Finns det svarta hål i rymden. Vad finns i ett svart hål? Hur hamnar materia i ett maskhål?

Ett svart hål är ett speciellt område i rymden. Detta är en sorts ansamling av svart materia, som kan dra in och absorbera andra föremål i rymden. Fenomenet med svarta hål är fortfarande inte . Alla tillgängliga data är bara teorier och antaganden från vetenskapliga astronomer.

Namnet "svart hål" introducerades av vetenskapsmannen J.A. Wheeler 1968 vid Princeton University.

Det finns en teori om att svarta hål är stjärnor, men ovanliga, som neutroner. Ett svart hål är - - för att det har en mycket hög ljustäthet och sänder absolut ingen strålning. Därför är den varken osynlig i infraröd eller i röntgenstrålar eller i radiostrålar.

Denna situation franska astronomen P. Laplace fortfarande 150 år innan svarta hål. Enligt hans argument, om den har en densitet som är lika med jordens densitet och en diameter som är 250 gånger större än solens diameter, tillåter den inte ljusstrålarna att fortplanta sig genom universum på grund av dess gravitation, och förblir därför osynlig. Det antas alltså att svarta hål är de mest kraftfulla utstrålande objekten i universum, men de har ingen fast yta.

Egenskaper för svarta hål

Alla påstådda egenskaper hos svarta hål är baserade på relativitetsteorin, som härleddes på 1900-talet av A. Einstein. Varje traditionellt förhållningssätt till studiet av detta fenomen ger inte någon övertygande förklaring till fenomenet svarta hål.

Den huvudsakliga egenskapen hos ett svart hål är förmågan att böja tid och rum. Varje rörligt föremål som har fallit in i dess gravitationsfält kommer oundvikligen att dras inåt, eftersom. i detta fall uppstår en tät gravitationsvirvel, en sorts tratt, runt föremålet. Samtidigt förvandlas också begreppet tid. Forskare, genom beräkning, tenderar fortfarande att dra slutsatsen att svarta hål inte är himlakroppar i konventionell mening. Det här är verkligen någon sorts hål, maskhål i tid och rum, som kan förändra och komprimera det.

Svart hål - inhägnat område utrymme i vilket materia komprimeras och från vilket ingenting kan fly, inte ens ljus.

Enligt astronomers beräkningar, med det kraftfulla gravitationsfältet som finns inuti svarta hål, kan inte ett enda föremål förbli oskadat. Den kommer omedelbart att rivas i miljarder bitar innan den ens kommer in. Detta utesluter dock inte möjligheten att utbyta partiklar och information med deras hjälp. Och om ett svart hål har en massa som är minst en miljard gånger större än solens massa (supermassiv), så är det teoretiskt möjligt för föremål att röra sig genom det utan att slitas isär av gravitationen.

Naturligtvis är detta bara teorier, eftersom forskarnas forskning fortfarande är för långt ifrån att förstå vilka processer och möjligheter som döljer svarta hål. Det är möjligt att något liknande kan hända i framtiden.

Svarta hål är ett av de mest fantastiska och samtidigt skrämmande föremålen i vårt universum. De uppstår i det ögonblick då stjärnor med en enorm massa får slut på kärnbränsle. Kärnreaktioner upphör och stjärnorna börjar svalna. En stjärnas kropp krymper under påverkan av gravitationen och gradvis börjar den attrahera mindre föremål mot sig själv och förvandlas till ett svart hål.

Första studierna

Vetenskapens armaturer började studera svarta hål för inte så länge sedan, trots att de grundläggande koncepten för deras existens utvecklades under förra seklet. Själva konceptet med ett "svart hål" introducerades 1967 av J. Wheeler, även om slutsatsen att dessa objekt oundvikligen uppstår under kollapsen av massiva stjärnor gjordes redan på 30-talet av förra seklet. Allt inuti det svarta hålet - asteroider, ljus, kometer som absorberats av det - närmade sig en gång för nära gränserna för detta mystiska föremål och misslyckades med att lämna dem.

Svarta håls gränser

Den första av gränserna för ett svart hål kallas den statiska gränsen. Detta är gränsen för regionen, som faller in i vilken ett främmande föremål inte längre kan vara i vila och börjar rotera i förhållande till det svarta hålet för att inte falla in i det. Den andra gränsen kallas för händelsehorisonten. Allt inuti det svarta hålet passerade en gång sin yttre gräns och rörde sig mot punkten av singularitet. Enligt forskare flyter här ämnet in i detta mittpunkt, vars densitet tenderar mot oändlighetens värde. Människor kan inte veta vilka fysiklagar som fungerar inuti objekt med en sådan täthet, och därför är det omöjligt att beskriva egenskaperna hos denna plats. PÅ bokstavligen Med andra ord är det ett "svart hål" (eller kanske ett "lucka") i mänsklighetens kunskap om världen omkring oss.

Strukturen av svarta hål

Händelsehorisonten kallas ogenomtränglig gräns svart hål. Innanför denna gräns finns en zon som inte ens föremål vars rörelsehastighet är lika med ljusets hastighet inte kan lämna. Inte ens ljuskvantitet i sig kan lämna händelsehorisonten. När du befinner dig vid denna punkt kan inget föremål fly från det svarta hålet. Per definition kan vi inte veta vad som finns inuti ett svart hål - trots allt finns det i dess djup en så kallad singularitetspunkt, som bildas på grund av den ultimata komprimeringen av materia. När ett objekt väl kommer in i händelsehorisonten kan det från den punkten aldrig bryta sig ut ur det igen och bli synligt för observatörer. Å andra sidan kan de som är inne i svarta hål inte se något som händer utanför.

Storleken på händelsehorisonten som omger detta mystiska kosmiska objekt är alltid direkt proportionell mot själva hålets massa. Om dess massa fördubblas blir den yttre gränsen också dubbelt så stor. Om forskare kunde hitta ett sätt att förvandla jorden till ett svart hål, skulle händelsehorisonten bara vara 2 cm bred.

Huvudkategorier

Som regel är massan av genomsnittliga svarta hål ungefär lika med tre solmassor eller mer. Av de två typerna av svarta hål särskiljs stjärna och supermassiva. Deras massa överstiger solens massa flera hundra tusen gånger. Stjärnor bildas efter stora himmelkroppars död. Svarta hål av vanliga massa uppstår efter färdigställandet livscykel stora stjärnor. Båda typerna av svarta hål, trots olika ursprung, har liknande egenskaper. Supermassiva svarta hål finns i galaxernas centrum. Forskare föreslår att de bildades under bildandet av galaxer på grund av sammanslagning av nära intilliggande stjärnor. Detta är dock bara gissningar, inte bekräftade av fakta.

Vad som finns inuti ett svart hål: gissningar

Vissa matematiker tror att inuti dessa mystiska föremål i universum finns så kallade maskhål - övergångar till andra universum. Med andra ord är en rum-tidstunnel belägen vid singularitetspunkten. Detta koncept har tjänat många författare och regissörer. De allra flesta astronomer tror dock att det inte finns några tunnlar mellan universum. Men även om de verkligen var det, finns det inget sätt för en person att veta vad som finns inuti ett svart hål.

Det finns ett annat koncept, enligt vilket det finns ett vitt hål i den motsatta änden av en sådan tunnel, varifrån en gigantisk mängd energi kommer från vårt universum till en annan värld genom svarta hål. Men i detta skede av vetenskapens och teknikens utveckling är resor av det här slaget uteslutet.

Samband med relativitetsteorin

Svarta hål är en av A. Einsteins mest fantastiska förutsägelser. Det är känt att gravitationskraften som skapas på ytan av en planet är omvänt proportionell mot kvadraten på dess radie och direkt proportionell mot dess massa. För detta himlakropp man kan definiera begreppet den andra kosmiska hastigheten, som är nödvändig för att övervinna denna gravitationskraft. För jorden är det lika med 11 km/sek. Om himlakroppens massa ökar och diametern tvärtom minskar, kan den andra kosmiska hastigheten så småningom överstiga ljusets hastighet. Och eftersom, enligt relativitetsteorin, inget föremål kan röra sig snabbare hastighet ljus, då bildas ett föremål som inte låter något bryta sig ur sina gränser.

1963 upptäckte forskare kvasarer - rymdobjekt som är gigantiska källor för radioemission. De är belägna mycket långt från vår galax - deras avstånd är miljarder ljusår från jorden. För att förklara den extremt höga aktiviteten hos kvasarer har forskare introducerat hypotesen att svarta hål finns inuti dem. Denna uppfattning är nu allmänt accepterad i vetenskapliga kretsar. Studier som har utförts under de senaste 50 åren har inte bara bekräftat denna hypotes, utan också lett forskare till slutsatsen att det finns svarta hål i mitten av varje galax. Det finns också ett sådant objekt i mitten av vår galax, dess massa är 4 miljoner solmassor. Detta svarta hål kallas Skytten A, och eftersom det ligger närmast oss är det det som studeras mest av astronomer.

Hawking-strålning

Denna typ av strålning, upptäckt av den berömda fysikern Stephen Hawking, komplicerar mycket moderna forskares liv - på grund av denna upptäckt har många svårigheter dykt upp i teorin om svarta hål. I klassisk fysik finns begreppet vakuum. Detta ord betecknar fullständig tomhet och frånvaron av materia. Men med utvecklingen av kvantfysiken har begreppet vakuum modifierats. Forskare har funnit att den är fylld med så kallade virtuella partiklar - under påverkan av ett starkt fält kan de förvandlas till riktiga. 1974 fann Hawking att sådana transformationer kan inträffa i det starka gravitationsfältet hos ett svart hål - nära dess yttre gräns, händelsehorisonten. En sådan födelse är parad - en partikel och en antipartikel dyker upp. Som regel är antipartikeln dömd att falla ner i det svarta hålet, och partikeln flyger iväg. Som ett resultat observerar forskare en del strålning runt dessa rymdobjekt. Det kallas Hawking-strålning.

Under denna strålning avdunstar materia inuti det svarta hålet långsamt. Hålet tappar massa, medan strålningsintensiteten är omvänt proportionell mot kvadraten på dess massa. Intensiteten av Hawking-strålning är försumbar med kosmiska standarder. Om vi ​​antar att det finns ett hål med en massa på 10 solar, och varken ljus eller några materiella föremål faller på det, så kommer även i detta fall tiden för dess förfall att vara monstruöst lång. Livslängden för ett sådant hål kommer att överstiga hela vårt universums livstid med 65 storleksordningar.

Frågan om att spara information

Ett av de största problemen som dök upp efter upptäckten av Hawking-strålning är problemet med informationsförlust. Det är kopplat till en fråga som verkar väldigt enkel vid första anblicken: vad händer när det svarta hålet förångas helt? Båda teorierna är det kvantfysiken, och klassisk - behandla beskrivningen av systemets tillstånd. Att ha information om systemets initiala tillstånd, med hjälp av teorin är det möjligt att beskriva hur det kommer att förändras.

Samtidigt, i evolutionsprocessen, går information om det ursprungliga tillståndet inte förlorat - en slags lag om bevarande av information fungerar. Men om det svarta hålet avdunstar helt, då förlorar observatören information om den delen fysisk värld som en gång föll i ett hål. Stephen Hawking trodde att information om systemets initiala tillstånd på något sätt återställs efter att det svarta hålet har avdunstat helt. Men svårigheten ligger i det faktum att överföringen av information från ett svart hål per definition är omöjlig – ingenting kan lämna händelsehorisonten.

Vad händer om du faller i ett svart hål?

Man tror att om en person på något otroligt sätt kunde komma till ytan av ett svart hål, skulle det omedelbart börja dra honom i riktning mot sig själv. Så småningom skulle personen sträcka ut sig så mycket att de skulle bli en ström av subatomära partiklar som rörde sig mot punkten av singularitet. Naturligtvis är det omöjligt att bevisa denna hypotes, eftersom det är osannolikt att forskare någonsin kommer att veta vad som händer inuti svarta hål. Nu säger vissa fysiker att om en person föll i ett svart hål, då skulle han ha en klon. Den första av hans versioner skulle omedelbart förstöras av en ström av heta partiklar av Hawking-strålning, och den andra skulle passera genom händelsehorisonten utan möjlighet att återvända.

Svarta hål är ett av de märkligaste fenomenen i universum. I alla fall i detta skede av mänsklig utveckling. Detta är ett föremål med oändlig massa och täthet, och därmed attraktion, bortom vilken inte ens ljus kan fly - därför är hålet svart. Ett supermassivt svart hål kan dra in en hel galax i sig själv och inte kvävas, och bortom händelsehorisonten börjar välbekant fysik skrika och vrida sig till en knut. Å andra sidan kan svarta hål bli potentiella övergångs-"hålor" från en nod i rymden till en annan. Frågan är hur nära vi kan komma ett svart hål, och kommer det att få konsekvenser?

Det supermassiva svarta hålet Sagittarius A*, som ligger i mitten av vår galax, suger inte bara närliggande föremål utan kastar också ut kraftfulla radiostrålar. Forskare har länge försökt se dessa strålar, men de stördes av det spridda ljuset som omgav hålet. Slutligen kunde de bryta igenom ljusbruset med 13 teleskop som kombinerades till en singel kraftfullt system. Senare upptäckte de Intressant information om tidigare mystiska strålar.

Häromdagen rörde Stephen Hawking upp forskarsamhället genom att förklara att svarta hål inte existerar. Snarare är de inte alls vad man tidigare trott.

Enligt forskaren (som beskrivs i verket "Informationsbevarande och väderprognoser för svarta hål") kan det vi kallar svarta hål existera utan den så kallade "händelsehorisonten", bortom vilken ingenting kan fly. Hawking menar att svarta hål håller ljus och information bara ett tag, och sedan "spottar" tillbaka ut i rymden, dock i en ganska förvrängd form.

Till vetenskapsgemenskap smälter ny teori, bestämde vi oss för att påminna vår läsare om vad som har ansetts som "svarta hålsfakta" fram till nu. Så hittills trodde man att:

Svarta hål har fått sitt namn för att de suger in ljus som rör vid dess gränser och inte reflekterar det.

Bildas i det ögonblick då en tillräckligt komprimerad massa av materia deformerar rum och tid, ett svart hål har en viss yta, kallad "händelsehorisonten", som markerar punkten utan återvändo.

Klockorna går långsammare nära havsnivån än vid rymdstation, och ännu långsammare nära svarta hål. Det har något med gravitationen att göra.

Det närmaste svarta hålet är cirka 1600 ljusår bort.

Vår galax är full av svarta hål, men den närmaste som teoretiskt sett kan förstöra vår blygsamma planet är långt bortom vårt solsystem.

Ett enormt svart hål är mitt i Vintergatans galax.

Den ligger på ett avstånd av 30 tusen ljusår från jorden och dess storlek är mer än 30 miljoner gånger vår sols storlek.

Svarta hål förångas så småningom

Man tror att ingenting kan fly från ett svart hål. Det enda undantaget från denna regel är strålning. Enligt vissa forskare, eftersom svarta hål avger strålning, förlorar de massa. Som ett resultat av denna process kan det svarta hålet försvinna helt.

Svarta hål är formade som sfärer, inte trattar.

I de flesta läroböcker kommer du att se svarta hål som ser ut som trattar. Detta beror på att de illustreras från ett gravitationsbrunnsperspektiv. I verkligheten är de mer som en sfär.

Nära ett svart hål är allt förvrängt

Svarta hål har förmågan att förvränga rymden, och eftersom de snurrar blir distorsionen värre när de snurrar.

Ett svart hål kan döda på ett fruktansvärt sätt

Även om det verkar uppenbart att ett svart hål är oförenligt med livet, tror de flesta att de bara skulle krossas där. Inte nödvändigt. Du skulle med största sannolikhet sträckas ihjäl, eftersom den del av din kropp som först nådde "händelsehorisonten" skulle påverkas avsevärt. stort inflytande allvar.

Svarta hål är inte alltid svarta

Även om de är kända för sin svärta, som vi sa tidigare, utstrålar de faktiskt elektromagnetiska vågor.

Svarta hål kan inte bara förstöra

Naturligtvis är det i de flesta fall det. Men det finns många teorier, studier och förslag på att svarta hål verkligen kan anpassas för energi och rymdresor.

Upptäckten av svarta hål tillhör inte Albert Einstein

Albert Einstein återupplivade teorin om svarta hål först 1916. Långt innan dess, 1783, utvecklade en vetenskapsman vid namn John Mitchell först denna teori. Detta kom efter att han undrade om gravitationen kunde bli så stark att inte ens lätta partiklar kunde undkomma den.

Svarta hål surrar

Även om vakuumet i rymden inte riktigt sänder ljudvågor, om du lyssnar med speciella instrument kan du höra ljuden av atmosfärisk störning. När ett svart hål drar in något accelererar dess händelsehorisont partiklarna, upp till ljusets hastighet, och de producerar ett brum.

Svarta hål kan generera de element som är nödvändiga för livets ursprung

Forskare tror att svarta hål skapar element när de sönderfaller till subatomära partiklar. Dessa partiklar kan skapa grundämnen som är tyngre än helium, såsom järn och kol, liksom många andra som behövs för att bilda liv.

Svarta hål "sväljer" inte bara utan "spottar ut"

Svarta hål är ökända för att suga upp allt nära deras evenemangshorisont. Efter att något faller i ett svart hål komprimeras det med en sådan monstruös kraft att de enskilda komponenterna komprimeras och så småningom sönderfaller till subatomära partiklar. Vissa forskare föreslår att denna materia sedan kastas ut från det som kallas ett "vitt hål".

Vilken materia som helst kan bli ett svart hål

Ur teknisk synvinkel kan inte bara stjärnor bli svarta hål. Om dina bilnycklar reducerades till en oändligt liten punkt med bibehållen massa, skulle deras densitet nå astronomiska nivåer och deras gravitation skulle öka i otrolig utsträckning.

Fysikens lagar misslyckas i mitten av ett svart hål

Enligt teorier komprimeras materien inuti ett svart hål till en oändlig täthet, och rum och tid upphör att existera. När detta händer bryter fysikens lagar samman, helt enkelt för att det mänskliga sinnet inte kan föreställa sig ett objekt som har noll volym och oändlig densitet.

Svarta hål bestämmer antalet stjärnor

Enligt vissa forskare begränsas antalet stjärnor i universum av antalet svarta hål. Detta beror på hur de påverkar gasmoln och bildandet av grundämnen i de delar av universum där nya stjärnor föds.

Det finns inget kosmiskt fenomen som är mer fascinerande i sin skönhet än svarta hål. Som ni vet fick föremålet sitt namn på grund av att det kan absorbera ljus, men inte kan reflektera det. På grund av den enorma attraktionen suger svarta hål in allt som är nära dem - planeter, stjärnor, rymdskräp. Detta är dock inte allt man bör veta om svarta hål, eftersom det finns många otroliga fakta om dem.

Svarta hål har ingen point of no return

Länge trodde man att allt som faller in i området för ett svart hål finns kvar i det, men resultatet av nyare forskning har varit att det svarta hålet efter ett tag "spottar ut" allt innehåll i rymden, men i en annan form än den ursprungliga. Händelsehorisonten, som ansågs vara punkten utan återvändo för rymdobjekt, visade sig bara vara deras tillfälliga tillflyktsort, men denna process är mycket långsam.

Jorden är hotad av ett svart hål

solsystem endast en del av en oändlig galax, där det finns ett stort antal svarta hål. Det visar sig att jorden också är hotad av två av dem, men som tur är ligger de på långt avstånd - ca. 1600 ljusår. De upptäcktes i en galax som bildades som ett resultat av sammanslagning av två galaxer.


Forskare såg svarta hål endast på grund av att de var nära solsystemet med hjälp av ett röntgenteleskop, som kan fånga Röntgenstrålar emitteras av dessa rymdobjekt. Svarta hål, eftersom de ligger bredvid varandra och praktiskt taget smälter samman till ett, kallades med ett namn - Chandra för att hedra månguden från hinduisk mytologi. Forskare är övertygade om att Chandra snart kommer att bli en på grund av den enorma tyngdkraften.

Svarta hål kan försvinna med tiden

Förr eller senare kommer allt innehåll i det svarta hålet ut och bara strålning finns kvar. Genom att förlora massa blir svarta hål mindre med tiden och försvinner sedan helt. Ett rymdobjekts död är mycket långsamt och därför är det osannolikt att någon av forskarna kommer att kunna se hur det svarta hålet minskar, och sedan försvinner. Stephen Hawking hävdade att ett hål i rymden är en mycket komprimerad planet, och med tiden förångas den, med början vid kanterna av distorsionen.

Svarta hål behöver inte se svarta ut

Forskare hävdar att eftersom ett rymdobjekt absorberar ljuspartiklar i sig själv utan att reflektera dem, har ett svart hål ingen färg, bara dess yta ger ut - händelsehorisonten. Med sitt gravitationsfält skymmer den allt utrymme bakom sig, inklusive planeter och stjärnor. Men samtidigt, på grund av absorptionen av planeter och stjärnor på ytan av ett svart hål i en spiral på grund av den enorma rörelsehastigheten för föremål och friktionen mellan dem, uppstår ett sken, vilket kan vara ljusare än stjärnorna. Detta är en samling av gaser, stjärndamm och annat som sugs in av ett svart hål. Ibland kan också ett svart hål avge elektromagnetiska vågor och kan därför vara synliga.

Svarta hål skapas inte från ingenstans, deras grund är en släckt stjärna.

Stjärnor lyser i rymden tack vare deras tillgång på fusionsbränsle. När den slutar börjar stjärnan svalna och förvandlas gradvis från en vit dvärg till en svart. Inuti den kylda stjärnan börjar trycket minska. Under påverkan av gravitationskraften börjar den kosmiska kroppen att krympa. Konsekvensen av denna process är att stjärnan verkar explodera, alla dess partiklar flyger isär i rymden, men samtidigt fortsätter gravitationskrafterna att verka och attraherar närliggande rymdobjekt, som sedan absorberas av den, vilket ökar kraften hos stjärnan. svarta hålet och dess storlek.

Supermassivt svart hål

Ett svart hål, tiotusentals gånger solens storlek, är i centrum Vintergatan. Forskare kallade den Skytten och den ligger på avstånd från jorden 26 000 ljusår. Denna del av galaxen är extremt aktiv och absorberar allt som är nära den med stor hastighet. Också ofta "spottar hon ut" släckta stjärnor.


Överraskande är det faktum att den genomsnittliga tätheten för ett svart hål, även med tanke på dess enorma storlek, till och med kan vara lika med luftens densitet. Med en ökning av det svarta hålets radie, det vill säga antalet föremål som fångas av det, blir det svarta hålets täthet mindre och detta förklaras av enkla fysikens lagar. Således kan de största kropparna i rymden faktiskt vara lätta som luft.

Svart hål kan skapa nya universum

Hur konstigt det än kan låta, särskilt mot bakgrund av det faktum att svarta hål faktiskt absorberar och därmed förstör allt runt omkring, tänker forskare på allvar att dessa rymdobjekt kan initiera uppkomsten av ett nytt universum. Så, som ni vet, absorberar svarta hål inte bara materia, utan kan också släppa ut det under vissa perioder. Vilken partikel som helst som kom ut ur ett svart hål kan explodera och detta kommer att bli en ny Big Bang, och enligt hans teori såg vårt universum ut på det sättet, därför är det möjligt att det solsystem som finns idag och i vilket jorden kretsar, bebodd av ett stort antal människor, föddes en gång ur ett massivt svart hål.

Tiden går väldigt långsamt nära ett svart hål.

När ett föremål kommer nära ett svart hål, oavsett massa, börjar dess rörelse att sakta ner och det beror på att i själva det svarta hålet saktar tiden ner och allt sker väldigt långsamt. Detta beror på den enorma gravitationskraften som ett svart hål har. Samtidigt händer det som händer i själva det svarta hålet snabbt nog, för om betraktaren tittade på det svarta hålet från sidan, verkar det för honom som om alla processer som äger rum i det går långsamt, men om han kom in i dess tratt, skulle gravitationskrafterna omedelbart slita isär den.