Vad händer i mitten av ett svart hål. Svarta hål och galaxer. Svarta hål är de mest avancerade kraftverken

25.09.2019

Det fick detta namn på grund av att det absorberar ljus, men inte reflekterar det som andra föremål. Faktum är att det finns många fakta om svarta hål, och idag kommer vi att prata om några av de mest intressanta. Fram till relativt nyligen trodde man det svart hål i rymden suger in allt som är nära den eller flyger förbi: planeten är skräp, men nyligen började forskare hävda att innehållet efter ett tag "spottar ut" tillbaka, bara i en helt annan form. Om du är intresserad svarta hål i rymden Intressanta fakta vi kommer att prata om dem mer i detalj idag.

Finns det ett hot mot jorden?

Det finns två svarta hål som kan representera verkligt hot vår planet, men de är, lyckligtvis för oss, långt borta på ett avstånd av cirka 1600 ljusår. Forskare kunde upptäcka dessa objekt bara för att de var belägna nära solsystemet och speciella enheter som fångar Röntgenstrålar kunde se dem. Det finns ett antagande att den enorma tyngdkraften kan påverka svarta hål på ett sådant sätt att de smälter samman till ett.

Det är osannolikt att någon av hans samtida kommer att kunna fånga ögonblicket när dessa mystiska föremål försvinner. Så långsamt går processen för död av hål.

Ett svart hål är en stjärna i det förflutna

Hur bildas svarta hål i rymden?? Stjärnor har en imponerande tillgång på fusionsbränsle, vilket är anledningen till att de lyser så starkt. Men alla resurser tar slut, och stjärnan svalnar, tappar gradvis sin glöd och förvandlas till en svart dvärg. Det är känt att en kompressionsprocess inträffar i en kyld stjärna, som ett resultat av att den exploderar och dess partiklar sprids över stora avstånd i rymden, attraherar närliggande föremål, vilket ökar storleken på det svarta hålet.

Det mest intressanta om svarta hål i rymden vi har ännu inte studerat, men överraskande nog kan dess densitet, trots sin imponerande storlek, vara lika med luftens densitet. Detta tyder på att även de största föremålen i rymden kan ha samma vikt som luft, det vill säga vara otroligt lätta. Här Hur uppstår svarta hål i rymden?.

Tiden i själva det svarta hålet och nära det flyter mycket långsamt, så föremål som flyger i närheten saktar ner deras rörelse. Anledningen till allt är den enorma tyngdkraften, ännu mer fantastisk fakta, alla processer som sker i själva hålet har en otrolig hastighet. Antag om vi observerar hur ser ett svart hål ut i rymden, utanför gränserna för den alltförtärande massan, verkar det som om allt står stilla. Men så fort föremålet kom in skulle det slitas isär på ett ögonblick. Idag visas vi Hur ser ett svart hål ut i rymden? modelleras av speciella program.

Definition av ett svart hål?

Nu vet vi Var kommer svarta hål ifrån i rymden?. Men vad mer är speciellt med dem? Att säga att ett svart hål är en planet eller en stjärna är omöjligt a priori, eftersom denna kropp varken är gasformig eller fast. Detta är ett objekt som kan förvränga inte bara bredden, längden och höjden, utan även tidslinjen. Vilket helt trotsar fysiska lagar. Forskare hävdar att tiden i området för horisonten av en rumslig enhet kan röra sig framåt och bakåt. Vad finns i ett svart hål i rymden det är omöjligt att föreställa sig, ljuskvantorna som faller där multipliceras flera gånger med singularitetens massa, denna process ökar kraften hos gravitationskraften. Därför, om du tar en ficklampa med dig och går till ett svart hål, kommer den inte att lysa. Singularitet är den punkt där allt tenderar till oändlighet.

Strukturen hos ett svart hål är en singularitet och en händelsehorisont. Inuti singulariteten fysikaliska teorier förlorar helt sin mening, så tills nu förblir det ett mysterium för forskare. Korsar gränsen (händelsehorisonten) förlorar det fysiska objektet förmågan att återvända. Vi vet långt ifrån allt om svarta hål i rymden, men intresset för dem försvinner inte.

Alla vet att det i rymden finns stjärnor, planeter, asteroider och kometer som kan observeras med blotta ögat eller genom ett teleskop. Det är också känt att det finns speciella rymdobjekt - svarta hål.

En stjärna kan förvandlas till ett svart hål vid slutet av sitt liv. Under denna transformation komprimeras stjärnan mycket kraftigt, medan dess massa bevaras. Stjärnan förvandlas till en liten men väldigt tung boll. Om vi antar att vår planet Jorden blir ett svart hål, kommer dess diameter i detta tillstånd bara att vara 9 millimeter. Men jorden kommer inte att kunna förvandlas till ett svart hål, eftersom helt andra reaktioner äger rum i planeternas kärna, inte samma sak som i stjärnor.

Så stark kompression och komprimeringen av en stjärna inträffar eftersom, under inverkan av termonukleära reaktioner i stjärnans centrum, dess attraktionskraft ökar kraftigt och börjar attrahera stjärnans yta till dess centrum. Gradvis ökar takten med vilken stjärnan drar ihop sig och börjar så småningom överskrida ljusets hastighet. När en stjärna når detta tillstånd slutar den att glöda, eftersom ljuspartiklar - kvanta - inte kan övervinna attraktionskraften. En stjärna i detta tillstånd slutar sända ut ljus, den förblir "inuti" gravitationsradien - gränsen inom vilken alla föremål attraheras till stjärnans yta. Astronomer kallar denna gräns för händelsehorisonten. Och bortom denna gräns, attraktionskraften svart hål minskar. Eftersom ljuspartiklar inte kan övervinna gravitationsgränsen för en stjärna kan ett svart hål endast upptäckas med hjälp av instrument, till exempel om ett rymdskepp eller en annan kropp - en komet eller en asteroid - av någon okänd anledning börjar ändra sin bana, då troligen kom det under inflytande av gravitationskrafterna i ett svart hål. Ett kontrollerat rymdobjekt i en sådan situation måste omedelbart slå på alla motorer och lämna den farliga attraktionszonen, och om det inte finns tillräckligt med kraft, kommer det oundvikligen att sväljas upp av ett svart hål.

Om solen kunde förvandlas till ett svart hål, då planeterna solsystem skulle vara innanför solens gravitationsradie och den skulle attrahera och absorbera dem. Som tur är för oss kommer detta inte att hända. endast mycket stora, massiva stjärnor kan förvandlas till ett svart hål. Solen är för liten för det. I evolutionsprocessen kommer solen med största sannolikhet att bli en utdöd svart dvärg. Andra svarta hål som redan finns i rymden för vår planet och terrestra rymdskepp inte farligt - de är för långt ifrån oss.

I den populära serien "The Big Bang Theory", som du kan se, kommer du inte att lära dig hemligheterna bakom skapandet av universum eller orsakerna till svarta hål i rymden. Huvudpersonerna brinner för naturvetenskap och arbetar på institutionen för fysik vid universitetet. De hamnar hela tiden i olika löjliga situationer som är roliga att se.

Det gränslösa universum är fullt av hemligheter, mysterier och paradoxer. Trots att modern vetenskap gjort ett stort steg framåt i rymdutforskningen, mycket i denna oändliga värld är fortfarande obegripligt för den mänskliga världsbilden. Vi vet mycket om stjärnor, nebulosor, kluster och planeter. Men i universums storhet finns det sådana föremål, vars existens vi bara kan gissa. Vi vet till exempel väldigt lite om svarta hål. Grundläggande information och kunskap om svarta håls natur bygger på antaganden och gissningar. Astrofysiker och atomforskare har kämpat med denna fråga i mer än ett dussin år. Vad är ett svart hål i rymden? Vilken natur har sådana föremål?

Att prata om svarta hål i enkla ordalag

För att föreställa sig hur ett svart hål ser ut räcker det att se svansen på ett tåg som lämnar tunneln. Signallamporna på den sista vagnen när tåget djupnar in i tunneln kommer att minska i storlek tills de helt försvinner ur sikte. Det är med andra ord föremål där till och med ljus försvinner på grund av den monstruösa attraktionen. Elementarpartiklar, elektroner, protoner och fotoner kan inte övervinna den osynliga barriären, de faller ner i ingentings svarta avgrund, därför kallades ett sådant hål i rymden svart. Det finns inte den minsta ljusa fläck inuti den, solid svärta och oändlighet. Vad som ligger på andra sidan av ett svart hål är okänt.

Denna rymddammsugare har en kolossal attraktionskraft och kan absorbera en hel galax med alla hopar och superkluster av stjärnor, med nebulosor och mörk materia att starta upp. Hur är detta möjligt? Det återstår bara att gissa. Fysikens lagar som vi känner till i det här fallet knakar i sömmarna och ger ingen förklaring till de pågående processerna. Kärnan i paradoxen ligger i det faktum att i en given del av universum bestäms gravitationssamverkan mellan kroppar av deras massa. Processen för absorption av ett objekt av ett annat påverkas inte av deras kvalitet och kvantitativ sammansättning. Partiklar, som har nått en kritisk mängd i ett visst område, går in i en annan nivå av interaktion, där gravitationskrafter blir attraktionskrafter. Kroppen, föremålet, substansen eller materien under påverkan av gravitationen börjar krympa och når en kolossal täthet.

Ungefär sådana processer inträffar under bildandet av en neutronstjärna, där stjärnmateria komprimeras i volym under påverkan av inre gravitation. Fria elektroner kombineras med protoner för att bilda elektriskt neutrala partiklar som kallas neutroner. Densiteten av detta ämne är enorm. En materia partikel storleken på en bit raffinerat socker väger miljarder ton. Här vore det lämpligt att påminna om allmän teori relativitetsteori, där rum och tid är kontinuerliga storheter. Därför kan komprimeringsprocessen inte stoppas halvvägs och har därför ingen gräns.

Potentiellt ser ett svart hål ut som ett hål där det kan finnas en övergång från en del av rymden till en annan. Samtidigt förändras själva rummets och tidens egenskaper och förvandlas till en rum-tid-tratt. När man når botten av denna tratt förfaller all materia till kvanta. Vad finns på andra sidan av det svarta hålet, detta gigantiska hål? Kanske finns det ett annat rum där andra lagar verkar och tiden flyter i motsatt riktning.

I samband med relativitetsteorin är teorin om ett svart hål följande. Den punkt i rymden, där gravitationskrafter har komprimerat all materia till mikroskopiska dimensioner, har en kolossal attraktionskraft, vars storlek ökar till oändlighet. En rynka av tid dyker upp och rymden är böjd och sluter i en punkt. Föremål som sväljs av det svarta hålet kan inte på egen hand motstå indragningskraften från denna monstruösa dammsugare. Inte ens ljusets hastighet som quanta besitter tillåter inte elementära partiklar att övervinna attraktionskraften. Varje kropp som kommer till en sådan punkt upphör att vara ett materiellt objekt, som smälter samman med rum-tidsbubblan.

Svarta hål i termer av vetenskap

Om du frågar dig själv, hur bildas svarta hål? Det blir inget entydigt svar. Det finns många paradoxer och motsägelser i universum som inte kan förklaras ur vetenskapens synvinkel. Einsteins relativitetsteori tillåter endast en teoretisk förklaring av sådana objekts natur, men kvantmekaniken och fysiken är tysta i detta fall.

Genom att försöka förklara de pågående processerna med fysikens lagar kommer bilden att se ut så här. Ett föremål som bildas som ett resultat av kolossal gravitationskompression av en massiv eller supermassiv kosmisk kropp. Denna process är vetenskapligt namn— gravitationskollaps. Begreppet "svart hål" dök upp för första gången i forskarsamhället 1968, när den amerikanske astronomen och fysikern John Wheeler försökte förklara tillståndet för stjärnkollaps. Enligt hans teori, i stället för en massiv stjärna som har genomgått gravitationskollaps, uppstår ett rumsligt och tidsmässigt gap, där en ständigt ökande kompression verkar. Allt som stjärnan bestod av går in i sig själv.

En sådan förklaring gör att vi kan dra slutsatsen att de svarta hålens natur inte på något sätt är relaterad till de processer som sker i universum. Allt som händer inuti detta objekt påverkar inte det omgivande utrymmet på något sätt med ett "MEN". Gravitationskraften hos ett svart hål är så stark att den böjer rymden, vilket får galaxer att rotera runt svarta hål. Därför blir orsaken till att galaxer tar formen av spiraler tydlig. Hur lång tid det kommer att ta för den enorma Vintergatans galax att försvinna ner i avgrunden av ett supermassivt svart hål är okänt. Ett märkligt faktum är att svarta hål kan uppstå när som helst i yttre rymden, där de är skapade för detta. idealiska förhållanden. En sådan rynka av tid och rum utjämnar de enorma hastigheter med vilka stjärnorna roterar och rör sig i galaxens rymd. Tiden i ett svart hål flyter i en annan dimension. Inom denna region kan inga tyngdlagar tolkas ur fysikens synvinkel. Detta tillstånd kallas ett svart håls singularitet.

Svarta hål visar inga yttre identifieringstecken, deras existens kan bedömas av andras beteende rymdobjekt, som påverkas av gravitationsfält. Hela bilden av kampen på liv och död utspelar sig på gränsen till ett svart hål, som är täckt av en hinna. Denna imaginära yta av tratten kallas "händelsehorisonten". Allt som vi ser upp till denna gräns är påtagligt och materiellt.

Scenarier för bildandet av svarta hål

Genom att utveckla teorin om John Wheeler kan vi dra slutsatsen att mysteriet med svarta hål inte är i färd med att bildas. Bildandet av ett svart hål sker som ett resultat av kollapsen av en neutronstjärna. Dessutom bör massan av ett sådant föremål överstiga solens massa tre eller fler gånger. Neutronstjärnan krymper tills dess eget ljus inte längre kan fly från gravitationens hårda grepp. Det finns en gräns för storleken till vilken en stjärna kan krympa för att föda ett svart hål. Denna radie kallas gravitationsradien. Massiva stjärnor i slutskedet av sin utveckling bör ha en gravitationsradie på flera kilometer.

Idag har forskare skaffat indicier för förekomsten av svarta hål i ett dussin röntgenbinära stjärnor. En röntgenstjärna, pulsar eller burster har ingen fast yta. Dessutom är deras massa större än massan av tre solar. Det nuvarande tillståndet i yttre rymden i stjärnbilden Cygnus, röntgenstjärnan Cygnus X-1, gör det möjligt att spåra bildandet av dessa konstiga föremål.

Baserat på forskning och teoretiska antaganden finns det fyra scenarier för bildandet av svarta stjärnor inom vetenskapen idag:

gravitationskollaps av en massiv stjärna i slutskedet av dess evolution;
kollaps av den centrala delen av galaxen;
bildandet av svarta hål under Big Bang;
bildandet av kvantsvarta hål.

Det första scenariot är det mest realistiska, men antalet svarta stjärnor som vi är bekanta med idag överstiger antalet kända neutronstjärnor. Och universums ålder är inte så stor att ett sådant antal massiva stjärnor skulle kunna gå igenom hela evolutionsprocessen.

Det andra scenariot har rätt till liv, och det finns ett utmärkt exempel- ett supermassivt svart hål Skytten A *, skyddat i mitten av vår galax. Massan av detta objekt är 3,7 solmassor. Mekanismen för detta skript liknar skriptet gravitationskollaps med den enda skillnaden att det inte är stjärnan som genomgår kollapsen, utan den interstellära gasen. Under påverkan av gravitationskrafter komprimeras gasen till en kritisk massa och densitet. I ett kritiskt ögonblick bryts materia upp i kvanter och bildar ett svart hål. Denna teori är dock tveksam, eftersom astronomer vid Columbia University nyligen identifierade satelliter från det svarta hålet Sagittarius A*. Det visade sig vara en massa små svarta hål, som troligen har bildats på ett annat sätt.

Det tredje scenariot är mer teoretiskt och relaterar till förekomsten av Big Bang-teorin. Vid tiden för universums bildande fluktuerade en del av materien och gravitationsfälten. Med andra ord tog processerna en annan väg, inte relaterade till de kända processerna inom kvantmekanik och kärnfysik.

Det sista scenariot är fokuserat på fysik kärnkraftsexplosion. I klumpar av materia, i processen med kärnreaktioner, under påverkan av gravitationskrafter, inträffar en explosion, på den plats där ett svart hål bildas. Materia exploderar inåt och absorberar alla partiklar.

Existensen och utvecklingen av svarta hål

Att ha en grov uppfattning om naturen hos sådana konstiga rymdobjekt, något annat är intressant. Vilka är de verkliga storlekarna på svarta hål, hur snabbt växer de? Dimensionerna för svarta hål bestäms av deras gravitationsradie. För svarta hål bestäms det svarta hålets radie av dess massa och kallas Schwarzschild-radien. Till exempel, om ett föremål har en massa som är lika med massan på vår planet, är Schwarzschild-radien i detta fall 9 mm. Vår huvudarmatur har en radie på 3 km. Medeldensiteten för ett svart hål som bildats i stället för en stjärna med en massa på 10⁸ solmassor kommer att vara nära vattnets densitet. Radien för en sådan formation kommer att vara 300 miljoner kilometer.

Det är troligt att sådana gigantiska svarta hål finns i mitten av galaxer. Hittills är 50 galaxer kända, i mitten av vilka det finns enorma tids- och rymdbrunnar. Massan av sådana jättar är miljarder av solens massa. Man kan bara föreställa sig vilken kolossal och monstruös attraktionskraft ett sådant hål besitter.

När det gäller små hål är dessa miniobjekt, vars radie når försumbara värden, endast 10¯¹² cm. Massan av en sådan smula är 10¹⁴g. Liknande formationer uppstod vid tiden för Big Bang, men ökade med tiden i storlek och prunkar idag i yttre rymden som monster. Förhållandena under vilka bildandet av små svarta hål ägde rum, försöker forskare idag återskapa under markförhållanden. För dessa ändamål utförs experiment i elektronkolliderar, genom vilka elementarpartiklar accelerera till ljusets hastighet. De första experimenten gjorde det möjligt att erhålla kvarg-gluonplasma under laboratorieförhållanden - materia som fanns vid gryningen av universums bildande. Sådana experiment låter oss hoppas att ett svart hål på jorden är en tidsfråga. En annan sak är om en sådan prestation inom humanvetenskap kommer att förvandlas till en katastrof för oss och för vår planet. Genom att på konstgjord väg skapa ett svart hål kan vi öppna Pandoras ask.

Nya observationer av andra galaxer har gjort det möjligt för forskare att upptäcka svarta hål vars dimensioner överstiger alla tänkbara förväntningar och antaganden. Evolutionen som sker med sådana föremål gör det möjligt att bättre förstå varför massan av svarta hål växer, vad är dess verkliga gräns. Forskare har kommit till slutsatsen att alla kända svarta hål har vuxit till sina riktiga storlekar inom 13-14 miljarder år. Skillnaden i storlek beror på tätheten av det omgivande utrymmet. Om ett svart hål har tillräckligt med mat inom räckhåll för gravitationskrafterna, växer det med stormsteg och når en massa på hundratals och tusentals solmassor. Därav och jättestorlek sådana objekt ligger i centrum av galaxer. Ett massivt kluster av stjärnor, enorma massor av interstellär gas är riklig mat för tillväxt. När galaxer smälter samman kan svarta hål smälta samman och bilda ett nytt supermassivt objekt.

Att döma av analysen av evolutionära processer är det vanligt att särskilja två klasser av svarta hål:

föremål med en massa 10 gånger solmassan;
massiva föremål, vars massa är hundratusentals, miljarder solmassor.

Det finns svarta hål med en genomsnittlig mellanmassa som motsvarar 100-10 tusen solmassor, men deras natur är fortfarande okänd. Det finns ungefär ett sådant objekt per galax. Studien av röntgenstjärnor gjorde det möjligt att hitta två genomsnittliga svarta hål på ett avstånd av 12 miljoner ljusår i M82-galaxen. Massan av ett objekt varierar i intervallet 200-800 solmassor. Ett annat föremål är mycket större och har en massa på 10-40 tusen solmassor. Ödet för sådana föremål är intressant. De ligger nära stjärnhopar och attraheras gradvis till ett supermassivt svart hål i den centrala delen av galaxen.

Vår planet och svarta hål

Trots sökandet efter ledtrådar om svarta håls natur, vetenskapliga världen oroar sig över det svarta hålets plats och roll i Vintergatans öde och i synnerhet i planeten Jordens öde. Det veck av tid och rum som finns i centrum Vintergatan, absorberar gradvis alla befintliga föremål runt omkring. Miljontals stjärnor och biljoner ton interstellär gas har redan absorberats i det svarta hålet. Med tiden kommer svängen att nå Cygnus och Skyttens armar, där solsystemet ligger, efter att ha rest en sträcka på 27 tusen ljusår.

Det andra närmaste supermassiva svarta hålet finns i den centrala delen av Andromedagalaxen. Detta är cirka 2,5 miljoner ljusår från oss. Förmodligen, före den tidpunkt då vårt objekt Skytten A * absorberar sin egen galax, bör vi förvänta oss en sammanslagning av två angränsande galaxer. Följaktligen kommer det att bli en sammanslagning av två supermassiva svarta hål till ett, fruktansvärt och monstruöst till storleken.

En helt annan sak är små svarta hål. För att absorbera planeten Jorden räcker det med ett svart hål med en radie på ett par centimeter. Problemet är att ett svart hål av naturen är ett helt ansiktslöst föremål. Ingen strålning eller strålning kommer från hennes livmoder, så det är ganska svårt att lägga märke till ett så mystiskt föremål. Bara med nära håll du kan upptäcka krökningen av bakgrundsljuset, vilket indikerar att det i denna del av universum finns ett hål i rymden.

Hittills har forskare bestämt att det svarta hålet som ligger närmast jorden är V616 Monocerotis. Monstret ligger 3000 ljusår från vårt system. Storleksmässigt är detta en stor formation, dess massa är 9-13 solmassor. Ett annat närliggande föremål som hotar vår värld är det svarta hålet Gygnus X-1. Med detta monster är vi åtskilda av ett avstånd på 6000 ljusår. De svarta hålen som avslöjas i vårt grannskap är en del av ett binärt system, d.v.s. finns i närheten av en stjärna som matar ett omättligt föremål.

Slutsats

Förekomsten i rymden av sådana mystiska och mystiska föremål som svarta hål får oss naturligtvis att vara på vår vakt. Allt som händer med svarta hål händer dock ganska sällan, med tanke på universums ålder och enorma avstånd. I 4,5 miljarder år har solsystemet legat i vila och existerat enligt de lagar som vi känner till. Under denna tid dök ingenting av det slaget, varken förvrängningen av rymden eller tidens veck, upp nära solsystemet. Förmodligen finns det inga lämpliga förutsättningar för detta. Den delen av Vintergatan, där solens stjärnsystem finns, är en lugn och stabil del av rymden.

Forskare medger tanken att uppkomsten av svarta hål inte är oavsiktlig. Sådana föremål spelar rollen som ordnare i universum och förstör överflöd av kosmiska kroppar. När det gäller själva monstrens öde har deras utveckling ännu inte studerats fullt ut. Det finns en version att svarta hål inte är eviga och visst stadium kan upphöra att existera. Det är inte längre en hemlighet för någon att sådana föremål är de mest kraftfulla energikällorna. Vad det är för energi och hur det mäts är en annan sak.

Genom ansträngningar av Stephen Hawking presenterades vetenskapen med teorin att ett svart hål fortfarande utstrålar energi och förlorar sin massa. I sina antaganden vägleddes forskaren av relativitetsteorin, där alla processer är sammankopplade med varandra. Ingenting bara försvinner utan att dyka upp någon annanstans. Vilken materia som helst kan omvandlas till ett annat ämne, medan en typ av energi går till en annan energinivå. Detta kan vara fallet med svarta hål, som är en övergångsportal från ett tillstånd till ett annat.

Om du har några frågor - lämna dem i kommentarerna under artikeln. Vi eller våra besökare svarar gärna på dem.

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.

Medan det vetenskapliga samfundet 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 faktiskt inte överför ljudvågor, om du lyssnar med speciella instrument kan du höra ljudet 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.

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 viss 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.