durchmesser von vier Kilometern komprimiert würde, könnte sie (aufgrund der großen Masse) durchaus zu einem Schwarzen Loch werden.

Aber das ist in der Theorie. In der Praxis ist bekannt, dass Schwarze Löcher nur durch den Zusammenbruch supergroßer Sterne entstehen, die die Masse der Sonne um das 25- bis 30-fache überschreiten.

11. Schwarze Löcher verlangsamen die Zeit in ihrer Nähe.

Die Hauptthese dieser Tatsache ist, dass sich die Zeit verlangsamt, wenn wir uns dem Ereignishorizont nähern. Dieses Phänomen lässt sich anhand des „Zwillingsparadoxons“ veranschaulichen, das häufig zur Erklärung der Bestimmungen der Relativitätstheorie herangezogen wird.

Die Grundidee ist, dass einer der Zwillingsbrüder ins All fliegt, während der andere auf der Erde bleibt. Als der Zwilling nach Hause zurückkehrt, stellt er fest, dass sein Bruder mehr gealtert ist als er, denn wenn er sich mit einer Geschwindigkeit nahe der Lichtgeschwindigkeit bewegt, beginnt die Zeit langsamer zu vergehen.

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Vielleicht denken Sie, dass eine Person, die in ein schwarzes Loch gefallen ist, auf den sofortigen Tod wartet. In Wirklichkeit könnte sein Schicksal viel überraschender ausfallen, sagt der Korrespondent.

Was passiert mit dir, wenn du in ein schwarzes Loch fällst? Vielleicht denkst du, dass du erdrückt wirst – oder umgekehrt in Fetzen gerissen wirst? Aber in Wirklichkeit ist alles viel seltsamer.

In dem Moment, in dem Sie in das Schwarze Loch fallen, wird die Realität in zwei Teile geteilt. In der einen Realität wirst du sofort verbrannt, in der anderen tauchst du lebend und unversehrt tief in das Schwarze Loch ein.

In einem Schwarzen Loch gelten die uns bekannten Gesetze der Physik nicht. Laut Albert Einstein krümmt die Schwerkraft den Raum. So kann bei Vorhandensein eines Objekts ausreichender Dichte das Raum-Zeit-Kontinuum um es herum so stark verformt werden, dass in der Realität selbst ein Loch entsteht.

Ein massereicher Stern, der seinen gesamten Treibstoff verbraucht hat, kann sich in genau die Art superdichter Materie verwandeln, die für die Entstehung eines solchen gekrümmten Abschnitts des Universums erforderlich ist. Ein Stern, der unter seinem eigenen Gewicht zusammenbricht, schleift das Raum-Zeit-Kontinuum um sich herum mit. Das Gravitationsfeld wird so stark, dass selbst Licht ihm nicht mehr entkommen kann. Dadurch wird der Bereich, in dem sich der Stern zuvor befand, absolut schwarz – das ist das Schwarze Loch.

Bildrechte Thinkstock Bildbeschreibung Niemand weiß wirklich, was in einem Schwarzen Loch vor sich geht.

Die äußere Oberfläche eines Schwarzen Lochs wird als Ereignishorizont bezeichnet. Dies ist eine kugelförmige Grenze, an der ein Gleichgewicht zwischen der Stärke des Gravitationsfeldes und den Bemühungen des Lichts erreicht wird, das versucht, dem Schwarzen Loch zu entkommen. Wenn Sie den Ereignishorizont überschreiten, wird es unmöglich sein, zu entkommen.

Der Ereignishorizont strahlt Energie aus. Aufgrund von Quanteneffekten entstehen darauf Ströme heißer Teilchen, die in das Universum einstrahlen. Dieses Phänomen wird Hawking-Strahlung genannt – zu Ehren des britischen theoretischen Physikers Stephen Hawking, der es beschrieben hat. Obwohl Materie dem Ereignishorizont nicht entkommen kann, „verdampft“ das Schwarze Loch dennoch – mit der Zeit wird es schließlich seine Masse verlieren und verschwinden.

Während wir tiefer in das Schwarze Loch vordringen, krümmt sich die Raumzeit weiter und wird im Zentrum unendlich gekrümmt. Dieser Punkt ist als gravitative Singularität bekannt. Raum und Zeit haben darin keine Bedeutung mehr, und alle uns bekannten Gesetze der Physik, zu deren Beschreibung diese beiden Begriffe notwendig sind, gelten nicht mehr.

Niemand weiß, was genau eine Person erwartet, die in das Zentrum eines Schwarzen Lochs gefallen ist. Ein anderes Universum? Vergessenheit? Rückwand Bücherregal, wie im amerikanischen Science-Fiction-Film „Interstellar“? Es ist ein Mysterium.

Lassen Sie uns – anhand Ihres Beispiels – darüber nachdenken, was passiert, wenn Sie versehentlich in ein Schwarzes Loch fallen. Bei diesem Experiment werden Sie von einem externen Beobachter begleitet – nennen wir ihn Anna. Also beobachtet Anna aus sicherer Entfernung entsetzt, wie Sie sich dem Rand des Schwarzen Lochs nähern. Aus ihrer Sicht werden sich die Ereignisse sehr seltsam entwickeln.

Wenn Sie sich dem Ereignishorizont nähern, wird Anna sehen, wie Sie sich in der Länge ausdehnen und in der Breite schmaler werden, als würde sie Sie durch ein riesiges Vergrößerungsglas betrachten. Je näher Sie dem Ereignishorizont kommen, desto mehr wird Anna spüren, dass Ihre Geschwindigkeit nachlässt.

Bildrechte Thinkstock Bildbeschreibung Im Zentrum eines Schwarzen Lochs ist der Raum unendlich gekrümmt.

Sie können Anna nicht anschreien (da im Vakuum kein Ton übertragen wird), aber Sie können versuchen, ihr mit der Taschenlampe Ihres iPhones ein Zeichen im Morsecode zu geben. Ihre Signale erreichen es jedoch in zunehmenden Abständen, und die Frequenz des von der Taschenlampe emittierten Lichts verschiebt sich in Richtung des roten (langwelligen) Teils des Spektrums. So wird es aussehen: "Ordnen, in der Reihenfolge, in der Reihenfolge, in der Reihenfolge ...".

Wenn Sie den Ereignishorizont erreichen, werden Sie aus Annas Sicht an Ort und Stelle einfrieren, als hätte jemand die Wiedergabe angehalten. Du wirst bewegungslos verharren, ausgestreckt über die Oberfläche des Ereignishorizonts, und eine immer größer werdende Hitze wird beginnen, dich zu übernehmen.

Aus Annas Sicht werden Sie durch die Ausdehnung des Raums, das Anhalten der Zeit und die Hitze von Hawkings Strahlung langsam getötet. Bevor Sie den Ereignishorizont überqueren und tief in die Tiefen des Schwarzen Lochs vordringen, werden Sie mit Asche zurückgelassen.

Aber beeilen Sie sich nicht, einen Gedenkgottesdienst zu bestellen - vergessen wir Anna für eine Weile und betrachten Sie diese schreckliche Szene aus Ihrer Sicht. Und aus Ihrer Sicht wird etwas noch Seltsameres passieren, also absolut nichts Besonderes.

Sie fliegen direkt zu einem der unheimlichsten Punkte des Universums, ohne den geringsten Ruck zu spüren - ganz zu schweigen von der Ausdehnung des Raums, der Zeitdilatation oder der Hitze der Strahlung. Das liegt daran, dass man sich im freien Fall befindet und somit das eigene Gewicht nicht spürt – das nannte Einstein die „beste Idee“ seines Lebens.

Tatsächlich ist der Ereignishorizont keine Mauer im Raum, sondern ein Phänomen, das durch den Standpunkt des Beobachters bedingt ist. Ein Beobachter, der außerhalb des Schwarzen Lochs bleibt, kann nicht durch den Ereignishorizont hineinsehen, aber das ist sein Problem, nicht Ihres. Aus Ihrer Sicht gibt es keinen Horizont.

Wenn die Abmessungen unseres Schwarzen Lochs kleiner wären, würden Sie wirklich auf ein Problem stoßen – die Schwerkraft würde ungleichmäßig auf Ihren Körper wirken und Sie würden in Nudeln gezogen. Aber zu Ihrem Glück ist dieses Schwarze Loch groß – millionenfach massereicher als die Sonne, sodass die Gravitationskraft so schwach ist, dass sie vernachlässigbar ist.

Bildrechte Thinkstock Bildbeschreibung Sie können nicht zurückgehen und aus einem schwarzen Loch herauskommen, genauso wie keiner von uns in der Zeit zurückreisen kann.

In einem ausreichend großen Schwarzen Loch können Sie sogar den Rest Ihres Lebens ganz normal leben, bis Sie in einer gravitativen Singularität sterben.

Sie fragen sich vielleicht, wie normal das Leben einer Person sein kann, die gegen ihren Willen in ein Loch im Raum-Zeit-Kontinuum gezogen wird, aus dem es keine Chance gibt, jemals herauszukommen?

Aber wenn Sie darüber nachdenken, kennen wir alle dieses Gefühl - nur in Bezug auf die Zeit und nicht auf den Raum. Die Zeit geht nur vorwärts und nie zurück, und sie reißt uns wirklich gegen unseren Willen mit und lässt uns keine Chance, in die Vergangenheit zurückzukehren.

Das ist nicht nur eine Analogie. Schwarze Löcher verzerren das Raum-Zeit-Kontinuum derart, dass innerhalb des Ereignishorizonts Zeit und Raum vertauscht sind. In gewisser Weise ist es nicht der Raum, der Sie zur Singularität zieht, sondern die Zeit. Sie können nicht zurückgehen und aus einem schwarzen Loch herauskommen, so wie keiner von uns in die Vergangenheit reisen kann.

Vielleicht fragen Sie sich jetzt, was mit Anna nicht stimmt. Du fliegst in den leeren Raum eines Schwarzen Lochs und es geht dir gut, und sie trauert um deinen Tod und behauptet, dass du von Hawking-Strahlung von außerhalb des Ereignishorizonts verbrannt wurdest. Halluziniert sie?

Tatsächlich ist Annas Aussage absolut richtig. Aus ihrer Sicht sind Sie tatsächlich am Ereignishorizont gebraten. Und es ist keine Illusion. Anna kann sogar Ihre Asche sammeln und sie Ihrer Familie schicken.

Bildrechte Thinkstock Bildbeschreibung Der Ereignishorizont ist keine Mauer, er ist durchlässig

Fakt ist, dass man nach den Gesetzen der Quantenphysik aus Annas Sicht den Ereignishorizont nicht überschreiten kann und außerhalb des Schwarzen Lochs bleiben muss, da Informationen nie unwiederbringlich verloren gehen. Jede Information, die für Ihre Existenz verantwortlich ist, muss an der äußeren Oberfläche des Ereignishorizonts bleiben – sonst werden aus Sicht von Anna die Gesetze der Physik verletzt.

Andererseits erfordern die Gesetze der Physik auch, dass Sie lebend und unversehrt durch den Ereignishorizont fliegen, ohne auf heiße Partikel oder ähnliches zu stoßen ungewöhnliche Phänomene. Andernfalls wird die allgemeine Relativitätstheorie verletzt.

Die Gesetze der Physik wollen also, dass Sie sich gleichzeitig außerhalb des Schwarzen Lochs (als Aschehaufen) und darin (sicher und gesund) befinden. Und noch ein wichtiger Punkt: gem allgemeine Grundsätze Quantenmechanik können Informationen nicht geklont werden. Sie müssen an zwei Orten gleichzeitig sein, aber nur in einem Fall.

Physiker nennen solch ein paradoxes Phänomen den Begriff "Verschwinden von Informationen in einem Schwarzen Loch". Glücklicherweise in den 1990er Jahren Wissenschaftlern gelang es, dieses Paradoxon aufzulösen.

Der amerikanische Physiker Leonard Susskind erkannte, dass es wirklich kein Paradoxon gibt, da niemand Ihr Klonen sehen wird. Anna wird eines Ihrer Exemplare beobachten, und Sie werden das andere beobachten. Sie und Anna werden sich nie wiedersehen und Sie werden Ihre Beobachtungen nicht vergleichen können. Und es gibt keinen dritten Beobachter, der Sie gleichzeitig von außerhalb und innerhalb des Schwarzen Lochs beobachten könnte. Somit werden die Gesetze der Physik nicht verletzt.

Es sei denn, Sie möchten wissen, welche Ihrer Instanzen real ist und welche nicht. Lebst du wirklich oder bist du tot?

Bildrechte Thinkstock Bildbeschreibung Wird die Person unversehrt durch den Ereignishorizont fliegen oder gegen eine Feuerwand prallen?

Die Sache ist, es gibt keine "Realität". Die Realität hängt vom Betrachter ab. Es gibt „wirklich“ aus Annas Sicht und „wirklich“ aus Ihrer Sicht. Das ist alles.

Fast alle. Im Sommer 2012 schlugen die Physiker Ahmed Almheiri, Donald Marolph, Joe Polchinski und James Sully, die gemeinsam unter dem englischen Akronym ihrer Nachnamen AMPS bekannt sind, vor Gedankenexperiment, die unser Verständnis von Schwarzen Löchern zu kippen drohten.

Die von Süsskind vorgeschlagene Auflösung des Widerspruchs beruht laut Wissenschaftlern darauf, dass die Uneinigkeit in der Einschätzung dessen, was zwischen Ihnen und Anna passiert, durch den Ereignishorizont vermittelt wird. Es spielt keine Rolle, ob Anna tatsächlich eines Ihrer beiden Exemplare im Feuer der Hawking-Strahlung sterben sah, denn der Ereignishorizont hinderte sie daran, Ihr zweites Exemplar tief in das Schwarze Loch fliegen zu sehen.

Aber was wäre, wenn Anna eine Möglichkeit hätte, herauszufinden, was auf der anderen Seite des Ereignishorizonts passiert, ohne ihn zu überschreiten?

Die Allgemeine Relativitätstheorie sagt uns, dass dies unmöglich ist, aber die Quantenmechanik verwischt die harten Regeln ein wenig. Anna hätte mit dem, was Einstein als „gruselige Langstreckenaktion“ bezeichnete, über den Ereignishorizont hinausblicken können.

Wir sprechen über Quantenverschränkung – ein Phänomen, bei dem die Quantenzustände von zwei oder mehr räumlich getrennten Teilchen auf mysteriöse Weise voneinander abhängig werden. Diese Teilchen bilden nun ein einziges und unteilbares Ganzes, und die Informationen, die zur Beschreibung dieses Ganzen notwendig sind, sind nicht in diesem oder jenem Teilchen enthalten, sondern in der Beziehung zwischen ihnen.

Die von AMPS vorgebrachte Idee ist wie folgt. Angenommen, Anna nimmt ein Teilchen in der Nähe des Ereignishorizonts auf – nennen wir es Teilchen A.

Wenn ihre Version dessen, was Ihnen passiert ist, wahr ist, das heißt, Sie wurden außerhalb des Schwarzen Lochs durch Hawking-Strahlung getötet, dann muss Teilchen A mit einem anderen Teilchen B verbunden sein, das sich ebenfalls außerhalb des Ereignisses befinden muss Horizont.

Bildrechte Thinkstock Bildbeschreibung Schwarze Löcher können Materie von nahen Sternen anziehen

Wenn Ihre Vision von Ereignissen der Realität entspricht, und Sie gesund und munter sind Innerhalb, dann muss Teilchen A mit Teilchen C verbunden sein, das sich irgendwo im Inneren des Schwarzen Lochs befindet.

Das Schöne an dieser Theorie ist, dass jedes der Teilchen nur mit einem anderen Teilchen verbunden werden kann. Das bedeutet, dass Teilchen A entweder mit Teilchen B oder mit Teilchen C verbunden ist, aber nicht mit beiden gleichzeitig.

Also nimmt Anna ihr Teilchen A und lässt es durch die Entanglement-Decodierungsmaschine laufen, die sie hat, die die Antwort gibt, ob dieses Teilchen mit Teilchen B oder mit Teilchen C assoziiert ist.

Wenn die Antwort C ist, hat sich Ihr Standpunkt unter Verletzung der Gesetze der Quantenmechanik durchgesetzt. Wenn Teilchen A mit Teilchen C verbunden ist, das sich in den Tiefen des Schwarzen Lochs befindet, dann geht die Information, die ihre gegenseitige Abhängigkeit beschreibt, für Anna für immer verloren, was dem Quantengesetz widerspricht, wonach Information niemals verloren geht.

Wenn die Antwort B ist, dann hat Anna im Gegensatz zu den Prinzipien der Allgemeinen Relativitätstheorie Recht. Wenn Partikel A an Partikel B gebunden ist, wurden Sie wirklich von Hawking-Strahlung verbrannt. Anstatt durch den Ereignishorizont zu fliegen, wie es die Relativitätstheorie erfordert, sind Sie gegen eine Feuerwand gekracht.

Damit sind wir wieder bei der Frage, mit der wir begonnen haben – was passiert mit einer Person, die in ein Schwarzes Loch gerät? Wird er dank der Realität unbeschadet durch den Ereignishorizont fliegen auf wundersame Weise hängt vom Beobachter ab, oder kracht gegen eine feurige Wand ( SchwarzLöcherFirewall, nicht zu verwechseln mit dem ComputerbegriffFirewall, "Firewall", Software das Ihren Computer im Netzwerk vor unbefugtem Eindringen schützt - Ed.)?

Niemand kennt die Antwort auf diese Frage, eine der umstrittensten Fragen der theoretischen Physik.

Seit über 100 Jahren versuchen Wissenschaftler, die Prinzipien der Allgemeinen Relativitätstheorie und der Quantenphysik in Einklang zu bringen, in der Hoffnung, dass sich am Ende das eine oder andere durchsetzen wird. Die Auflösung des „Feuerwand“-Paradoxons sollte die Frage beantworten, welches der Prinzipien sich durchgesetzt hat, und den Physikern helfen, eine umfassende Theorie zu erstellen.

Bildrechte Thinkstock Bildbeschreibung Oder vielleicht beim nächsten Mal Anna in ein schwarzes Loch schicken?

Die Lösung des Paradoxons des Verschwindens von Informationen könnte in Annas Entschlüsselungsmaschine liegen. Es ist äußerst schwierig zu bestimmen, mit welchem ​​anderen Teilchen Teilchen A verbunden ist. Die Physiker Daniel Harlow von der Princeton University in New Jersey und Patrick Hayden, jetzt an der Stanford University in Kalifornien in Kalifornien, fragten sich, wie lange es dauern würde.

2013 rechneten sie das sogar noch mit der schnellste Rechner, die nach physikalischen Gesetzen hergestellt werden kann, würde Anna extrem lange brauchen, um die Beziehung zwischen Teilchen zu entschlüsseln – so lange, dass das Schwarze Loch längst verdampft sein wird, wenn sie die Antwort erhält.

Wenn ja, ist es wahrscheinlich, dass Anna einfach nicht dazu bestimmt ist, jemals zu wissen, wessen Standpunkt wahr ist. In diesem Fall bleiben beide Geschichten gleichzeitig wahr, die Realität hängt vom Betrachter ab, und keines der Gesetze der Physik wird verletzt.

Darüber hinaus kann die Verbindung zwischen hochkomplexen Berechnungen (zu denen unser Beobachter anscheinend nicht in der Lage ist) und dem Raum-Zeit-Kontinuum Physiker zu einigen neuen theoretischen Überlegungen anregen.

Schwarze Löcher sind also nicht nur gefährliche Objekte auf dem Weg interstellarer Expeditionen, sondern auch theoretische Laboratorien, in denen kleinste Variationen physikalischer Gesetzmäßigkeiten ein Ausmaß erreichen, dass sie nicht mehr vernachlässigt werden können.

Wenn irgendwo lauert wahre Natur In Wirklichkeit ist es am besten, in Schwarzen Löchern danach zu suchen. Aber obwohl wir kein klares Verständnis dafür haben, wie sicher der Ereignishorizont für Menschen ist, ist es sicherer, Suchvorgänge von außen zu beobachten. Im Extremfall kannst du Anna beim nächsten Mal ins Schwarze Loch schicken – jetzt ist sie an der Reihe.

Jeder weiß, dass es im Weltraum Sterne, Planeten, Asteroiden und Kometen gibt, die mit bloßem Auge oder durch ein Teleskop beobachtet werden können. Es ist auch bekannt, dass es spezielle Weltraumobjekte gibt - schwarze Löcher.

Ein Stern kann sich am Ende seines Lebens in ein Schwarzes Loch verwandeln. Bei dieser Umwandlung wird der Stern sehr stark komprimiert, seine Masse bleibt erhalten. Der Stern verwandelt sich in eine kleine, aber sehr schwere Kugel. Wenn wir davon ausgehen, dass unser Planet Erde zu einem Schwarzen Loch wird, dann beträgt sein Durchmesser in diesem Zustand nur 9 Millimeter. Aber die Erde wird sich nicht in ein Schwarzes Loch verwandeln können, weil im Kern von Planeten ganz andere Reaktionen ablaufen als in Sternen.

So starke Kompression und die Verdichtung eines Sterns kommt von der Tatsache, dass unter dem Einfluss thermonuklearer Reaktionen im Zentrum des Sterns seine Anziehungskraft stark zunimmt und beginnt, die Oberfläche des Sterns zu seinem Zentrum hin zu ziehen. Allmählich nimmt die Rate, mit der sich der Stern zusammenzieht, zu und beginnt schließlich, die Lichtgeschwindigkeit zu überschreiten. Wenn ein Stern diesen Zustand erreicht, hört er auf zu leuchten, weil Lichtteilchen – Quanten – die Anziehungskraft nicht überwinden können. Ein Stern in diesem Zustand hört auf zu leuchten, er bleibt "innerhalb" des Gravitationsradius - der Grenze, innerhalb derer alle Objekte von der Oberfläche des Sterns angezogen werden. Astronomen nennen diese Grenze den Ereignishorizont. Und jenseits dieser Grenze die Anziehungskraft schwarzes Loch sinkt. Da Lichtteilchen die Gravitationsgrenze eines Sterns nicht überwinden können, kann ein Schwarzes Loch nur mit Instrumenten nachgewiesen werden, wenn beispielsweise ein Raumschiff oder ein anderer Körper - ein Komet oder ein Asteroid - aus unbekannten Gründen beginnt, seine Flugbahn zu ändern, dann am meisten wahrscheinlich kam es unter den Einfluss der Gravitationskräfte eines Schwarzen Lochs. Ein kontrolliertes Weltraumobjekt muss in einer solchen Situation dringend alle Motoren einschalten und die Zone der gefährlichen Anziehungskraft verlassen, und wenn nicht genug Energie vorhanden ist, wird es unweigerlich von einem Schwarzen Loch verschluckt.

Wenn sich die Sonne in ein Schwarzes Loch verwandeln könnte, dann würden sich die Planeten des Sonnensystems innerhalb des Gravitationsradius der Sonne befinden und sie würden angezogen und absorbiert. Zum Glück für uns wird dies nicht passieren. Nur sehr große, massereiche Sterne können sich in ein Schwarzes Loch verwandeln. Dafür ist die Sonne zu klein. Im Laufe der Evolution wird die Sonne höchstwahrscheinlich zu einem ausgestorbenen Schwarzen Zwerg. Andere Schwarze Löcher, die bereits für unseren Planeten und die Erde im Weltraum sind Raumschiffe nicht gefährlich - sie sind zu weit von uns entfernt.

In der beliebten Serie "The Big Bang Theory", die Sie sich ansehen können, erfahren Sie nicht die Geheimnisse der Entstehung des Universums oder die Ursachen von Schwarzen Löchern im Weltraum. Die Hauptfiguren sind naturwissenschaftlich leidenschaftlich und arbeiten im Fachbereich Physik der Universität. Sie geraten ständig in verschiedene lächerliche Situationen, die Spaß machen.