Bir kara deliğin merkezinde ne olur? Kara delikler ve galaksiler. Kara delikler en gelişmiş enerji santralleridir

Işığı emdiği, ancak diğer nesneler gibi yansıtmadığı için bu adı aldı. Aslında kara delikler hakkında birçok gerçek var ve bugün en ilginçlerinden bazılarından bahsedeceğiz. Nispeten yakın zamana kadar, buna inanılıyordu. uzayda kara delik yakındaki veya yanından uçan her şeyi emer: gezegen çöp, ancak son zamanlarda bilim adamları, bir süre sonra içeriğin tamamen farklı bir biçimde “tükürdüğünü” iddia etmeye başladılar. Eğer ilgini çektiyse uzaydaki kara delikler İlginç gerçekler Bugün onlar hakkında daha ayrıntılı konuşacağız.

Dünya için bir tehdit var mı?

temsil edebilecek iki kara delik vardır. gerçek tehdit gezegenimiz, ama neyse ki bizim için çok uzaktalar, yaklaşık 1600 ışıkyılı uzaklıktalar. Bilim adamları, bu nesneleri yalnızca Güneş Sistemi'nin yakınında bulundukları ve onları yakalayan özel cihazlar olduğu için tespit edebildiler. röntgen onları görebildiler. Büyük yerçekimi kuvvetinin karadelikleri birleşecek şekilde etkileyebileceği varsayımı var.

Çağdaşlarından herhangi birinin bu gizemli nesnelerin ortadan kaybolduğu anı yakalaması pek olası değildir. Deliklerin ölüm süreci çok yavaş.

Bir kara delik geçmişte bir yıldızdır

Uzayda kara delikler nasıl oluşur?? Yıldızların etkileyici bir füzyon yakıtı vardır, bu yüzden çok parlak bir şekilde parlarlar. Ancak tüm kaynaklar tükenir ve yıldız soğur, yavaş yavaş parıltısını kaybeder ve siyah bir cüceye dönüşür. Soğutulmuş bir yıldızda bir sıkıştırma sürecinin meydana geldiği, bunun sonucunda patladığı ve parçacıklarının uzayda büyük mesafelere dağıldığı, komşu nesneleri çektiği ve böylece kara deliğin boyutunu arttırdığı bilinmektedir.

En ilginç uzaydaki kara delikler hakkında Henüz çalışmadık, ancak şaşırtıcı bir şekilde yoğunluğu, etkileyici boyutuna rağmen havanın yoğunluğuna eşit olabilir. Bu, uzaydaki en büyük nesnelerin bile hava ile aynı ağırlığa sahip olabileceğini, yani inanılmaz derecede hafif olabileceğini gösteriyor. Burada Kara delikler uzayda nasıl görünür?.

Kara deliğin kendisinde ve yakınında zaman çok yavaş akar, bu nedenle yakınlarda uçan nesneler hareketlerini yavaşlatır. Her şeyin nedeni devasa yerçekimi kuvveti, hatta daha fazlası Muhteşem gerçek, deliğin kendisinde meydana gelen tüm süreçler inanılmaz bir hıza sahiptir. Diyelim ki gözlemlersek kara delik uzayda nasıl görünür, her şeyi tüketen kitlenin sınırlarının dışında olduğu için her şey duruyor gibi görünüyor. Ancak nesne içeri girer girmez bir anda parçalara ayrılacaktı. Bugün gösterildik Bir kara delik uzayda nasıl görünür?özel programlarla modellenmiştir.

Kara deliğin tanımı?

Şimdi biliyoruz Kara delikler uzayda nereden geliyor?. Ama onlar hakkında özel olan başka ne var? Bir kara deliğin bir gezegen veya bir yıldız olduğunu söylemek a priori imkansızdır, çünkü bu cisim ne gaz ne de katıdır. Bu sadece genişliği, uzunluğu ve yüksekliği değil, aynı zamanda zaman çizelgesini de bozabilen bir nesnedir. Bu da fizik yasalarına tamamen meydan okuyor. Bilim adamları, uzaysal bir birimin ufku bölgesindeki zamanın ileri ve geri hareket edebileceğini savunuyorlar. uzayda bir kara deliğin içinde ne var Hayal etmek imkansız, oraya düşen ışık kuantumları tekilliğin kütlesi ile birkaç kez çarpılır, bu süreç yerçekimi kuvvetinin gücünü arttırır. Bu nedenle, yanınıza bir el feneri alıp bir kara deliğe giderseniz, parlamaz. Tekillik, her şeyin sonsuzluğa yöneldiği noktadır.

Bir kara deliğin yapısı bir tekillik ve bir olay ufkudur. tekilliğin içinde fiziksel teoriler anlamlarını tamamen kaybederler, bu yüzden şimdiye kadar bilim adamları için bir sır olarak kalır. Sınırı (olay ufkunu) geçen fiziksel nesne, geri dönme yeteneğini kaybeder. uzak biliyoruz uzaydaki kara delikler hakkında her şey, ancak onlara olan ilgi kaybolmaz.

Uzayda çıplak gözle veya teleskopla gözlemlenebilen yıldızlar, gezegenler, asteroitler ve kuyruklu yıldızlar olduğunu herkes bilir. Ayrıca özel uzay nesneleri olduğu da biliniyor - kara delikler.

Bir yıldız, ömrünün sonunda bir kara deliğe dönüşebilir. Bu dönüşüm sırasında yıldız çok güçlü bir şekilde sıkıştırılır ve kütlesi korunur. Yıldız küçük ama çok ağır bir topa dönüşüyor. Dünya gezegenimizin bir kara delik olduğunu varsayarsak, bu durumda çapı sadece 9 milimetre olacaktır. Ancak Dünya bir kara deliğe dönüşemeyecek, çünkü gezegenlerin çekirdeğinde yıldızlarda olduğu gibi tamamen farklı reaksiyonlar meydana geliyor.

Böyle güçlü sıkıştırma ve bir yıldızın yoğunlaşması, yıldızın merkezindeki termonükleer reaksiyonların etkisi altında, çekim kuvvetinin büyük ölçüde artması ve yıldızın yüzeyini merkezine çekmeye başlaması gerçeğinden gelir. Yavaş yavaş, yıldızın büzülme hızı artar ve sonunda ışık hızını aşmaya başlar. Bir yıldız bu duruma ulaştığında parlamayı keser, çünkü ışık parçacıkları -kuanta- çekim kuvvetinin üstesinden gelemez. Bu durumdaki bir yıldız ışık yaymayı bırakır, tüm nesnelerin yıldızın yüzeyine çekildiği sınır olan yerçekimi yarıçapının "içinde" kalır. Gökbilimciler bu sınırı olay ufku olarak adlandırırlar. Ve bu sınırın ötesinde, çekim kuvveti Kara delik azalır. Hafif parçacıklar bir yıldızın yerçekimi sınırını aşamadığından, bir kara delik ancak aletler kullanılarak tespit edilebilir, örneğin, bilinmeyen bir nedenle bir uzay gemisi veya başka bir cisim - bir kuyruklu yıldız veya bir asteroit - yörüngesini değiştirmeye başlarsa, o zaman çoğu muhtemelen bir kara deliğin yerçekimi kuvvetlerinin etkisi altına girmiştir. Böyle bir durumda kontrollü bir uzay nesnesi acilen tüm motorları çalıştırmalı ve tehlikeli çekim bölgesini terk etmelidir ve yeterli güç yoksa, kaçınılmaz olarak bir kara delik tarafından yutulacaktır.

Güneş bir kara deliğe dönüşebilseydi, o zaman gezegenler Güneş Sistemi Güneş'in yerçekimi yarıçapı içinde olurdu ve onları çeker ve emerdi. Neyse ki bizim için bu olmayacak. sadece çok büyük kütleli yıldızlar karadeliğe dönüşebilir. Güneş bunun için çok küçük. Evrim sürecinde, Güneş büyük olasılıkla soyu tükenmiş bir kara cüce olacak. Gezegenimiz ve karasal için zaten uzayda olan diğer kara delikler uzay gemileri tehlikeli değiller - bizden çok uzaktalar.

İzleyebileceğiniz popüler dizi "The Big Bang Theory"de, Evrenin yaratılış sırlarını veya uzaydaki kara deliklerin nedenlerini öğrenemeyeceksiniz. Ana karakterler bilim konusunda tutkulu ve üniversitede fizik bölümünde çalışıyor. Sürekli olarak izlemesi eğlenceli olan çeşitli saçma durumlara girerler.

Sınırsız Evren sırlarla, bilmecelerle ve paradokslarla doludur. Aslında buna rağmen modern bilim uzay araştırmalarında büyük bir adım attı, bu sonsuz dünyada çoğu insan dünya görüşü için anlaşılmaz kalıyor. Yıldızlar, bulutsular, kümeler ve gezegenler hakkında çok şey biliyoruz. Bununla birlikte, Evrenin genişliğinde, varlığını ancak tahmin edebileceğimiz bu tür nesneler vardır. Örneğin, kara delikler hakkında çok az şey biliyoruz. Kara deliklerin doğası hakkında temel bilgi ve bilgiler varsayımlara ve varsayımlara dayanmaktadır. Astrofizikçiler ve atom bilimcileri bir düzineden fazla yıldır bu sorunla mücadele ediyor. Uzayda bir kara delik nedir? Bu tür nesnelerin doğası nedir?

Basit terimlerle kara delikler hakkında konuşmak

Bir kara deliğin neye benzediğini hayal etmek için tünelden çıkan bir trenin kuyruğunu görmek yeterlidir. Tren tünele doğru derinleşirken son vagondaki sinyal lambaları tamamen gözden kaybolana kadar küçülür. Başka bir deyişle, bunlar canavarca çekim nedeniyle ışığın bile kaybolduğu nesnelerdir. Temel parçacıklar, elektronlar, protonlar ve fotonlar görünmez bariyerin üstesinden gelemezler, hiçliğin kara uçurumuna düşerler, bu nedenle uzayda böyle bir deliğe kara denirdi. İçinde en ufak bir parlak nokta yok, katı bir karanlık ve sonsuzluk. Bir kara deliğin diğer tarafında ne olduğu bilinmiyor.

Bu uzay elektrikli süpürgesi muazzam bir çekim gücüne sahiptir ve tüm yıldız kümeleri ve üstkümeleri, önyüklenecek bulutsular ve karanlık madde ile bütün bir galaksiyi emebilir. Bu nasıl mümkün olabilir? Sadece tahmin etmek için kalır. Bu durumda bildiğimiz fizik yasaları dikişlerde çatlıyor ve devam eden süreçler için bir açıklama yapmıyor. Paradoksun özü, Evrenin belirli bir bölümünde, cisimlerin yerçekimi etkileşiminin kütleleri tarafından belirlenmesi gerçeğinde yatmaktadır. Bir nesnenin diğerini özümseme süreci, onların kalitesinden ve kalitesinden etkilenmez. nicel kompozisyon. Belirli bir alanda kritik bir miktara ulaşan parçacıklar, yerçekimi kuvvetlerinin çekim kuvvetleri haline geldiği başka bir etkileşim seviyesine girer. Yerçekimi etkisindeki beden, nesne, madde veya madde küçülmeye başlayarak devasa bir yoğunluğa ulaşır.

Yaklaşık olarak bu tür süreçler, yıldız maddesinin iç yerçekiminin etkisi altında hacim olarak sıkıştırıldığı bir nötron yıldızının oluşumu sırasında meydana gelir. Serbest elektronlar, nötronlar adı verilen elektriksel olarak nötr parçacıkları oluşturmak için protonlarla birleşir. Bu maddenin yoğunluğu muazzamdır. Bir parça rafine şeker büyüklüğündeki bir madde parçacığının ağırlığı milyarlarca tondur. Burada hatırlamak uygun olacaktır. genel teori uzay ve zamanın sürekli miktarlar olduğu görelilik. Bu nedenle sıkıştırma işlemi yarıda durdurulamaz ve bu nedenle sınırı yoktur.

Potansiyel olarak, bir kara delik, uzayın bir bölümünden diğerine geçişin olabileceği bir deliğe benziyor. Aynı zamanda, uzayın ve zamanın kendisinin özellikleri de değişerek bir uzay-zaman hunisine dönüşüyor. Bu huninin dibine ulaşan herhangi bir madde kuantaya bozunur. Kara deliğin diğer tarafında, bu dev delik nedir? Belki başka yasaların işlediği ve zamanın ters yönde aktığı başka bir alan daha vardır.

Görelilik teorisi bağlamında, bir kara delik teorisi aşağıdaki gibidir. Uzayda, yerçekimi kuvvetlerinin herhangi bir maddeyi mikroskobik boyutlara sıkıştırdığı nokta, büyüklüğü sonsuza kadar artan devasa bir çekim kuvvetine sahiptir. Bir zaman kırışıklığı belirir ve uzay kavislidir, bir noktada kapanır. Kara delik tarafından yutulan nesneler, bu korkunç elektrikli süpürgenin geri çekilme kuvvetine kendi başlarına direnemezler. Kuantanın sahip olduğu ışık hızı bile, temel parçacıkların çekim kuvvetinin üstesinden gelmesine izin vermez. Böyle bir noktaya ulaşan herhangi bir cisim, uzay-zaman balonuyla birleşerek maddi bir nesne olmaktan çıkar.

Bilim açısından kara delikler

Kendinize sorarsanız, kara delikler nasıl oluşur? Tek bir cevap olmayacak. Evrende bilim açısından açıklanamayan birçok paradoks ve çelişki vardır. Einstein'ın görelilik teorisi, bu tür nesnelerin doğasının yalnızca teorik bir açıklamasına izin verir, ancak kuantum mekaniği ve fiziği bu durumda sessizdir.

Devam eden süreçleri fizik yasalarıyla açıklamaya çalışırken, resim böyle görünecektir. Kütleli veya süper kütleli bir kozmik cismin devasa yerçekimi sıkıştırması sonucu oluşan bir nesne. Bu süreç bilimsel ad- yerçekimi çöküşü. "Kara delik" terimi, bilim camiasında ilk olarak, 1968'de Amerikalı astronom ve fizikçi John Wheeler'ın yıldızların çöküş durumunu açıklamaya çalıştığı zaman ortaya çıktı. Teorisine göre, kütleçekimsel çöküşe uğramış büyük bir yıldızın yerine, sürekli büyüyen bir sıkıştırmanın etki ettiği uzamsal ve zamansal bir boşluk ortaya çıkıyor. Yıldızın oluşturduğu her şey kendi içine girer.

Böyle bir açıklama, kara deliklerin doğasının hiçbir şekilde Evrende meydana gelen süreçlerle ilgili olmadığı sonucuna varmamızı sağlar. Bu nesnenin içinde olan her şey, tek bir "AMA" ile çevreleyen alanı hiçbir şekilde etkilemez. Bir kara deliğin yerçekimi kuvveti o kadar güçlüdür ki, uzayı bükerek galaksilerin karadelikler etrafında dönmesine neden olur. Buna göre galaksilerin spiral şeklini almasının nedeni ortaya çıkıyor. Devasa Samanyolu galaksisinin süper kütleli bir kara deliğin uçurumunda kaybolmasının ne kadar süreceği bilinmiyor. İlginç bir gerçek, kara deliklerin bunun için yaratıldıkları uzayda herhangi bir noktada ortaya çıkabilmeleridir. ideal koşullar. Böyle bir zaman ve uzay kırışıklığı, yıldızların galaksinin uzayında döndüğü ve hareket ettiği devasa hızları dengeler. Bir kara delikte zaman başka bir boyutta akar. Bu bölge içinde hiçbir yerçekimi kanunu fizik açısından yorumlanamaz. Bu duruma kara delik tekilliği denir.

Kara delikler herhangi bir dış tanımlama işareti göstermezler, varlıkları başkalarının davranışlarıyla değerlendirilebilir. uzay nesneleri, yerçekimi alanlarından etkilenir. Yaşam ve ölüm mücadelesinin bütün resmi, bir zarla kaplı bir kara deliğin sınırında gerçekleşir. Huninin bu hayali yüzeyine "olay ufku" denir. Bu sınıra kadar gördüğümüz her şey somut ve maddidir.

Kara deliklerin oluşumu için senaryolar

John Wheeler'ın teorisini geliştirerek, kara deliklerin gizeminin oluşum sürecinde olmadığı sonucuna varabiliriz. Bir nötron yıldızının çökmesi sonucu bir kara delik oluşumu meydana gelir. Ayrıca, böyle bir nesnenin kütlesi, Güneş'in kütlesini üç veya daha fazla kat aşmalıdır. Nötron yıldızı, kendi ışığı artık yerçekiminin sıkı tutuşundan kaçamayacak duruma gelene kadar küçülür. Bir yıldızın bir kara deliği doğurmak için küçülebileceği boyutun bir sınırı vardır. Bu yarıçapa yerçekimi yarıçapı denir. Gelişimlerinin son aşamasındaki büyük kütleli yıldızlar, birkaç kilometrelik bir kütleçekim yarıçapına sahip olmalıdır.

Bugün bilim adamları, bir düzine x-ışını ikili yıldızında kara deliklerin varlığına ilişkin ikinci derece kanıtlar elde ettiler. Bir X-ışını yıldızı, pulsar veya patlama katı bir yüzeye sahip değildir. Ek olarak, kütleleri üç Güneş'in kütlesinden daha büyüktür. X-ışını yıldızı Cygnus X-1 olan Cygnus takımyıldızındaki dış uzayın mevcut durumu, bu meraklı nesnelerin oluşumunun izini sürmeyi mümkün kılıyor.

Araştırma ve teorik varsayımlara dayanarak, bugün bilimde siyah yıldızların oluşumu için dört senaryo var:

• evriminin son aşamasında büyük bir yıldızın kütleçekimsel çöküşü;
• galaksinin merkezi bölgesinin çöküşü;
• Büyük Patlama sırasında kara deliklerin oluşumu;
• kuantum kara deliklerin oluşumu.

İlk senaryo en gerçekçi olanıdır, ancak bugün aşina olduğumuz siyah yıldızların sayısı, bilinen nötron yıldızlarının sayısını aşmaktadır. Ve Evrenin yaşı o kadar büyük değil ki, bu kadar çok sayıda büyük yıldız, tüm evrim sürecinden geçebilir.

İkinci senaryonun yaşam hakkı vardır ve önemli bir örnek- galaksimizin merkezinde korunan süper kütleli bir kara delik Yay A *. Bu nesnenin kütlesi 3.7 güneş kütlesidir. Bu komut dosyasının mekanizması komut dosyasına benzer yerçekimi çöküşü tek fark, çöküşün yıldız değil, yıldızlararası gaz olmasıdır. Yerçekimi kuvvetlerinin etkisi altında gaz, kritik bir kütle ve yoğunluğa sıkıştırılır. Kritik bir anda, madde kuantaya ayrılarak bir kara delik oluşturur. Bununla birlikte, Columbia Üniversitesi'ndeki gökbilimciler yakın zamanda Sagittarius A* kara deliğinin uydularını tanımladıkları için bu teori sorgulanabilir. Muhtemelen farklı bir şekilde oluşan çok sayıda küçük kara delik olduğu ortaya çıktı.

Üçüncü senaryo daha teoriktir ve Big Bang teorisinin varlığı ile ilgilidir. Evrenin oluşumu sırasında, maddenin bir kısmı ve yerçekimi alanları dalgalandı. Başka bir deyişle, süreçler kuantum mekaniği ve nükleer fiziğin bilinen süreçleriyle ilgili olmayan farklı bir yol izledi.

Son senaryo fizik odaklı nükleer patlama. Madde kümelerinde, nükleer reaksiyonlar sürecinde, yerçekimi kuvvetlerinin etkisi altında, bir kara deliğin oluştuğu yerde bir patlama meydana gelir. Madde, tüm parçacıkları emerek içe doğru patlar.

Kara deliklerin varlığı ve evrimi

Böyle garip uzay nesnelerinin doğası hakkında kabaca bir fikre sahip olmak, ilginç bir şey daha var. Kara deliklerin gerçek boyutları nelerdir, ne kadar hızlı büyürler? Kara deliklerin boyutları yerçekimi yarıçaplarına göre belirlenir. Kara delikler için karadeliğin yarıçapı kütlesi tarafından belirlenir ve Schwarzschild yarıçapı olarak adlandırılır. Örneğin, bir nesnenin kütlesi gezegenimizin kütlesine eşitse, bu durumda Schwarzschild yarıçapı 9 mm'dir. Ana armatürümüz 3 km yarıçapa sahiptir. Kütlesi 10⁸ güneş kütlesi olan bir yıldızın yerinde oluşan bir kara deliğin ortalama yoğunluğu, suyun yoğunluğuna yakın olacaktır. Böyle bir oluşumun yarıçapı 300 milyon kilometre olacaktır.

Bu tür dev kara deliklerin galaksilerin merkezinde yer alması muhtemeldir. Bugüne kadar, merkezinde devasa zaman ve uzay kuyularının bulunduğu 50 galaksi bilinmektedir. Bu tür devlerin kütlesi, Güneş'in kütlesinin milyarlarcası kadardır. Böyle bir deliğin ne kadar muazzam ve canavarca bir çekim gücüne sahip olduğu ancak hayal edilebilir.

Küçük deliklere gelince, bunlar yarıçapı ihmal edilebilir değerlere ulaşan, sadece 10¯¹² cm olan mini nesnelerdir, böyle bir kırıntının kütlesi 10¹⁴g'dir. benzer oluşumlar Büyük Patlama sırasında ortaya çıktı, ancak zamanla boyutları arttı ve bugün uzayda canavarlar olarak gösteriş yaptılar. Küçük karadeliklerin oluşumunun gerçekleştiği koşullar, bugün bilim adamları karasal koşullarda yeniden yaratmaya çalışıyorlar. Bu amaçlar için, elektron çarpıştırıcılarında deneyler yapılır. temel parçacıklarışık hızına çıkmak. İlk deneyler, laboratuvar koşullarında kuark-gluon plazma elde etmeyi mümkün kıldı - Evrenin oluşumunun başlangıcında var olan madde. Bu tür deneyler, Dünya'daki bir kara deliğin bir zaman meselesi olduğunu ummamızı sağlar. Başka bir şey, insan biliminin böyle bir başarısının bizim ve gezegenimiz için bir felakete dönüşüp dönüşmeyeceğidir. Yapay olarak bir kara delik oluşturarak Pandora'nın kutusunu açabiliriz.

Diğer galaksilerin son gözlemleri, bilim adamlarının, boyutları akla gelebilecek tüm beklentileri ve varsayımları aşan kara delikleri keşfetmelerine olanak sağlamıştır. Bu tür nesnelerle meydana gelen evrim, karadelik kütlesinin neden büyüdüğünü, gerçek sınırının ne olduğunu daha iyi anlamayı mümkün kılıyor. Bilim adamları, bilinen tüm kara deliklerin büyüdüğü sonucuna vardılar. gerçek boyutlar 13-14 milyar yıl içinde. Boyuttaki fark, çevreleyen alanın yoğunluğundan kaynaklanmaktadır. Bir kara delik, yerçekimi kuvvetlerinin ulaşabileceği yeterli yiyeceğe sahipse, sıçramalar ve sınırlarla büyür ve yüzlerce ve binlerce güneş kütlesine ulaşır. Bu nedenle ve dev boyut galaksilerin merkezinde bulunan bu tür nesneler. Devasa bir yıldız kümesi, devasa yıldızlararası gaz kütleleri büyüme için bol miktarda besindir. Galaksiler birleştiğinde, kara delikler birleşerek yeni bir süper kütleli nesne oluşturabilir.

Evrimsel süreçlerin analizine bakılırsa, iki kara delik sınıfını ayırt etmek gelenekseldir:

• güneş kütlesinin 10 katı kütleye sahip nesneler;
• kütlesi yüz binlerce, milyarlarca güneş kütlesi olan devasa nesneler.

Ortalama ara kütlesi 100-10 bin güneş kütlesine eşit olan kara delikler var, ancak bunların doğası hala bilinmiyor. Her galakside yaklaşık olarak böyle bir nesne vardır. X-ışını yıldızlarının incelenmesi, M82 galaksisinde 12 milyon ışıkyılı uzaklıkta iki ortalama kara delik bulmayı mümkün kıldı. Bir cismin kütlesi 200-800 güneş kütlesi aralığında değişir. Diğer bir nesne ise çok daha büyük ve 10-40 bin güneş kütlesi kütlesine sahip. Bu tür nesnelerin kaderi ilginçtir. Yıldız kümelerinin yakınında bulunurlar ve yavaş yavaş galaksinin orta kısmında bulunan süper kütleli bir kara deliğe çekilirler.

Gezegenimiz ve kara delikler

Kara deliklerin doğası hakkında ipuçları aranmasına rağmen, bilim dünyası kara deliğin Samanyolu galaksisinin kaderindeki ve özellikle Dünya gezegeninin kaderindeki yeri ve rolü hakkında endişeler. Merkezde var olan zaman ve uzay kıvrımı Samanyolu, yavaş yavaş etrafındaki tüm mevcut nesneleri emer. Milyonlarca yıldız ve trilyonlarca ton yıldızlararası gaz şimdiden kara deliğe emildi. Zamanla, dönüş 27 bin ışıkyılı mesafe kat eden güneş sisteminin bulunduğu Kuğu ve Yay'ın kollarına ulaşacak.

En yakın diğer süper kütleli kara delik, Andromeda galaksisinin orta kısmındadır. Bu bizden yaklaşık 2,5 milyon ışıkyılı uzaklıkta. Muhtemelen, nesnemiz Yay A * kendi galaksisini emdiği zamandan önce, iki komşu galaksinin birleşmesini beklemeliyiz. Buna göre, iki süper kütleli kara deliğin, korkunç ve canavarca bir boyutta birleşmesi olacak.

Tamamen farklı bir konu küçük kara deliklerdir. Dünya gezegenini emmek için birkaç santimetre yarıçaplı bir kara delik yeterlidir. Sorun şu ki, doğası gereği bir kara delik tamamen yüzü olmayan bir nesnedir. Rahminden radyasyon veya radyasyon gelmez, bu nedenle böyle gizemli bir nesneyi fark etmek oldukça zordur. sadece ile yakın menzil arka plan ışığının eğriliğini tespit edebilirsiniz, bu da evrenin bu bölgesinde uzayda bir delik olduğunu gösterir.

Bilim adamları bugüne kadar Dünya'ya en yakın kara deliğin V616 Monocerotis olduğunu belirlediler. Canavar, sistemimizden 3000 ışıkyılı uzaklıkta bulunuyor. Boyut açısından bu büyük bir oluşumdur, kütlesi 9-13 güneş kütlesidir. Dünyamızı tehdit eden bir diğer yakın nesne ise kara delik Gygnus X-1'dir. Bu canavarla aramızda 6000 ışıkyılı mesafe var. Mahallemizde ortaya çıkan kara delikler ikili bir sistemin parçasıdır, yani. doyumsuz bir nesneyi besleyen bir yıldızın yakınında bulunur.

Çözüm

Kara delikler gibi gizemli ve gizemli nesnelerin uzayda varlığı elbette bizi tetikte tutuyor. Ancak, evrenin yaşı ve büyük mesafeler göz önüne alındığında, karadeliklere olan her şey oldukça nadiren gerçekleşir. 4,5 milyar yıldır, güneş sistemi bizim bildiğimiz yasalara göre varolmaktadır. Bu süre zarfında, güneş sisteminin yakınında, ne uzayın bozulması ne de zamanın kıvrımı gibi hiçbir şey ortaya çıkmadı. Muhtemelen, bunun için uygun koşullar yoktur. Samanyolu'nun Güneş yıldız sisteminin bulunduğu bölümü, uzayın sakin ve istikrarlı bir bölümüdür.

Bilim adamları, kara deliklerin ortaya çıkmasının tesadüfi olmadığı fikrini kabul ediyor. Bu tür nesneler, kozmik cisimlerin fazlalığını yok ederek Evrendeki düzen rolünü oynar. Canavarların kaderine gelince, evrimleri henüz tam olarak incelenmedi. Kara deliklerin sonsuz olmadığı ve belirli aşama varlığı sona erebilir. Bu tür nesnelerin en güçlü enerji kaynakları olduğu artık kimse için bir sır değil. Ne tür bir enerji olduğu ve nasıl ölçüldüğü başka bir konudur.

Stephen Hawking'in çabalarıyla bilime, bir kara deliğin kütlesini kaybederek hala enerji yaydığı teorisi sunuldu. Varsayımlarında, bilim adamı, tüm süreçlerin birbiriyle bağlantılı olduğu görelilik teorisi tarafından yönlendirildi. Hiçbir şey başka bir yerde görünmeden ortadan kaybolmaz. Herhangi bir madde başka bir maddeye dönüştürülebilirken, bir tür enerji başka bir enerji düzeyine geçer. Bu, bir durumdan diğerine geçiş kapısı olan kara delikler için geçerli olabilir.

Herhangi bir sorunuz varsa - bunları makalenin altındaki yorumlarda bırakın. Biz veya ziyaretçilerimiz onlara cevap vermekten mutluluk duyacağız.

Geçen gün Stephen Hawking, kara deliklerin var olmadığını ilan ederek bilim camiasını coşturdu. Aksine, daha önce düşünülen şey değiller.

Araştırmacıya göre (“Kara Delikler için Bilginin Korunması ve Hava Tahminleri” adlı çalışmada anlatılmaktadır), kara delikler dediğimiz şey, ötesinde hiçbir şeyin kaçamayacağı “olay ufku” olmadan var olabilir. Hawking, kara deliklerin yalnızca bir süre ışık ve bilgi tuttuğuna ve daha sonra oldukça çarpık bir biçimde uzaya "tükürdüğüne" inanıyor.

Bilimsel topluluk sindirirken yeni teori'da bugüne kadar "kara delik gerçekleri" olarak kabul edilenleri okuyucumuza hatırlatmaya karar verdik. Yani, şimdiye kadar inanılıyordu:

Kara delikler, sınırlarına dokunan ve onu yansıtmayan ışığı emdikleri için isimlerini aldılar.

Yeterince sıkıştırılmış bir madde kütlesinin uzay ve zamanı deforme ettiği anda oluşan bir karadelik, "olay ufku" adı verilen ve dönüşü olmayan noktayı işaret eden belirli bir yüzeye sahiptir.

Saatler deniz seviyesine yakın yerlerde olduğundan daha yavaş çalışır. uzay istasyonu ve kara deliklerin yakınında daha da yavaş. Yerçekimi ile ilgisi var.

En yakın kara delik yaklaşık 1600 ışıkyılı uzaklıktadır.

Galaksimiz kara deliklerle dolu, ancak teorik olarak mütevazı gezegenimizi yok edebilecek en yakın olanı güneş sistemimizin çok ötesinde.

Samanyolu galaksisinin merkezinde devasa bir kara delik var.

Dünya'dan 30 bin ışıkyılı uzaklıkta bulunur ve büyüklüğü Güneşimizin 30 milyon katından fazladır.

Kara delikler sonunda buharlaşır

Kara delikten hiçbir şeyin kaçamayacağına inanılıyor. Bu kuralın tek istisnası radyasyondur. Bazı bilim adamlarına göre kara delikler radyasyon yaydıkça kütle kaybederler. Bu işlemin bir sonucu olarak kara delik tamamen yok olabilir.

Kara delikler huni değil, küre şeklindedir.

Çoğu ders kitabında huni gibi görünen kara delikler göreceksiniz. Bunun nedeni, yerçekimi kuyusu perspektifinden gösterilmeleridir. Gerçekte, daha çok bir küre gibidirler.

Bir kara deliğin yakınında her şey bozuk

Kara deliklerin uzayı bükebilme yeteneği vardır ve döndükleri için, döndükçe bozulma daha da kötüleşir.

Bir kara delik korkunç bir şekilde öldürebilir

Bir kara deliğin yaşamla bağdaşmadığı aşikar görünse de çoğu insan orada öylece ezilebileceğini düşünür. Gerekli değil. Vücudunuzun "olay ufkuna" ilk ulaşan kısmı önemli ölçüde etkileneceğinden, büyük olasılıkla ölümüne gerilirsiniz. büyük etki yer çekimi.

Kara delikler her zaman kara değildir

Daha önce de söylediğimiz gibi siyahlıkları ile bilinseler de aslında elektromanyetik dalgalar yayarlar.

Kara delikler sadece yok edemez

Tabii ki, çoğu durumda öyle. Ancak kara deliklerin gerçekten de enerji ve uzay yolculuğu için uyarlanabileceğine dair çok sayıda teori, çalışma ve öneri var.

Kara deliklerin keşfi Albert Einstein'a ait değil

Albert Einstein kara delikler teorisini ancak 1916'da yeniden canlandırdı. Bundan çok önce, 1783'te John Mitchell adlı bir bilim adamı bu teoriyi ilk kez geliştirdi. Bu, yerçekiminin hafif parçacıkların bile ondan kaçamayacağı kadar güçlü hale gelip gelemeyeceğini merak etmesinden sonra geldi.

Kara delikler vızıldıyor

Uzaydaki boşluk aslında ses dalgalarını iletmese de özel enstrümanlarla dinlerseniz atmosferik parazit seslerini duyabilirsiniz. Bir kara delik bir şeyi içeri çektiğinde, olay ufku parçacıkları ışık hızına kadar hızlandırır ve bir uğultu üretirler.

Kara delikler yaşamın başlangıcı için gerekli elementleri üretebilir

Araştırmacılar, kara deliklerin atom altı parçacıklara bozunurken elementler oluşturduğuna inanıyor. Bu parçacıklar, demir ve karbon gibi helyumdan daha ağır elementlerin yanı sıra yaşam oluşturmak için ihtiyaç duyulan diğer elementleri de yaratma yeteneğine sahiptir.

Kara delikler sadece "yutmak"la kalmaz, aynı zamanda "tükürür"

Kara delikler, olay ufkuna yakın her şeyi emmekle ünlüdür. Bir şey kara deliğe düştükten sonra, o kadar korkunç bir kuvvetle sıkıştırılır ki, tek tek bileşenler sıkıştırılır ve sonunda atom altı parçacıklara ayrışır. Bazı bilim adamları, bu maddenin daha sonra "beyaz delik" denen şeyden atıldığını öne sürüyorlar.

Her madde kara delik olabilir

Teknik açıdan bakıldığında, sadece yıldızlar karadeliğe dönüşemez. Arabanızın anahtarları kütlelerini korurken son derece küçük bir noktaya indirgenirse yoğunlukları astronomik boyutlara ulaşacak ve yerçekimleri inanılmaz derecede artacaktır.

Fizik yasaları bir kara deliğin merkezinde başarısız oluyor

Teorilere göre, bir kara deliğin içindeki madde sonsuz bir yoğunluğa sıkıştırılır ve uzay ve zaman ortadan kalkar. Bu olduğunda, fizik yasaları çöker, çünkü insan zihni sıfır hacme ve sonsuz yoğunluğa sahip bir nesneyi hayal edemez.

Kara delikler yıldız sayısını belirler

Bazı bilim adamlarına göre evrendeki yıldızların sayısı kara deliklerin sayısı ile sınırlıdır. Bunun nedeni, gaz bulutlarını ve yeni yıldızların doğduğu evrenin bu bölümlerinde elementlerin oluşumunu nasıl etkiledikleridir.

Kara delikler, evrenimizdeki en şaşırtıcı ve aynı zamanda korkutucu nesnelerden biridir. Büyük bir kütleye sahip yıldızların nükleer yakıtının bittiği anda ortaya çıkarlar. Nükleer reaksiyonlar durur ve yıldızlar soğumaya başlar. Bir yıldızın gövdesi yerçekimi etkisi altında büzülür ve yavaş yavaş daha küçük nesneleri kendine çekerek bir kara deliğe dönüşmeye başlar.

İlk çalışmalar

Bilimin aydınlatıcıları, varlıklarının temel kavramlarının geçen yüzyılda geliştirilmiş olmasına rağmen, çok uzun zaman önce kara delikleri incelemeye başladılar. Bir "kara delik" kavramı 1967'de J. Wheeler tarafından tanıtıldı, ancak bu nesnelerin kaçınılmaz olarak büyük yıldızların çöküşü sırasında ortaya çıktığı sonucu geçen yüzyılın 30'larında yapıldı. Kara deliğin içindeki her şey - asteroitler, ışık, onun tarafından emilen kuyruklu yıldızlar - bir zamanlar bu gizemli nesnenin sınırlarına çok yaklaştı ve onları terk edemedi.

Kara delik sınırları

Bir kara deliğin sınırlarından ilkine statik limit denir. Bu, içine yabancı bir cismin artık hareketsiz kalamayacağı ve içine düşmemek için kara deliğe göre dönmeye başladığı bölgenin sınırıdır. İkinci sınıra olay ufku denir. Kara deliğin içindeki her şey bir zamanlar dış sınırını geçti ve tekillik noktasına doğru hareket etti. Bilim adamlarına göre, burada madde buna akar. Merkez noktası yoğunluğu sonsuzluk değerine eğilimlidir. İnsanlar bu yoğunluktaki cisimlerin içinde hangi fizik kanunlarının işlediğini bilemezler ve bu nedenle bu yerin özelliklerini tarif etmek imkansızdır. AT kelimenin tam anlamıyla Başka bir deyişle, insanlığın çevremizdeki dünya hakkındaki bilgisinde bir "kara delik" (veya belki de bir "boşluk").

kara deliklerin yapısı

Olay ufku denir zaptedilemez sınır Kara delik. Bu sınırın içinde hareket hızı ışık hızına eşit olan cisimlerin dahi çıkamayacağı bir bölge vardır. Işığın kuantumları bile olay ufkunu terk edemez. Bu noktada kara delikten hiçbir nesne kaçamaz. Tanım olarak, bir kara deliğin içinde ne olduğunu bilemeyiz - sonuçta, onun derinliklerinde maddenin nihai sıkıştırılması nedeniyle oluşan sözde tekillik noktası vardır. Bir nesne bir kez olay ufkuna girdiğinde, o noktadan sonra bir daha asla dışarı çıkamaz ve gözlemciler tarafından görülemez. Öte yandan karadeliklerin içinde olanlar dışarıda olan hiçbir şeyi göremezler.

Bu gizemli kozmik nesneyi çevreleyen olay ufkunun boyutu, her zaman deliğin kütlesiyle doğru orantılıdır. Kütlesi iki katına çıkarsa, dış sınır da iki kat daha büyük olacaktır. Bilim adamları Dünya'yı kara deliğe dönüştürmenin bir yolunu bulabilselerdi, olay ufku sadece 2 cm genişliğinde olurdu.

Ana kategoriler

Kural olarak, ortalama kara deliklerin kütlesi yaklaşık olarak üç güneş kütlesine veya daha fazlasına eşittir. İki kara delik türünden yıldız ve süper kütleli olanlar ayırt edilir. Kütleleri Güneş'in kütlesini birkaç yüz bin kat aşıyor. Yıldızlar, büyük gök cisimlerinin ölümünden sonra oluşur. Sıradan kütleli kara delikler tamamlandıktan sonra ortaya çıkıyor yaşam döngüsü büyük yıldızlar. Her iki kara delik türü de çeşitli kökenler, benzer özelliklere sahiptir. Süper kütleli kara delikler, galaksilerin merkezlerinde bulunur. Bilim adamları, yakın bitişik yıldızların birleşmesinden dolayı galaksilerin oluşumu sırasında oluştuklarını öne sürüyorlar. Ancak bunlar sadece tahminlerdir, gerçeklerle doğrulanmamıştır.

Bir kara deliğin içinde ne var: varsayımlar

Bazı matematikçiler, Evrenin bu gizemli nesnelerinin içinde, diğer Evrenlere geçişler olarak adlandırılan solucan delikleri olduğuna inanırlar. Başka bir deyişle, tekillik noktasında bir uzay-zaman tüneli bulunur. Bu konsept birçok yazar ve yönetmene hizmet etti. Ancak gökbilimcilerin büyük çoğunluğu evrenler arasında tünel olmadığına inanıyor. Ancak, gerçekten öyle olsalar bile, bir insanın bir kara deliğin içinde ne olduğunu bilmesinin hiçbir yolu yoktur.

Böyle bir tünelin karşı ucunda bir beyaz delik olduğuna göre, evrenimizden devasa miktarda enerjinin kara delikler aracılığıyla başka bir dünyaya geldiği başka bir kavram daha var. Ancak, bilim ve teknolojinin gelişiminin bu aşamasında, bu tür seyahatler söz konusu değildir.

Görelilik teorisi ile bağlantı

Kara delikler, A. Einstein'ın en şaşırtıcı öngörülerinden biridir. Herhangi bir gezegenin yüzeyinde oluşan yerçekimi kuvvetinin, yarıçapının karesi ile ters orantılı ve kütlesi ile doğru orantılı olduğu bilinmektedir. Bunun için Gök cismi bu çekim kuvvetinin üstesinden gelmek için gerekli olan ikinci kozmik hız kavramı tanımlanabilir. Dünya için 11 km/sn'ye eşittir. Gök cismi kütlesi artarsa ​​ve çapı azalırsa, aksine, ikinci kozmik hız sonunda ışık hızını aşabilir. Ve görelilik kuramına göre hiçbir nesne hareket edemez. daha hızlıışık, sonra hiçbir şeyin sınırlarının dışına çıkmasına izin vermeyen bir nesne oluşur.

1963'te bilim adamları kuasarları keşfettiler - dev radyo emisyon kaynakları olan uzay nesneleri. Galaksimizden çok uzaktalar - uzaklıkları Dünya'dan milyarlarca ışıkyılı. Kuasarların son derece yüksek aktivitesini açıklamak için bilim adamları, içlerinde kara deliklerin bulunduğu hipotezini ortaya koydular. Bu görüş artık bilim çevrelerinde genel kabul görmektedir. Son 50 yılda yapılan araştırmalar bu hipotezi doğrulamakla kalmadı, bilim insanlarını her galaksinin merkezinde kara delikler olduğu sonucuna da götürdü. Galaksimizin merkezinde de böyle bir cisim var, kütlesi 4 milyon güneş kütlesi. Bu kara delik Yay A olarak adlandırılıyor ve bize en yakın olduğu için gökbilimciler tarafından en çok incelenen karadelik.

Hawking radyasyonu

Ünlü fizikçi Stephen Hawking tarafından keşfedilen bu tür radyasyon, modern bilim adamlarının hayatını büyük ölçüde karmaşıklaştırıyor - bu keşif nedeniyle kara delikler teorisinde birçok zorluk ortaya çıktı. Klasik fizikte boşluk kavramı vardır. Bu kelime, tamamen boşluğu ve maddenin yokluğunu ifade eder. Ancak kuantum fiziğinin gelişmesiyle birlikte vakum kavramı da değişikliğe uğramıştır. Bilim adamları, sözde sanal parçacıklarla dolu olduğunu keşfettiler - güçlü bir alanın etkisi altında gerçek olanlara dönüşebilirler. 1974'te Hawking, bu tür dönüşümlerin bir kara deliğin güçlü yerçekimi alanında - dış sınırına, olay ufkuna yakın - meydana gelebileceğini buldu. Böyle bir doğum eşleştirilir - bir parçacık ve bir antiparçacık ortaya çıkar. Kural olarak, antiparçacık kara deliğe düşmeye mahkumdur ve parçacık uçup gider. Sonuç olarak, bilim adamları bu uzay nesnelerinin etrafında bir miktar radyasyon gözlemliyorlar. Hawking radyasyonu denir.

Bu radyasyon sırasında kara deliğin içindeki madde yavaş yavaş buharlaşır. Delik kütle kaybederken, radyasyon yoğunluğu kütlesinin karesiyle ters orantılıdır. Hawking radyasyonunun yoğunluğu kozmik standartlara göre ihmal edilebilir düzeydedir. Kütlesi 10 güneş olan bir delik olduğunu ve üzerine ne ışık ne de herhangi bir maddi nesnenin düşmediğini varsayarsak, bu durumda bile çürüme süresi canavarca uzun olacaktır. Böyle bir deliğin ömrü, Evrenimizin tüm ömrünü 65 büyüklük sırası ile aşacaktır.

Bilgi kaydetme sorunu

Hawking radyasyonunun keşfinden sonra ortaya çıkan temel sorunlardan biri bilgi kaybı sorunudur. İlk bakışta çok basit görünen bir soruyla bağlantılı: Kara delik tamamen buharlaştığında ne olur? Her iki teori de kuantum fiziği, ve klasik - sistemin durumunun açıklaması ile ilgilenin. Sistemin ilk durumu hakkında bilgi sahibi olmak, teori yardımıyla nasıl değişeceğini anlatmak mümkündür.

Aynı zamanda, evrim sürecinde, ilk durumla ilgili bilgiler kaybolmaz - bilginin korunmasına ilişkin bir tür yasa çalışır. Ancak kara delik tamamen buharlaşırsa, gözlemci o kısımla ilgili bilgileri kaybeder. fiziksel dünya bu bir kez bir deliğe düştü. Stephen Hawking, kara delik tamamen buharlaştıktan sonra sistemin ilk durumu hakkındaki bilgilerin bir şekilde geri yüklendiğine inanıyordu. Ancak zorluk, tanım gereği, bir kara delikten bilgi aktarımının imkansız olması gerçeğinde yatmaktadır - hiçbir şey olay ufkunu terk edemez.

Bir kara deliğe düşerseniz ne olur?

Bir insan bir kara deliğin yüzeyine inanılmaz bir şekilde ulaşırsa, onu hemen kendi yönüne doğru sürüklemeye başlayacağına inanılır. Sonunda, kişi o kadar çok gerilir ki, tekillik noktasına doğru hareket eden bir atom altı parçacık akışı haline gelirdi. Tabii ki, bu hipotezi kanıtlamak imkansız çünkü bilim adamlarının kara deliklerin içinde ne olduğunu asla bilmeleri pek mümkün değil. Şimdi bazı fizikçiler, bir kişi bir kara deliğe düşerse, o zaman bir klonu olacağını söylüyor. Versiyonlarından ilki, Hawking radyasyonunun sıcak parçacıklarının akışı tarafından anında yok edilecek ve ikincisi, geri dönme olasılığı olmadan olay ufkundan geçecekti.