Kas notiek melnā cauruma centrā. Melnie caurumi un galaktikas. Melnie caurumi ir vismodernākās spēkstacijas

Tas saņēma šo nosaukumu tāpēc, ka tas absorbē gaismu, bet neatspoguļo to kā citi objekti. Patiesībā ir daudz faktu par melnajiem caurumiem, un šodien mēs runāsim par dažiem interesantākajiem. Vēl salīdzinoši nesen tā tika uzskatīts melnais caurums kosmosā iesūc sevī visu, kas atrodas tuvumā vai lido garām: planēta ir atkritumi, taču nesen zinātnieki sāka apgalvot, ka pēc kāda laika saturs “izspļauj” atpakaļ, tikai pavisam citā formā. Ja jūs interesē melnie caurumi kosmosā Interesanti fakti mēs šodien par tiem runāsim sīkāk.

Vai pastāv draudi Zemei?

Ir divi melnie caurumi, kas var attēlot reāli draudi mūsu planēta, bet tie, mums par laimi, atrodas tālu aptuveni 1600 gaismas gadu attālumā. Zinātniekiem izdevās atklāt šos objektus tikai tāpēc, ka tie atradās netālu no Saules sistēmas un īpašām ierīcēm, kas tver rentgenstari varēja tos redzēt. Pastāv pieņēmums, ka milzīgais gravitācijas spēks var ietekmēt melnos caurumus tā, ka tie saplūst vienā.

Maz ticams, ka kāds no viņa laikabiedriem spēs noķert brīdi, kad šie noslēpumainie objekti pazūd. Tik lēni notiek caurumu nāves process.

Melnais caurums ir pagātnes zvaigzne

Kā kosmosā veidojas melnie caurumi?? Zvaigznēm ir iespaidīgs kodolsintēzes degvielas krājums, tāpēc tās spīd tik spilgti. Bet visi resursi beidzas, un zvaigzne atdziest, pakāpeniski zaudējot savu mirdzumu un pārvēršoties par melnu punduri. Ir zināms, ka atdzesētā zvaigznē notiek saspiešanas process, kā rezultātā tā eksplodē, un tās daļiņas izkliedējas lielos attālumos kosmosā, piesaistot blakus esošos objektus, tādējādi palielinot melnā cauruma izmēru.

Pats interesantākais par melnajiem caurumiem kosmosā mums vēl ir jāpēta, bet pārsteidzoši, ka tā blīvums, neskatoties uz iespaidīgo izmēru, var būt vienāds ar gaisa blīvumu. Tas liek domāt, ka pat lielākajiem objektiem kosmosā var būt tāds pats svars kā gaisam, tas ir, tie var būt neticami viegli. Šeit Kā kosmosā parādās melnie caurumi?.

Laiks gan pašā melnajā caurumā, gan tā tuvumā plūst ļoti lēni, tāpēc tuvumā lidojošie objekti palēnina to kustību. Iemesls visam ir milzīgais gravitācijas spēks, pat vairāk pārsteidzošs fakts, visiem procesiem, kas notiek pašā bedrē, ir neticams ātrums. Pieņemsim, ja mēs novērojam kā melnais caurums izskatās kosmosā, atrodoties ārpus visu patērējošās masas robežām, šķiet, ka viss stāv uz vietas. Taču, tiklīdz objekts tiktu iekšā, tas vienā mirklī tiktu saplēsts. Šodien mums tiek parādīts Kā melnais caurums izskatās kosmosā? modelēts ar īpašām programmām.

Melnā cauruma definīcija?

Tagad mēs zinām No kurienes kosmosā rodas melnie caurumi?. Bet kas vēl tajos īpašs? A priori nav iespējams teikt, ka melnais caurums ir planēta vai zvaigzne, jo šis ķermenis nav ne gāzveida, ne ciets. Šis ir objekts, kas var izkropļot ne tikai platumu, garumu un augstumu, bet arī laika skalu. Kas pilnībā pārkāpj fiziskos likumus. Zinātnieki apgalvo, ka laiks telpiskās vienības horizonta reģionā var virzīties uz priekšu un atpakaļ. Kas atrodas melnajā caurumā kosmosā nav iespējams iedomāties, tur krītošie gaismas kvanti tiek reizināti vairākas reizes ar singularitātes masu, šis process palielina gravitācijas spēka spēku. Tāpēc, ja paņemsiet līdzi lukturīti un dosieties uz melno caurumu, tas nespīdēs. Singularitāte ir punkts, kurā viss tiecas uz bezgalību.

Melnā cauruma struktūra ir singularitāte un notikumu horizonts. Singularitātes iekšienē fizikālās teorijas pilnībā zaudē savu nozīmi, tāpēc līdz šim zinātniekiem tas joprojām ir noslēpums. Šķērsojot robežu (notikumu horizontu), fiziskais objekts zaudē spēju atgriezties. Mēs zinām tālu no viss par melnajiem caurumiem kosmosā, bet interese par tiem neizgaist.

Ikviens zina, ka kosmosā ir zvaigznes, planētas, asteroīdi un komētas, kuras var novērot ar neapbruņotu aci vai caur teleskopu. Ir arī zināms, ka ir īpaši kosmosa objekti - melnie caurumi.

Zvaigzne līdz mūža beigām var pārvērsties par melno caurumu. Šīs transformācijas laikā zvaigzne tiek ļoti spēcīgi saspiesta, bet tās masa tiek saglabāta. Zvaigzne pārvēršas par mazu, bet ļoti smagu bumbiņu. Ja pieņemam, ka mūsu planēta Zeme kļūst par melno caurumu, tad tās diametrs šajā stāvoklī būs tikai 9 milimetri. Bet Zeme nespēs pārvērsties par melno caurumu, jo planētu kodolā notiek pavisam citas reakcijas, nevis tādas pašas kā zvaigznēs.

Tātad spēcīga saspiešana un zvaigznes sablīvēšanās rodas no tā, ka zvaigznes centrā notiekošo kodoltermisko reakciju ietekmē tās pievilkšanās spēks stipri palielinās un sāk piesaistīt zvaigznes virsmu tās centram. Pamazām zvaigznes saraušanās ātrums palielinās un galu galā sāk pārsniegt gaismas ātrumu. Kad zvaigzne sasniedz šo stāvokli, tā pārstāj mirdzēt, jo gaismas daļiņas - kvanti - nespēj pārvarēt pievilkšanas spēku. Zvaigzne šādā stāvoklī pārstāj izstarot gaismu, tā paliek "iekšā" gravitācijas rādiusā - robeža, kurā visi objekti tiek piesaistīti zvaigznes virsmai. Astronomi šo robežu sauc par notikumu horizontu. Un aiz šīs robežas – pievilkšanās spēks melnais caurums samazinās. Tā kā gaismas daļiņas nevar pārvarēt zvaigznes gravitācijas robežu, melno caurumu var noteikt tikai ar instrumentu palīdzību, piemēram, ja kāda nezināma iemesla dēļ kosmosa kuģis vai cits ķermenis - komēta vai asteroīds - sāk mainīt savu trajektoriju, tad lielākā daļa visticamāk, tas nonāca melnā cauruma gravitācijas spēku ietekmē. Kontrolējamam kosmosa objektam šādā situācijā ir steidzami jāieslēdz visi dzinēji un jāatstāj bīstamās pievilkšanās zona, un, ja jaudas nepietiek, tad to neizbēgami aprīs melnais caurums.

Ja Saule varētu pārvērsties melnajā caurumā, tad planētas Saules sistēma atrastos Saules gravitācijas rādiusā un tos piesaistītu un absorbētu. Mums par laimi tas nenotiks. tikai ļoti lielas, masīvas zvaigznes var pārvērsties melnajā caurumā. Saule tam ir par mazu. Evolūcijas procesā Saule, visticamāk, kļūs par izmirušu melno punduri. Citi melnie caurumi, kas jau atrodas kosmosā mūsu planētai un uz zemes kosmosa kuģi nav bīstami - viņi ir pārāk tālu no mums.

Populārajā seriālā "Lielā sprādziena teorija", kuru varat noskatīties, jūs neuzzināsiet ne Visuma radīšanas noslēpumus, ne melno caurumu cēloņus kosmosā. Galvenie varoņi aizraujas ar zinātni un darbu universitātes fizikas nodaļā. Viņi pastāvīgi nonāk dažādās smieklīgās situācijās, kuras ir patīkami skatīties.

Bezgalīgais Visums ir pilns ar noslēpumiem, mīklām un paradoksiem. Lai gan mūsdienu zinātne veica milzīgu lēcienu kosmosa izpētē, daudz kas šajā bezgalīgajā pasaulē joprojām ir nesaprotams cilvēka pasaules redzējumam. Mēs daudz zinām par zvaigznēm, miglājiem, kopām un planētām. Taču Visuma plašumos ir tādi objekti, par kuru esamību varam tikai nojaust. Piemēram, mēs ļoti maz zinām par melnajiem caurumiem. Pamatinformācija un zināšanas par melno caurumu būtību ir balstītas uz pieņēmumiem un minējumiem. Astrofiziķi un atomzinātnieki ir cīnījušies ar šo problēmu vairāk nekā duci gadu. Kas ir melnais caurums kosmosā? Kāda ir šādu objektu būtība?

Runājot par melnajiem caurumiem vienkāršiem vārdiem

Lai iedomāties, kā izskatās melnais caurums, pietiek redzēt vilciena asti, kas izbrauc no tuneļa. Signālgaismas uz pēdējā vagona, vilcienam iedziļinoties tunelī, samazināsies, līdz tās pilnībā izzudīs no redzesloka. Citiem vārdiem sakot, tie ir objekti, kur zvērīgās pievilcības dēļ pazūd pat gaisma. Elementārdaļiņas, elektroni, protoni un fotoni nespēj pārvarēt neredzamo barjeru, iekrīt melnajā nebūtības bezdibenī, tāpēc šādu caurumu kosmosā sauca par melno. Tajā iekšā nav ne mazākā gaišā plankuma, pamatīgs melnums un bezgalība. Kas atrodas melnā cauruma otrā pusē, nav zināms.

Šim kosmosa putekļu sūcējam ir milzīgs pievilkšanas spēks, un tas spēj absorbēt visu galaktiku ar visām zvaigžņu kopām un superkopām, ar miglājiem un tumšo vielu. Kā tas ir iespējams? Atliek tikai minēt. Mums zināmie fizikas likumi šajā gadījumā plaisā pa vīlēm un nesniedz skaidrojumu notiekošajiem procesiem. Paradoksa būtība slēpjas apstāklī, ka noteiktā Visuma posmā ķermeņu gravitācijas mijiedarbību nosaka to masa. Viena objekta absorbcijas procesu neietekmē to kvalitāte un kvantitatīvais sastāvs. Daļiņas, sasniegušas kritisko daudzumu noteiktā apgabalā, nonāk citā mijiedarbības līmenī, kur gravitācijas spēki kļūst par pievilkšanas spēkiem. Ķermenis, objekts, viela vai matērija gravitācijas ietekmē sāk sarukt, sasniedzot kolosālu blīvumu.

Apmēram šādi procesi notiek neitronu zvaigznes veidošanās laikā, kad zvaigžņu viela tiek saspiesta tilpumā iekšējās gravitācijas ietekmē. Brīvie elektroni apvienojas ar protoniem, veidojot elektriski neitrālas daļiņas, ko sauc par neitroniem. Šīs vielas blīvums ir milzīgs. Vielas daļiņas, kas ir rafinēta cukura gabala lielumā, svars ir miljardiem tonnu. Šeit derētu atgādināt vispārējā teorija relativitāte, kur telpa un laiks ir nepārtraukti lielumi. Tāpēc saspiešanas procesu nevar apturēt pusceļā, un tāpēc tam nav ierobežojumu.

Potenciāli melnais caurums izskatās kā caurums, kurā var notikt pāreja no vienas telpas daļas uz otru. Tajā pašā laikā mainās telpas un paša laika īpašības, savērpjoties telpas-laika piltuvē. Sasniedzot šīs piltuves dibenu, jebkura viela sadalās kvantos. Kas atrodas melnā cauruma otrā pusē, šim milzu caurumam? Varbūt ir vēl kāda cita telpa, kur darbojas citi likumi un laiks plūst pretējā virzienā.

Relativitātes teorijas kontekstā melnā cauruma teorija ir šāda. Punktam telpā, kur gravitācijas spēki ir saspieduši jebkuru vielu līdz mikroskopiskiem izmēriem, ir milzīgs pievilkšanas spēks, kura lielums palielinās līdz bezgalībai. Parādās laika krunciņa, un telpa ir izliekta, noslēdzoties vienā punktā. Melnā cauruma norītie objekti paši nespēj pretoties šī milzīgā putekļu sūcēja ievilkšanas spēkam. Pat gaismas ātrums, kas piemīt kvantiem, neļauj elementārdaļiņām pārvarēt pievilkšanās spēku. Jebkurš ķermenis, kas nonāk šādā punktā, pārstāj būt materiāls objekts, saplūstot ar telpas-laika burbuli.

Melnie caurumi zinātnes ziņā

Ja jautājat sev, kā veidojas melnie caurumi? Vienotas atbildes nebūs. Visumā ir daudz paradoksu un pretrunu, ko nevar izskaidrot no zinātnes viedokļa. Einšteina relativitātes teorija pieļauj tikai teorētisku skaidrojumu par šādu objektu būtību, bet kvantu mehānika un fizika šajā gadījumā klusē.

Mēģinot izskaidrot notiekošos procesus ar fizikas likumiem, attēls izskatīsies šādi. Objekts, kas izveidojies masīva vai supermasīva kosmiskā ķermeņa kolosālas gravitācijas saspiešanas rezultātā. Šis process ir zinātniskais nosaukums- gravitācijas sabrukums. Termins "melnais caurums" zinātnieku aprindās pirmo reizi parādījās 1968. gadā, kad amerikāņu astronoms un fiziķis Džons Vīlers mēģināja izskaidrot zvaigžņu sabrukuma stāvokli. Saskaņā ar viņa teoriju gravitācijas sabrukumu piedzīvojušās masīvās zvaigznes vietā parādās telpiskā un laika plaisa, kurā iedarbojas arvien pieaugoša kompresija. Viss, no kā sastāvēja zvaigzne, nonāk sevī.

Šāds skaidrojums ļauj secināt, ka melno caurumu būtība nekādi nav saistīta ar Visumā notiekošajiem procesiem. Viss, kas notiek šī objekta iekšienē, nekādi neietekmē apkārtējo telpu ar vienu "BET". Melnā cauruma gravitācijas spēks ir tik spēcīgs, ka tas izliek telpu, liekot galaktikām griezties ap melnajiem caurumiem. Attiecīgi kļūst skaidrs iemesls, kāpēc galaktikas iegūst spirāles. Cik ilgs laiks būs nepieciešams, lai milzīgā Piena Ceļa galaktika pazustu supermasīva melnā cauruma bezdibenī, nav zināms. Interesants fakts ir tas, ka melnie caurumi var parādīties jebkurā kosmosa punktā, kur tie ir radīti šim nolūkam. ideāli apstākļi. Šāda laika un telpas rieva izlīdzina milzīgos ātrumus, ar kādiem zvaigznes griežas un pārvietojas galaktikas telpā. Laiks melnajā caurumā plūst citā dimensijā. Šajā reģionā nekādus gravitācijas likumus nevar interpretēt no fizikas viedokļa. Šo stāvokli sauc par melnā cauruma singularitāti.

Melnie caurumi neuzrāda nekādas ārējās identifikācijas pazīmes, par to esamību var spriest pēc apkārtējo uzvedības kosmosa objekti, ko ietekmē gravitācijas lauki. Cīņas par dzīvību un nāvi visa aina notiek uz melnā cauruma robežas, ko klāj membrāna. Šo iedomāto piltuves virsmu sauc par "notikumu horizontu". Viss, ko mēs redzam līdz šai robežai, ir taustāms un materiāls.

Melno caurumu veidošanās scenāriji

Izstrādājot Džona Vīlera teoriju, varam secināt, ka melno caurumu noslēpums neatrodas tā veidošanās procesā. Melnais caurums veidojas neitronu zvaigznes sabrukšanas rezultātā. Turklāt šāda objekta masai vajadzētu pārsniegt Saules masu trīs vai vairāk reizes. Neitronu zvaigzne saraujas, līdz tās pašas gaisma vairs nespēj izkļūt no gravitācijas ciešā tvēriena. Ir noteikts izmērs, līdz kuram zvaigzne var sarukt, lai radītu melno caurumu. Šo rādiusu sauc par gravitācijas rādiusu. Masīvām zvaigznēm to attīstības pēdējā posmā gravitācijas rādiusam vajadzētu būt vairākiem kilometriem.

Mūsdienās zinātnieki ir ieguvuši netiešus pierādījumus melno caurumu klātbūtnei desmitos rentgenstaru bināro zvaigžņu. Rentgenstaru zvaigznei, pulsāram vai sprādzienam nav cietas virsmas. Turklāt to masa ir lielāka par trīs Saules masu. Pašreizējais kosmosa stāvoklis Cygnus zvaigznājā, rentgena zvaigzne Cygnus X-1, ļauj izsekot šo ziņkārīgo objektu rašanās brīdim.

Pamatojoties uz pētījumiem un teorētiskiem pieņēmumiem, mūsdienu zinātnē ir četri melno zvaigžņu veidošanās scenāriji:

• masīvas zvaigznes gravitācijas sabrukums tās evolūcijas pēdējā posmā;
• galaktikas centrālā reģiona sabrukums;
• melno caurumu veidošanās Lielā sprādziena laikā;
• kvantu melno caurumu veidošanās.

Pirmais scenārijs ir visreālākais, taču melno zvaigžņu skaits, ar ko mēs šodien pazīstam, pārsniedz zināmo neitronu zvaigžņu skaitu. Un Visuma vecums nav tik liels, lai tik daudz masīvu zvaigžņu varētu iziet cauri pilnam evolūcijas procesam.

Otrajam scenārijam ir tiesības uz dzīvību, un tas ir spilgts piemērs- supermasīvs melnais caurums Sagittarius A *, kas ir aizsargāts mūsu galaktikas centrā. Šī objekta masa ir 3,7 Saules masas. Šī skripta mehānisms ir līdzīgs skriptam gravitācijas sabrukums ar vienīgo atšķirību, ka sabrukumu piedzīvo nevis zvaigzne, bet gan starpzvaigžņu gāze. Gravitācijas spēku ietekmē gāze tiek saspiesta līdz kritiskajai masai un blīvumam. Kritiskā brīdī matērija sadalās kvantos, veidojot melno caurumu. Tomēr šī teorija ir apšaubāma, jo Kolumbijas universitātes astronomi nesen identificēja Sagittarius A* melnā cauruma satelītus. Tie izrādījās daudz mazu melnu caurumu, kas, iespējams, veidojās savādāk.

Trešais scenārijs ir vairāk teorētisks un saistīts ar Lielā sprādziena teorijas esamību. Visuma veidošanās laikā daļa matērijas un gravitācijas lauki svārstījās. Citiem vārdiem sakot, procesi gāja citu ceļu, kas nav saistīti ar zināmajiem kvantu mehānikas un kodolfizikas procesiem.

Pēdējais scenārijs ir vērsts uz fiziku kodolsprādziens. Vielu puduros kodolreakciju procesā gravitācijas spēku ietekmē notiek sprādziens, kura vietā veidojas melnais caurums. Matērija eksplodē uz iekšu, absorbējot visas daļiņas.

Melno caurumu esamība un evolūcija

Ņemot aptuvenu priekšstatu par šādu dīvainu kosmosa objektu būtību, interesants ir vēl kaut kas. Kādi ir patiesie melno caurumu izmēri, cik ātri tie aug? Melno caurumu izmērus nosaka to gravitācijas rādiuss. Melnajiem caurumiem melnā cauruma rādiusu nosaka tā masa, un to sauc par Švarcšilda rādiusu. Piemēram, ja objekta masa ir vienāda ar mūsu planētas masu, tad Švarcšilda rādiuss šajā gadījumā ir 9 mm. Mūsu galvenā gaismekļa rādiuss ir 3 km. Vidējais melnā cauruma blīvums, kas veidojas zvaigznes vietā, kura masa ir 10⁸ Saules masas, būs tuvu ūdens blīvumam. Šāda veidojuma rādiuss būs 300 miljoni kilometru.

Visticamāk, ka šādi milzu melnie caurumi atrodas galaktiku centrā. Līdz šim ir zināmas 50 galaktikas, kuru centrā atrodas milzīgas laika un telpas akas. Šādu milžu masa ir miljardiem Saules masas. Var tikai iedomāties, kāds kolosāls un milzīgs pievilkšanas spēks piemīt šādai bedrei.

Kas attiecas uz maziem caurumiem, tie ir mini objekti, kuru rādiuss sasniedz niecīgas vērtības, tikai 10¯¹² cm. Šādas drupatas svars ir 10¹⁴g. Līdzīgi veidojumi radās Lielā sprādziena laikā, bet laika gaitā palielinājās un mūsdienās vicinās kosmosā kā briesmoņi. Apstākļus, kādos notika mazu melno caurumu veidošanās, zinātnieki šodien mēģina atjaunot zemes apstākļos. Šiem nolūkiem tiek veikti eksperimenti elektronu sadursmēs, caur kuriem elementārdaļiņas paātrināt līdz gaismas ātrumam. Pirmie eksperimenti ļāva laboratorijas apstākļos iegūt kvarka-gluona plazmu - vielu, kas pastāvēja Visuma veidošanās rītausmā. Šādi eksperimenti ļauj cerēt, ka melnais caurums uz Zemes ir laika jautājums. Cita lieta, vai šāds cilvēces zinātnes sasniegums izvērtīsies par katastrofu mums un mūsu planētai. Mākslīgi izveidojot melno caurumu, mēs varam atvērt Pandoras lādi.

Nesenie citu galaktiku novērojumi ir ļāvuši zinātniekiem atklāt melnos caurumus, kuru izmēri pārsniedz visas iespējamās cerības un pieņēmumus. Evolūcija, kas notiek ar šādiem objektiem, ļauj labāk saprast, kāpēc melno caurumu masa aug, kāda ir tās patiesā robeža. Zinātnieki ir nonākuši pie secinājuma, ka visi zināmie melnie caurumi ir izauguši līdz tiem reālie izmēri 13-14 miljardu gadu laikā. Izmēru atšķirība ir saistīta ar apkārtējās telpas blīvumu. Ja melnajam caurumam ir pietiekami daudz pārtikas gravitācijas spēku sasniedzamā attālumā, tas strauji aug, sasniedzot simtiem un tūkstošiem saules masu. Līdz ar to un milzu izmērs tādi objekti, kas atrodas galaktiku centrā. Milzīgs zvaigžņu kopums, milzīgas starpzvaigžņu gāzes masas ir bagātīgs uzturs izaugsmei. Kad galaktikas saplūst, melnie caurumi var saplūst kopā, veidojot jaunu supermasīvu objektu.

Spriežot pēc evolūcijas procesu analīzes, ir ierasts izšķirt divas melno caurumu klases:

• objekti, kuru masa 10 reizes pārsniedz Saules masu;
• masīvi objekti, kuru masa ir simtiem tūkstošu, miljardu saules masu.

Ir melnie caurumi, kuru vidējā starpmasa ir vienāda ar 100-10 tūkstošiem saules masu, taču to raksturs joprojām nav zināms. Katrā galaktikā ir aptuveni viens šāds objekts. Rentgenstaru zvaigžņu izpēte ļāva M82 galaktikā atrast divus vidējos melnos caurumus 12 miljonu gaismas gadu attālumā. Viena objekta masa svārstās 200-800 saules masu robežās. Cits objekts ir daudz lielāks, un tā masa ir 10-40 tūkstoši saules masu. Interesants ir šādu objektu liktenis. Tie atrodas netālu no zvaigžņu kopām, pakāpeniski piesaistot supermasīvu melno caurumu, kas atrodas galaktikas centrālajā daļā.

Mūsu planēta un melnie caurumi

Neskatoties uz to, ka tiek meklēti pavedieni par melno caurumu dabu, zinātniskā pasaule uztraucas par melnā cauruma vietu un lomu Piena Ceļa galaktikas un jo īpaši planētas Zeme liktenī. Laika un telpas kroka, kas pastāv centrā piena ceļš, pamazām absorbē visus apkārt esošos objektus. Miljoniem zvaigžņu un triljoniem tonnu starpzvaigžņu gāzes jau ir absorbētas melnajā caurumā. Laika gaitā pagrieziens sasniegs Cygnus un Sagittarius rokas, kurās atrodas Saules sistēma, veicot 27 tūkstošu gaismas gadu attālumu.

Otrs tuvākais supermasīvais melnais caurums atrodas Andromedas galaktikas centrālajā daļā. Tas atrodas aptuveni 2,5 miljonu gaismas gadu attālumā no mums. Iespējams, pirms mūsu objekts Strēlnieks A * absorbē savu galaktiku, mums vajadzētu sagaidīt divu blakus esošo galaktiku saplūšanu. Attiecīgi notiks divu supermasīvu melno caurumu saplūšana vienā, šausmīgā un milzīgā izmērā.

Pavisam cita lieta ir mazi melnie caurumi. Lai absorbētu planētu Zeme, pietiek ar melno caurumu, kura rādiuss ir pāris centimetri. Problēma ir tāda, ka melnais caurums pēc būtības ir pilnīgi bezsejas objekts. No viņas dzemdes nenāk nekāds starojums vai starojums, tāpēc pamanīt tik noslēpumainu objektu ir diezgan grūti. Tikai ar tuvā diapazonā jūs varat noteikt fona gaismas izliekumu, kas norāda, ka šajā Visuma reģionā kosmosā ir caurums.

Līdz šim zinātnieki ir noskaidrojuši, ka Zemei tuvākais melnais caurums ir V616 Monocerotis. Briesmonis atrodas 3000 gaismas gadu attālumā no mūsu sistēmas. Izmēru ziņā šis ir liels veidojums, tā masa ir 9-13 saules masas. Vēl viens tuvumā esošais objekts, kas apdraud mūsu pasauli, ir melnais caurums Gygnus X-1. Ar šo briesmoni mūs šķir 6000 gaismas gadu attālums. Mūsu apkārtnē atklātie melnie caurumi ir daļa no binārās sistēmas, t.i. pastāv tiešā tuvumā zvaigznei, kas baro negausīgu objektu.

Secinājums

Tādu noslēpumainu objektu kā melnie caurumi esamība kosmosā, protams, liek mums būt uzmanīgiem. Tomēr viss, kas notiek ar melnajiem caurumiem, notiek diezgan reti, ņemot vērā Visuma vecumu un milzīgos attālumus. 4,5 miljardus gadu Saules sistēma ir bijusi miera stāvoklī, pastāvot saskaņā ar mums zināmajiem likumiem. Šajā laikā Saules sistēmas tuvumā neparādījās nekas tamlīdzīgs, ne telpas izkropļojumi, ne laika krokas. Iespējams, tam nav piemērotu apstākļu. Piena ceļa daļa, kurā atrodas Saules zvaigžņu sistēma, ir mierīga un stabila kosmosa daļa.

Zinātnieki pieļauj domu, ka melno caurumu parādīšanās nav nejauša. Šādi objekti spēlē kārtības sargu lomu Visumā, iznīcinot kosmisko ķermeņu pārpalikumu. Runājot par pašu monstru likteni, to evolūcija vēl nav pilnībā izpētīta. Pastāv versija, ka melnie caurumi nav mūžīgi un noteiktu posmu var beigt pastāvēt. Nevienam vairs nav noslēpums, ka šādi objekti ir visspēcīgākie enerģijas avoti. Kāda tā ir enerģija un kā to mēra, tas ir cits jautājums.

Ar Stīvena Hokinga pūlēm zinātne tika iepazīstināta ar teoriju, ka melnais caurums joprojām izstaro enerģiju, zaudējot savu masu. Savos pieņēmumos zinātnieks vadījās pēc relativitātes teorijas, kur visi procesi ir savstarpēji saistīti. Nekas vienkārši nepazūd, neparādās kaut kur citur. Jebkura matērija var tikt pārveidota par citu vielu, kamēr viena veida enerģija nonāk citā enerģijas līmenī. Tas var attiekties uz melnajiem caurumiem, kas ir pārejas portāls no viena stāvokļa uz otru.

Ja jums ir kādi jautājumi - atstājiet tos komentāros zem raksta. Mēs vai mūsu apmeklētāji ar prieku atbildēsim uz tiem.

Citu dienu Stīvens Hokings satricināja zinātnieku aprindas, paziņojot, ka melnie caurumi neeksistē. Drīzāk tie nemaz nav tādi, kā tika uzskatīts iepriekš.

Pēc pētnieka (kurš ir aprakstīts darbā “Informācijas saglabāšana un laikapstākļu prognozes melnajiem caurumiem”) domām, tas, ko mēs saucam par melnajiem caurumiem, var pastāvēt bez tā sauktā “notikumu horizonta”, aiz kura nekas nevar izkļūt. Hokings uzskata, ka melnie caurumi gaismu un informāciju aiztur tikai kādu laiku un pēc tam "izspļauj" atpakaļ kosmosā, tomēr diezgan izkropļotā formā.

Kamēr zinātniskā sabiedrība sagremo jauna teorija, nolēmām lasītājam atgādināt to, kas līdz šim tika uzskatīts par "melnā cauruma faktiem". Tātad līdz šim tika uzskatīts, ka:

Melnie caurumi ieguva savu nosaukumu, jo tie iesūc gaismu, kas skar to robežas un neatspoguļo to.

Veidojas brīdī, kad pietiekami saspiesta matērijas masa deformē telpu un laiku, melnajam caurumam ir noteikta virsma, ko sauc par "notikumu horizontu", kas iezīmē neatgriešanās punktu.

Pulksteņi tuvu jūras līmenim darbojas lēnāk nekā pie jūras līmeņa kosmosa stacija, un vēl lēnāk melno caurumu tuvumā. Tam ir kāds sakars ar gravitāciju.

Tuvākais melnais caurums atrodas aptuveni 1600 gaismas gadu attālumā.

Mūsu galaktika ir pilna ar melniem caurumiem, bet tuvākā galaktika, kas teorētiski spēj iznīcināt mūsu pieticīgo planētu, atrodas tālu aiz mūsu Saules sistēmas.

Milzīgs melnais caurums atrodas Piena Ceļa galaktikas centrā.

Tas atrodas 30 tūkstošu gaismas gadu attālumā no Zemes, un tā izmērs ir vairāk nekā 30 miljonus reižu lielāks par mūsu Sauli.

Melnie caurumi galu galā iztvaiko

Tiek uzskatīts, ka no melnā cauruma nekas nevar izkļūt. Vienīgais izņēmums no šī noteikuma ir radiācija. Pēc dažu zinātnieku domām, melnie caurumi izstaro starojumu, tie zaudē masu. Šī procesa rezultātā melnais caurums var izzust pavisam.

Melnie caurumi ir veidoti kā sfēras, nevis piltuves.

Lielākajā daļā mācību grāmatu jūs redzēsit melnos caurumus, kas izskatās kā piltuves. Tas ir tāpēc, ka tie ir ilustrēti no gravitācijas akas perspektīvas. Patiesībā tie ir vairāk kā sfēra.

Melnā cauruma tuvumā viss ir izkropļots

Melnajiem caurumiem ir iespēja deformēt telpu, un, tā kā tie griežas, izkropļojumi kļūst sliktāki, tiem griežoties.

Melnais caurums var nogalināt briesmīgā veidā

Lai gan šķiet acīmredzams, ka melnais caurums nav savienojams ar dzīvību, lielākā daļa cilvēku domā, ka viņi tur vienkārši tiktu saspiesti. Nav nepieciešams. Visticamāk, tu būtu izstiepts līdz nāvei, jo būtiski tiktu ietekmēta tā ķermeņa daļa, kas pirmā sasniedza "notikumu horizontu". liela ietekme smagums.

Melnie caurumi ne vienmēr ir melni

Lai gan tie ir pazīstami ar savu melnumu, kā mēs teicām iepriekš, tie faktiski izstaro elektromagnētiskos viļņus.

Melnie caurumi var ne tikai iznīcināt

Protams, vairumā gadījumu tā ir. Tomēr ir daudz teoriju, pētījumu un ierosinājumu, ka melnos caurumus patiešām var pielāgot enerģijas un kosmosa ceļojumiem.

Melno caurumu atklāšana nepieder Albertam Einšteinam

Alberts Einšteins melno caurumu teoriju atdzīvināja tikai 1916. gadā. Ilgi pirms tam, 1783. gadā, zinātnieks Džons Mičels pirmo reizi izstrādāja šo teoriju. Tas notika pēc tam, kad viņš domāja, vai gravitācija var kļūt tik spēcīga, ka pat vieglās daļiņas nevarētu no tā izbēgt.

Melnie caurumi dūc

Lai gan vakuums kosmosā faktiski nepārraida skaņas viļņus, ja klausāties ar īpašiem instrumentiem, jūs varat dzirdēt atmosfēras traucējumu skaņas. Kad melnais caurums kaut ko ievelk, tā notikumu horizonts paātrina daļiņas līdz gaismas ātrumam, un tās rada dūkoņu.

Melnie caurumi var radīt elementus, kas nepieciešami dzīvības izcelsmei

Pētnieki uzskata, ka melnie caurumi rada elementus, kad tie sadalās subatomiskās daļiņās. Šīs daļiņas spēj radīt elementus, kas ir smagāki par hēliju, piemēram, dzelzi un oglekli, kā arī daudzus citus, kas nepieciešami dzīvības veidošanai.

Melnie caurumi ne tikai "norij", bet arī "izspļauj"

Melnie caurumi ir bēdīgi slaveni ar to, ka iesūc jebko, kas atrodas tuvu notikumu horizontam. Pēc tam, kad kaut kas iekrīt melnajā caurumā, tas tiek saspiests ar tik milzīgu spēku, ka atsevišķie komponenti tiek saspiesti un galu galā sadalās subatomiskās daļiņās. Daži zinātnieki ierosina, ka šī viela pēc tam tiek izmesta no tā sauktā "baltā cauruma".

Jebkura viela var kļūt par melno caurumu

No tehniskā viedokļa ne tikai zvaigznes var kļūt par melnajiem caurumiem. Ja jūsu automašīnas atslēgas tiktu samazinātas līdz bezgalīgi mazam punktam, vienlaikus saglabājot savu masu, to blīvums sasniegtu astronomisku līmeni un to gravitācija palielinātos neticami lielā mērā.

Fizikas likumi nedarbojas melnā cauruma centrā

Saskaņā ar teorijām matērija melnajā caurumā tiek saspiesta līdz bezgalīgam blīvumam, un telpa un laiks pārstāj eksistēt. Kad tas notiek, fizikas likumi sabojājas, vienkārši tāpēc, ka cilvēka prāts nespēj iedomāties objektu, kam ir nulle tilpums un bezgalīgs blīvums.

Melnie caurumi nosaka zvaigžņu skaitu

Pēc dažu zinātnieku domām, zvaigžņu skaitu Visumā ierobežo melno caurumu skaits. Tas ir saistīts ar to, kā tie ietekmē gāzes mākoņus un elementu veidošanos tajās Visuma daļās, kur dzimst jaunas zvaigznes.

Melnie caurumi ir viens no pārsteidzošākajiem un tajā pašā laikā biedējošākajiem objektiem mūsu Visumā. Tie rodas brīdī, kad zvaigznēm ar milzīgu masu beidzas kodoldegviela. Kodolreakcijas apstājas, un zvaigznes sāk atdzist. Zvaigznes ķermenis gravitācijas ietekmē saraujas un pamazām sāk piesaistīt mazākus objektus, pārvēršoties melnajā caurumā.

Pirmie pētījumi

Zinātnes spīdekļi melnos caurumus sāka pētīt ne tik sen, neskatoties uz to, ka to pastāvēšanas pamatjēdzieni tika izstrādāti pagājušajā gadsimtā. Pašu "melnā cauruma" jēdzienu 1967. gadā ieviesa J. Vīlers, lai gan secinājums, ka šie objekti neizbēgami rodas masīvu zvaigžņu sabrukšanas laikā, tika izdarīts jau pagājušā gadsimta 30. gados. Viss melnajā caurumā – asteroīdi, gaisma, tā absorbētās komētas – reiz pietuvojās pārāk tuvu šī noslēpumainā objekta robežām un nespēja tās atstāt.

Melnā cauruma apmales

Pirmo no melnā cauruma robežām sauc par statisko robežu. Tā ir apgabala robeža, kurā iekrītot svešķermenis vairs nevar atrasties miera stāvoklī un sāk griezties attiecībā pret melno caurumu, lai tajā neiekristu. Otro robežu sauc par notikumu horizontu. Viss melnajā caurumā reiz pārsniedza tā ārējo robežu un virzījās uz singularitātes punktu. Pēc zinātnieku domām, šeit viela ieplūst šajā centra punkts, kura blīvums tiecas uz bezgalības vērtību. Cilvēki nevar zināt, kādi fizikas likumi darbojas objektos ar šādu blīvumu, un tāpēc nav iespējams aprakstīt šīs vietas īpašības. AT burtiski Citiem vārdiem sakot, tas ir "melnais caurums" (vai, iespējams, "plaisa") cilvēces zināšanās par apkārtējo pasauli.

Melno caurumu struktūra

Notikumu horizonts tiek saukts neieņemama robeža melnais caurums. Šīs robežas iekšpusē ir zona, kuru nevar atstāt pat objekti, kuru kustības ātrums ir vienāds ar gaismas ātrumu. Pat paši gaismas kvanti nevar atstāt notikumu horizontu. Atrodoties šajā vietā, neviens objekts nevar izkļūt no melnā cauruma. Pēc definīcijas mēs nevaram zināt, kas atrodas melnā cauruma iekšpusē - galu galā tā dziļumos ir tā sauktais singularitātes punkts, kas veidojas matērijas galīgās saspiešanas dēļ. Kad objekts nonāk notikumu horizontā, no šī brīža tas vairs nekad nevarēs izlauzties no tā un kļūt redzams novērotājiem. No otras puses, tie, kas atrodas melnajos caurumos, nevar redzēt neko, kas notiek ārpusē.

Notikumu horizonta lielums, kas ieskauj šo noslēpumaino kosmisko objektu, vienmēr ir tieši proporcionāls paša cauruma masai. Ja tā masa tiek dubultota, tad arī ārējā robeža būs divreiz lielāka. Ja zinātnieki varētu atrast veidu, kā Zemi pārvērst melnajā caurumā, notikumu horizonts būtu tikai 2 cm pāri.

Galvenās kategorijas

Parasti vidējo melno caurumu masa ir aptuveni vienāda ar trim Saules masām vai vairāk. No diviem melno caurumu veidiem izšķir zvaigžņu un supermasīvos. To masa vairākus simtus tūkstošu reižu pārsniedz Saules masu. Zvaigznes veidojas pēc lielu debesu ķermeņu nāves. Pēc pabeigšanas parādās parastās masas melnie caurumi dzīves cikls lielas zvaigznes. Neskatoties uz abiem melno caurumu veidiem dažādas izcelsmes, ir līdzīgas īpašības. Supermasīvie melnie caurumi atrodas galaktiku centros. Zinātnieki liek domāt, ka tie radušies galaktiku veidošanās laikā, saplūstot cieši blakus esošajām zvaigznēm. Tomēr tie ir tikai minējumi, ko neapstiprina fakti.

Kas atrodas melnajā caurumā: minējumi

Daži matemātiķi uzskata, ka šo noslēpumaino Visuma objektu iekšienē atrodas tā saucamie tārpu caurumi – pārejas uz citiem Visumiem. Citiem vārdiem sakot, singularitātes punktā atrodas telpas-laika tunelis. Šī koncepcija ir kalpojusi daudziem rakstniekiem un režisoriem. Tomēr lielākā daļa astronomu uzskata, ka starp Visumiem nav tuneļu. Tomēr, pat ja tie patiešām būtu, cilvēks nevar zināt, kas atrodas melnajā caurumā.

Ir vēl viens jēdziens, saskaņā ar kuru šāda tuneļa pretējā galā ir balts caurums, no kura caur melnajiem caurumiem no mūsu Visuma uz citu pasauli nonāk milzīgs enerģijas daudzums. Tomēr šajā zinātnes un tehnoloģiju attīstības posmā šāda veida ceļošana nav iespējama.

Saikne ar relativitātes teoriju

Melnie caurumi ir viena no pārsteidzošākajām A. Einšteina prognozēm. Ir zināms, ka gravitācijas spēks, kas rodas uz jebkuras planētas virsmas, ir apgriezti proporcionāls tās rādiusa kvadrātam un tieši proporcionāls tās masai. Priekš šī debess ķermenis var definēt otrā kosmiskā ātruma jēdzienu, kas ir nepieciešams, lai pārvarētu šo gravitācijas spēku. Zemei tas ir vienāds ar 11 km/sek. Ja debess ķermeņa masa palielinās un diametrs, gluži pretēji, samazinās, tad otrais kosmiskais ātrums galu galā var pārsniegt gaismas ātrumu. Un tā kā saskaņā ar relativitātes teoriju neviens objekts nevar kustēties ātrāks ātrums gaisma, tad veidojas objekts, kas neļauj nekam izlauzties no savām robežām.

1963. gadā zinātnieki atklāja kvazārus – kosmosa objektus, kas ir milzīgi radio emisijas avoti. Tie atrodas ļoti tālu no mūsu galaktikas – to attālums ir miljardiem gaismas gadu no Zemes. Lai izskaidrotu kvazāru ārkārtīgi augsto aktivitāti, zinātnieki ir ieviesuši hipotēzi, ka to iekšienē atrodas melnie caurumi. Šis viedoklis tagad ir vispārpieņemts zinātnieku aprindās. Pētījumi, kas veikti pēdējo 50 gadu laikā, ir ne tikai apstiprinājuši šo hipotēzi, bet arī noveduši zinātniekus pie secinājuma, ka katras galaktikas centrā ir melnie caurumi. Šāds objekts atrodas arī mūsu galaktikas centrā, tā masa ir 4 miljoni Saules masu. Šo melno caurumu sauc par Strēlnieku A, un, tā kā tas atrodas mums vistuvāk, tas ir visvairāk pētītais astronomi.

Hokinga starojums

Šāda veida starojums, ko atklājis slavenais fiziķis Stīvens Hokings, ļoti sarežģī mūsdienu zinātnieku dzīvi – šī atklājuma dēļ melno caurumu teorijā ir radušās daudzas grūtības. Klasiskajā fizikā ir vakuuma jēdziens. Šis vārds apzīmē pilnīgu tukšumu un matērijas neesamību. Tomēr, attīstoties kvantu fizikai, vakuuma jēdziens ir mainījies. Zinātnieki noskaidrojuši, ka tas ir piepildīts ar tā dēvētajām virtuālajām daļiņām – spēcīga lauka ietekmē tās var pārvērsties par īstām. 1974. gadā Hokings atklāja, ka šādas transformācijas var notikt melnā cauruma spēcīgajā gravitācijas laukā - netālu no tā ārējās robežas, notikumu horizonta. Šāda dzimšana ir sapārota - parādās daļiņa un antidaļiņa. Kā likums, antidaļiņa ir lemta iekrist melnajā caurumā, un daļiņa aizlido. Rezultātā zinātnieki novēro kādu starojumu ap šiem kosmosa objektiem. To sauc par Hokinga starojumu.

Šī starojuma laikā viela melnajā caurumā lēnām iztvaiko. Caurums zaudē masu, savukārt starojuma intensitāte ir apgriezti proporcionāla tās masas kvadrātam. Hokinga starojuma intensitāte pēc kosmiskajiem standartiem ir niecīga. Ja pieņemam, ka tur ir bedre ar masu 10 saules un uz tās nekrīt ne gaisma, ne kādi materiāli objekti, tad arī šajā gadījumā tās sabrukšanas laiks būs nežēlīgi ilgs. Šāda cauruma mūžs pārsniegs visu mūsu Visuma kalpošanas laiku par 65 kārtībām.

Jautājums par informācijas saglabāšanu

Viena no galvenajām problēmām, kas parādījās pēc Hokinga starojuma atklāšanas, ir informācijas zuduma problēma. Tas ir saistīts ar jautājumu, kas pirmajā mirklī šķiet ļoti vienkāršs: kas notiek, kad melnais caurums pilnībā iztvaiko? Abas teorijas ir kvantu fizika, un klasiskais - nodarbojas ar sistēmas stāvokļa aprakstu. Ņemot vērā informāciju par sistēmas sākotnējo stāvokli, ar teorijas palīdzību var aprakstīt, kā tas mainīsies.

Tajā pašā laikā evolūcijas procesā informācija par sākotnējo stāvokli netiek zaudēta - darbojas sava veida informācijas saglabāšanas likums. Bet, ja melnais caurums pilnībā iztvaiko, tad novērotājs zaudē informāciju par šo daļu fiziskā pasaule kas reiz iekrita bedrē. Stīvens Hokings uzskatīja, ka informācija par sistēmas sākotnējo stāvokli kaut kādā veidā tiek atjaunota pēc tam, kad melnais caurums ir pilnībā iztvaikojis. Bet grūtības slēpjas faktā, ka pēc definīcijas informācijas pārraide no melnā cauruma nav iespējama - nekas nevar atstāt notikumu horizontu.

Kas notiek, ja jūs iekrītat melnajā caurumā?

Tiek uzskatīts, ka, ja cilvēks kādā neticamā veidā varētu nokļūt līdz melnā cauruma virsmai, tad tas nekavējoties sāktu vilkt viņu pašā virzienā. Galu galā cilvēks izstieptos tik daudz, ka kļūtu par subatomisku daļiņu plūsmu, kas virzās uz singularitātes punktu. Protams, pierādīt šo hipotēzi nav iespējams, jo zinātnieki diez vai jebkad uzzinās, kas notiek melno caurumu iekšienē. Tagad daži fiziķi saka, ka, ja cilvēks iekristu melnajā caurumā, viņam būtu klons. Pirmo no viņa versijām nekavējoties iznīcinātu Hokinga starojuma karstu daļiņu straume, bet otrā izietu cauri notikumu horizontam bez iespējas atgriezties.