Qora tuynuk qachon Birinchidan, ushbu ob'ektni tavsiflaymiz. Galaktikadagi qora tuynuklar
Yulduz umrining oxiriga kelib qora tuynukga aylanishi mumkin. Ushbu transformatsiya paytida yulduz juda kuchli siqiladi, shu bilan birga uning massasi saqlanib qoladi. Yulduz kichik, lekin juda og'ir to'pga aylanadi. Agar bizning Yer sayyoramiz qora tuynukga aylanadi deb faraz qilsak, uning bu holatda diametri atigi 9 millimetrga teng bo'ladi. Ammo Yer qora tuynukga aylana olmaydi, chunki yulduzlardagi kabi emas, balki sayyoralar yadrosida butunlay boshqacha reaktsiyalar sodir bo'ladi.
Shunday qilib kuchli siqilish va yulduzning siqilishi termal ta'sir ostida ekanligidan kelib chiqadi yadro reaksiyalari yulduzning markazida uning tortishish kuchi sezilarli darajada oshadi va yulduz sirtini o'z markaziga jalb qila boshlaydi. Yulduzning qisqarish tezligi asta-sekin o'sib boradi va oxir-oqibat yorug'lik tezligidan oshib keta boshlaydi. Yulduz bu holatga yetganda, u porlashni to'xtatadi, chunki yorug'lik zarralari - kvantlar - tortishish kuchini engib bo'lmaydi. Bunday holatda yulduz yorug'lik chiqarishni to'xtatadi, u tortishish radiusi "ichida" qoladi - barcha jismlar yulduz yuzasiga tortiladigan chegara. Astronomlar bu chegarani hodisa gorizonti deb atashadi. Va bu chegaradan tashqari, tortishish kuchi qora tuynuk kamayadi. Yorug'lik zarralari yulduzning tortishish chegarasini engib o'ta olmagani uchun qora tuynukni faqat asboblar yordamida aniqlash mumkin, masalan, noma'lum sabablarga ko'ra kosmik kema yoki boshqa jism - kometa yoki asteroid o'z traektoriyasini o'zgartira boshlasa, u holda ko'pchilik Ehtimol, u qora tuynukning tortishish kuchlari ta'siri ostida kelgan. Bunday vaziyatda boshqariladigan kosmik ob'ekt zudlik bilan barcha dvigatellarni yoqishi va xavfli diqqatga sazovor joyni tark etishi kerak va agar quvvat etarli bo'lmasa, u muqarrar ravishda qora tuynuk tomonidan yutib yuboriladi.
Agar Quyosh qora tuynukga aylana olsa, u holda sayyoralar quyosh sistemasi Quyoshning tortishish radiusi ichida bo'lar va ularni o'ziga tortadi va so'rib oladi. Bizning baxtimizga, bu sodir bo'lmaydi. faqat juda katta, massiv yulduzlar qora tuynukga aylanishi mumkin. Quyosh buning uchun juda kichik. Evolyutsiya jarayonida Quyosh katta ehtimol bilan yo'q bo'lib ketgan qora mittiga aylanadi. Kosmosda allaqachon mavjud bo'lgan boshqa qora tuynuklar bizning sayyoramiz va yerdagi kosmik kemalar uchun xavfli emas - ular bizdan juda uzoqda.
Siz tomosha qilishingiz mumkin bo'lgan mashhur "Katta portlash nazariyasi" serialida siz Koinotning yaratilish sirlarini yoki koinotdagi qora tuynuklarning paydo bo'lish sabablarini o'rganmaysiz. Bosh qahramonlar fanga ishtiyoqi baland va universitetning fizika kafedrasida ishlaydi. Ular doimo tomosha qilish qiziqarli bo'lgan turli kulgili vaziyatlarga tushib qolishadi.
Qora tuynuklar har doim olimlar uchun eng qiziqarli kuzatish ob'ektlaridan biri bo'lib kelgan. Koinotdagi eng katta ob'ektlar bo'lib, ular bir vaqtning o'zida insoniyatga etib bo'lmaydigan va umuman mavjud emas. "Qaytib bo'lmaydigan nuqta" yaqinida sodir bo'ladigan jarayonlar haqida bilib olishimizgacha ancha vaqt kerak bo'ladi. Ilm-fan nuqtai nazaridan qora tuynuk nima?
Keling, uzoq davom etgan ishlar natijasida tadqiqotchilarga ma'lum bo'lgan faktlar haqida gapiraylik..
1. Qora tuynuklar aslida qora emas.
Qora tuynuklar elektromagnit to'lqinlarni chiqaradiganligi sababli, ular qora ko'rinmasligi mumkin, aksincha, juda rangli. Va bu juda ta'sirli ko'rinadi.
2. Qora tuynuklar moddalarni so‘rmaydi.
Oddiy odamlar orasida qora tuynuk - bu atrofdagi bo'shliqni o'ziga tortadigan ulkan changyutgich degan stereotip mavjud. Keling, qo'g'irchoq bo'lmaylik va bu aslida nima ekanligini tushunishga harakat qilaylik.
Umuman olganda, (murakkablikka kirmasdan kvant fizikasi va astronomik tadqiqotlar) qora tuynukni juda yuqori baholangan tortishish maydoniga ega kosmik ob'ekt sifatida ko'rsatish mumkin. Misol uchun, agar Quyosh o'rnida bir xil o'lchamdagi qora tuynuk bo'lsa, u holda ... hech narsa sodir bo'lmaydi va sayyoramiz bir xil orbitada aylanishda davom etardi. Qora tuynuklar har qanday yulduzga xos bo'lgan yulduz shamoli ko'rinishidagi yulduzlar materiyasining faqat bir qismini "singdiradi".
3. Qora tuynuklar yangi olamlarni yaratishi mumkin
Albatta, bu haqiqat ilmiy fantastikadan chiqqan narsaga o'xshaydi, ayniqsa boshqa olamlarning mavjudligiga dalil yo'qligi sababli. Shunga qaramay, bunday nazariyalar olimlar tomonidan juda yaqindan o'rganilmoqda.
Gapiradigan bo'lsa oddiy til, agar bizning dunyomizdagi hech bo'lmaganda bitta jismoniy konstanta oz miqdorda o'zgargan bo'lsa, biz mavjud bo'lish imkoniyatini yo'qotamiz. Qora tuynuklarning o'ziga xosligi odatiy fizika qonunlarini bekor qiladi va (hech bo'lmaganda nazariy jihatdan) biznikidan u yoki bu jihatdan farq qiladigan yangi koinotni keltirib chiqarishi mumkin.
4. Qora tuynuklar vaqt o'tishi bilan bug'lanadi
Yuqorida aytib o'tilganidek, qora tuynuklar yulduz shamolini yutadi. Bundan tashqari, ular asta-sekin, lekin shubhasiz bug'lanadi, ya'ni ular o'z massasini atrofdagi kosmosga berishadi va keyin butunlay yo'q bo'lib ketishadi. Bu hodisa 1974 yilda kashf etilgan va bu kashfiyotni dunyoga qilgan Stiven Xoking sharafiga Xoking radiatsiyasi deb nomlangan. 
5. “Qora tuynuk nima” degan savolga javobni Karl Shvartsshild bashorat qilgan.
Ma'lumki, nisbiylik nazariyasi muallifi Albert Eynshteyn bilan bog'liq. Ammo olim samoviy jismlarni o'rganishga etarlicha e'tibor bermadi, garchi uning nazariyasi qora tuynuklar mavjudligini bashorat qilishi mumkin edi. Shunday qilib, Karl Shvartsshild ariza bergan birinchi olim bo'ldi umumiy nazariya nisbiylik "qaytib bo'lmaydigan nuqta" mavjudligini oqlash uchun. 
Qizig'i shundaki, bu 1915 yilda, Eynshteyn o'zining umumiy nisbiylik nazariyasini e'lon qilganidan so'ng sodir bo'ldi. Aynan o'sha paytda "Shvartsshild radiusi" atamasi paydo bo'ldi - taxminan aytganda, bu qora tuynukga aylanishi uchun ob'ektni siqish uchun zarur bo'lgan kuch miqdori. Biroq, bu oson ish emas. Keling, nima uchun ekanligini bilib olaylik.
Gap shundaki, nazariy jihatdan har qanday jism qora tuynukga aylanishi mumkin, ammo unga ma'lum darajada siqilish ta'siri ostida. Misol uchun, yeryong'oq mevasi Yer sayyorasi massasiga ega bo'lsa, qora tuynukga aylanishi mumkin edi ...
Qiziqarli fakt: Qora tuynuklar tortishish kuchi bilan yorug'likni jalb qilish qobiliyatiga ega bo'lgan yagona kosmik jismdir.
6. Qora tuynuklar atrofidagi bo'shliqni burishtiradi.
Koinotning butun fazosini vinil yozuvi shaklida tasavvur qiling. Agar siz unga issiq narsalarni qo'ysangiz, u o'z shaklini o'zgartiradi. Xuddi shu narsa qora tuynuklar bilan sodir bo'ladi. Ularning yakuniy massasi hamma narsani, shu jumladan yorug'lik nurlarini o'ziga tortadi, buning natijasida ularning atrofidagi bo'shliq egri bo'ladi.
7. Qora tuynuklar koinotdagi yulduzlar sonini cheklaydi
.... Axir, agar yulduzlar yonsa -
Bu kimgadir kerak degani?
V.V. Mayakovskiy
Odatda to'liq shakllangan yulduzlar sovutilgan gazlar bulutidir. Qora tuynuklardan chiqadigan radiatsiya gaz bulutlarining sovishiga imkon bermaydi va shuning uchun yulduzlar paydo bo'lishining oldini oladi.
8. Qora tuynuklar eng ilg'or elektr stansiyalaridir.
Qora tuynuklar Quyosh va boshqa yulduzlarga qaraganda ko'proq energiya ishlab chiqaradi. Buning sababi, uning atrofidagi masala. Materiya hodisa ufqini kesib o'tganda yuqori tezlik, u qora tuynuk orbitasida chegaragacha qiziydi yuqori harorat. Bu hodisa qora tanli nurlanish deb ataladi.
Qiziqarli fakt: Yadro sintezi jarayonida moddaning 0,7% energiyaga aylanadi. Qora tuynuk yaqinida materiyaning 10% energiyaga aylanadi!
9. Qora tuynukga tushib qolsangiz nima bo'ladi?
Qora tuynuklar yonidagi jismlarni "cho'zadi". Bu jarayon natijasida ob'ektlar spagettiga o'xshay boshlaydi (hatto maxsus atama ham bor - "spagetti" =).
Garchi bu fakt kulgili ko'rinsa-da, uning o'ziga xos izohi bor. Bu tufayli sodir bo'ladi jismoniy printsip tortishish kuchlari. Misol tariqasida inson tanasini olaylik. Erda bo'lganimizda, oyoqlarimiz boshimizdan ko'ra Yerning markaziga yaqinroqdir, shuning uchun ular kuchliroq tortiladi. Qora tuynuk yuzasida oyoqlar qora tuynuk markaziga tezroq tortiladi va shuning uchun yuqori qismi tana oddiygina ularga mos kelmaydi. Xulosa: spagettilanish!
10. Nazariy jihatdan har qanday ob'ekt qora tuynukga aylanishi mumkin
Va hatto quyosh. Quyoshning mutlaq aylanishiga to'sqinlik qiladigan yagona narsa qora tana tortishish kuchi hisoblanadi. Qora tuynukning markazida u Quyoshning markazidan bir necha baravar kuchliroqdir. Bunday holda, agar bizning yoritgichimiz diametri to'rt kilometrga siqilgan bo'lsa, u qora tuynukga aylanishi mumkin (katta massa tufayli).
Lekin bu nazariy jihatdan. Amalda ma'lumki, qora tuynuklar faqat o'ta yirik yulduzlarning qulashi natijasida paydo bo'lib, Quyosh massasidan 25-30 marta oshib ketadi.
11. Qora tuynuklar ularning yonida vaqtni sekinlashtiradi.
Bu faktning asosiy tezisi shundan iboratki, biz voqea ufqiga yaqinlashganda, vaqt sekinlashadi. Ushbu hodisani ko'pincha nisbiylik nazariyasi qoidalarini tushuntirish uchun ishlatiladigan "egizak paradoks" yordamida tasvirlash mumkin.
Asosiy fikr shundan iboratki, egizak aka-ukalardan biri koinotga uchadi, ikkinchisi esa Yerda qoladi. Uyga qaytgach, egizak ukasi o'zidan kattaroq qariganini aniqlaydi, chunki yorug'lik tezligiga yaqin tezlikda harakatlanayotganda vaqt sekinlasha boshlaydi. 
Qora tuynuk koinotdagi maxsus hududdir. Bu kosmosning boshqa ob'ektlarini o'ziga tortish va o'zlashtirishga qodir bo'lgan qora materiyaning o'ziga xos to'planishi. Qora tuynuklar hodisasi hali ham mavjud emas. Mavjud barcha ma'lumotlar faqat ilmiy astronomlarning nazariyalari va taxminlari.
"Qora tuynuk" nomini olim J.A. Uiler 1968 yilda Prinston universitetida.
Qora tuynuklar yulduzlar, ammo neytronlar kabi g'ayrioddiy, degan nazariya mavjud. Qora tuynuk - - chunki u juda yuqori yorug'lik zichligiga ega va mutlaqo radiatsiya yubormaydi. Shuning uchun u infraqizil nurlarda ham, rentgen nurlarida ham, radio nurlarida ham ko'rinmaydi.
Bu holat frantsuz astronomi P. Laplas qora tuynuklardan hali 150 yil oldin. Uning dalillariga ko'ra, agar uning zichligi Yerning zichligiga teng bo'lsa va diametri Quyosh diametridan 250 marta katta bo'lsa, u tortishish kuchi tufayli yorug'lik nurlarining olam bo'ylab tarqalishiga yo'l qo'ymaydi. va shuning uchun ko'rinmas qoladi. Shunday qilib, qora tuynuklar koinotdagi eng kuchli nurlantiruvchi jismlar ekanligi taxmin qilinadi, ammo ular qattiq sirtga ega emas.
Qora tuynuklarning xossalari
Qora tuynuklarning barcha taxmin qilingan xususiyatlari 20-asrda A. Eynshteyn tomonidan olingan nisbiylik nazariyasiga asoslanadi. Ushbu hodisani o'rganishga har qanday an'anaviy yondashuv qora tuynuklar fenomeni uchun ishonchli tushuntirish bermaydi.
Qora tuynukning asosiy xususiyati vaqt va makonni egish qobiliyatidir. Uning tortishish maydoniga tushgan har qanday harakatlanuvchi jism muqarrar ravishda ichkariga tortiladi, chunki. bu holda ob'ekt atrofida zich tortishish girdobi, bir turdagi huni paydo bo'ladi. Shu bilan birga, vaqt tushunchasi ham o'zgaradi. Olimlar, hisob-kitoblarga ko'ra, hali ham qora tuynuklar odatiy ma'noda samoviy jismlar emas degan xulosaga kelishadi. Bu, albatta, qandaydir teshiklar, vaqt va makondagi qurt teshiklari, uni o'zgartirishga va siqishga qodir.
Qora tuynuk - yopiq maydon materiya siqilgan va undan hech narsa, hatto yorug'lik ham chiqib keta olmaydigan bo'shliq.
Astronomlarning hisob-kitoblariga ko'ra, qora tuynuklar ichida mavjud bo'lgan kuchli tortishish maydoni bilan birorta ham ob'ekt zararsiz qolishi mumkin emas. U ichkariga kirmasdan oldin darhol milliardlab bo'laklarga bo'linadi. Biroq, bu ularning yordami bilan zarralar va ma'lumot almashish imkoniyatini istisno qilmaydi. Va agar qora tuynukning massasi Quyosh massasidan kamida milliard marta katta bo'lsa (o'ta massiv), u holda jismlarning tortishish kuchi ta'sirida parchalanmasdan harakatlanishi nazariy jihatdan mumkin.
Albatta, bu faqat nazariyalar, chunki olimlarning tadqiqotlari qora tuynuklarni qanday jarayonlar va imkoniyatlar yashirishini tushunishdan hali juda uzoqdir. Kelajakda shunga o'xshash narsa yuz berishi mumkin.
Ko‘rgan bo‘lsangiz kerak ilmiy-fantastik filmlar, koinotda sayohat qilgan qahramonlar qayerda boshqa koinotga tushib qolishadi? Ko'pincha sirli kosmik qora tuynuklar boshqa dunyoning eshigiga aylanadi. Bu hikoyalarda qandaydir haqiqat bor ekan. Shunday deyishadi olimlar.
Yulduzning eng markazida, ya'ni yadrosida yoqilg'i tugasa, uning barcha zarralari juda og'irlashadi. Va keyin butun sayyora o'z markaziga qulab tushadi. Bu kuchli zarba to'lqinini keltirib chiqaradi, bu yulduzning tashqi, hali ham yonib turgan qobig'ini buzadi va u ko'r-ko'rona chaqnab ketadi. Kichkina o'chgan yulduzning bir choy qoshig'i bir necha milliard tonnani tashkil qiladi. Bunday yulduz deyiladi neytron. Va agar yulduz bizning quyoshimizdan yigirma-o'ttiz baravar katta bo'lsa, uning yo'q qilinishi koinotdagi eng g'alati hodisaning paydo bo'lishiga olib keladi - qora tuynuk.
Qora tuynukdagi tortishish shunchalik kuchliki, u sayyoralarni, gazlarni va hatto yorug'likni ushlab turadi. Qora tuynuklar ko'rinmas, ularni faqat unga uchib kelayotgan ulkan kosmik jismlar huni orqali topish mumkin. Faqat ba'zi teshiklar atrofida yorqin porlash hosil bo'ladi. Axir, aylanish tezligi juda yuqori, samoviy jismlarning zarralari millionlab darajagacha qiziydi va yorqin porlaydi.
kosmik qora tuynuk spiralda burab, barcha narsalarni o'ziga tortadi. Qora tuynukga yaqinlashganda, jismlar tezlasha boshlaydi va ulkan spagetti kabi cho'zila boshlaydi. Jozibadorlik kuchi asta-sekin o'sib boradi va bir nuqtada shunchalik dahshatli bo'ladiki, uni hech narsa engib bo'lmaydi. Bu chegara hodisa gorizonti deb ataladi. Uning ortida sodir bo'lgan har qanday voqea abadiy ko'rinmas qoladi.
Olimlar qora tuynuklar koinotda tunnel yaratishi mumkinligini taxmin qilmoqdalar - " qurt teshiklari". Agar siz unga kirsangiz, kosmosdan o'tib, o'zingizni qarama-qarshi oq tuynuk bo'lgan boshqa koinotda topishingiz mumkin. Balki bir kun kelib bu sir kuchlida oshkor bo'lar kosmik kemalar odamlar boshqa o'lchamlarda sayohat qilishadi.
Cheksiz olam sirlar, sirlar va paradokslarga to'la. Shunga qaramasdan zamonaviy fan koinotni tadqiq qilishda oldinga ulkan sakrashni amalga oshirdi, bu cheksiz dunyoda ko'p narsa inson dunyoqarashi uchun tushunarsiz bo'lib qolmoqda. Biz yulduzlar, tumanliklar, klasterlar va sayyoralar haqida ko'p narsalarni bilamiz. Biroq, koinotning kengligida shunday ob'ektlar mavjud bo'lib, ularning mavjudligini biz faqat taxmin qilishimiz mumkin. Misol uchun, biz qora tuynuklar haqida juda kam narsa bilamiz. Qora tuynuklarning tabiati haqidagi asosiy ma'lumotlar va bilimlar taxminlar va taxminlarga asoslanadi. Astrofiziklar va atom olimlari bu masala bilan o'n yildan ko'proq vaqt davomida kurashdilar. Kosmosdagi qora tuynuk nima? Bunday ob'ektlarning tabiati qanday?
Oddiy so'zlar bilan qora tuynuklar haqida gapirish
Qora tuynuk qanday ko'rinishini tasavvur qilish uchun tunneldan chiqib ketayotgan poyezdning dumini ko'rish kifoya. Poyezd tunnelga chuqurlashganda oxirgi vagondagi signal chiroqlari butunlay ko‘zdan g‘oyib bo‘lguncha hajmi kamayadi. Boshqacha qilib aytganda, bu dahshatli jozibadorlik tufayli hatto yorug'lik ham yo'qolib ketadigan narsalar. Elementar zarralar, elektronlar, protonlar va fotonlar ko'rinmas to'siqni yengib o'ta olmaydilar, ular yo'qlikning qora tubiga tushadilar, shuning uchun fazodagi bunday tuynuk qora deb ataladi. Uning ichida zarracha yorqin nuqta yo'q, qattiq qoralik va cheksizlik. Qora tuynukning narigi tomonida nima borligi noma'lum.
Ushbu kosmik changyutgich ulkan tortishish kuchiga ega va butun galaktikani barcha yulduzlar klasterlari va superklasterlari, tumanliklar va qorong'u moddalar bilan o'zlashtira oladi. Bu qanday mumkin? Bu faqat taxmin qilish uchun qoladi. Bu holatda bizga ma'lum bo'lgan fizika qonunlari tikuvlarda yorilib ketadi va davom etayotgan jarayonlar uchun tushuntirish bermaydi. Paradoksning mohiyati shundaki, olamning ma'lum bir qismida jismlarning tortishish o'zaro ta'siri ularning massasi bilan belgilanadi. Bir ob'ektning boshqa ob'ekt tomonidan so'rilish jarayoni ularning sifati va ta'siriga ta'sir qilmaydi miqdoriy tarkibi. Muayyan hududda kritik miqdorga yetgan zarralar o'zaro ta'sirning boshqa darajasiga kiradi, bu erda tortishish kuchlari tortishish kuchlariga aylanadi. Gravitatsiya ta'sirida tana, ob'ekt, modda yoki materiya kichrayib, ulkan zichlikka erisha boshlaydi.
Taxminan bunday jarayonlar neytron yulduzning paydo bo'lishi paytida sodir bo'ladi, bu erda yulduz moddasi ichki tortishish ta'sirida hajmda siqiladi. Erkin elektronlar protonlar bilan birlashib, neytronlar deb ataladigan elektr neytral zarrachalarni hosil qiladi. Ushbu moddaning zichligi juda katta. Tozalangan shakarning bir bo'lagi kattaligidagi moddaning zarrasi milliardlab tonna og'irlikka ega. Bu erda fazo va vaqt uzluksiz miqdorlar bo'lgan umumiy nisbiylik nazariyasini eslash o'rinli bo'ladi. Shuning uchun, siqish jarayoni yarim yo'lda to'xtatilishi mumkin emas va shuning uchun chegarasi yo'q.
Potentsial jihatdan, qora tuynuk kosmosning bir qismidan ikkinchisiga o'tishi mumkin bo'lgan teshikka o'xshaydi. Shu bilan birga, fazo va vaqtning o'ziga xos xususiyatlari o'zgarib, fazo-vaqt hunisiga aylanadi. Bu voronkaning tubiga yetib, har qanday materiya kvantlarga parchalanadi. Qora tuynukning narigi tomonida, bu ulkan tuynukda nima bor? Ehtimol, boshqa qonunlar ishlaydigan va vaqt teskari yo'nalishda oqadigan yana bir makon bor.
Nisbiylik nazariyasi kontekstida qora tuynuk nazariyasi quyidagicha. Kosmosdagi tortishish kuchlari har qanday materiyani mikroskopik o'lchamlarga siqib chiqargan nuqta ulkan tortishish kuchiga ega bo'lib, uning kattaligi cheksizgacha ortadi. Vaqt ajinlari paydo bo'ladi va bo'sh joy kavisli bo'lib, bir nuqtada yopiladi. Qora tuynuk yutib yuborgan jismlar bu dahshatli changyutgichning tortish kuchiga mustaqil ravishda qarshilik ko'rsata olmaydi. Hatto kvantlarga ega bo'lgan yorug'lik tezligi ham elementar zarralarning tortishish kuchini engishga imkon bermaydi. Bunday nuqtaga kelgan har qanday jism fazo-vaqt pufakchasi bilan birlashib, moddiy ob'ekt bo'lishni to'xtatadi.
Ilm-fan nuqtai nazaridan qora tuynuklar
Agar siz o'zingizdan so'rasangiz, qora tuynuklar qanday hosil bo'ladi? Yagona javob bo'lmaydi. Olamda ilm-fan nuqtai nazaridan tushuntirib bo'lmaydigan ko'plab paradokslar va qarama-qarshiliklar mavjud. Eynshteynning nisbiylik nazariyasi bunday ob'ektlarning tabiatini faqat nazariy tushuntirishga imkon beradi, ammo kvant mexanikasi va fizika bu holatda jim.
Davom etayotgan jarayonlarni fizika qonunlari bilan tushuntirishga harakat qilib, rasm shunday ko'rinadi. Massiv yoki supermassiv kosmik jismning ulkan gravitatsion siqilishi natijasida hosil bo'lgan ob'ekt. Bu jarayon ilmiy nomi- gravitatsiyaviy qulash. "Qora tuynuk" atamasi birinchi marta 1968 yilda amerikalik astronom va fizik Jon Uiler yulduzlar qulashi holatini tushuntirishga urinib ko'rganida ilmiy jamoatchilikda paydo bo'lgan. Uning nazariyasiga ko'ra, tortishish qulashiga uchragan massiv yulduz o'rnida fazoviy va vaqtinchalik bo'shliq paydo bo'lib, unda tobora ortib borayotgan siqilish ta'sir qiladi. Yulduzdan iborat bo'lgan hamma narsa o'z ichiga kiradi.
Bunday tushuntirish qora tuynuklarning tabiati koinotda sodir bo'layotgan jarayonlarga hech qanday aloqasi yo'q degan xulosaga kelishimizga imkon beradi. Ushbu ob'ekt ichida sodir bo'ladigan hamma narsa atrofdagi makonga hech qanday ta'sir ko'rsatmaydi. Qora tuynukning tortishish kuchi shunchalik kuchliki, u fazoni egib, galaktikalarning qora tuynuklar atrofida aylanishiga sabab bo‘ladi. Shunga ko'ra, galaktikalarning spiral shaklini olishining sababi aniq bo'ladi. Ulkan Somon yo‘li galaktikasi o‘ta massiv qora tuynuk tubsizligida g‘oyib bo‘lishi uchun qancha vaqt ketishi noma’lum. Qizig'i shundaki, qora tuynuklar kosmosning istalgan nuqtasida paydo bo'lishi mumkin, ular buning uchun yaratilgan. ideal sharoitlar. Vaqt va makonning bunday ajinlari yulduzlar galaktika fazosida aylanib, harakat qiladigan ulkan tezliklarni tenglashtiradi. Qora tuynukdagi vaqt boshqa o'lchamda oqadi. Ushbu mintaqada tortishish qonunlarini fizika nuqtai nazaridan izohlab bo'lmaydi. Bu holat qora tuynuk singulyarligi deb ataladi.
Qora tuynuklar hech qanday tashqi identifikatsiya belgilarini ko'rsatmaydi, ularning mavjudligini boshqalarning xatti-harakati bilan baholash mumkin. kosmik ob'ektlar, ular tortishish maydonlari ta'sir qiladi. Hayot va o'lim uchun kurashning butun manzarasi membrana bilan qoplangan qora tuynuk chegarasida sodir bo'ladi. Hunining bu xayoliy yuzasi "voqea gorizonti" deb ataladi. Biz bu chegaragacha ko'rgan hamma narsa aniq va moddiydir.
Qora tuynuklarning shakllanishi stsenariylari
Jon Uilerning nazariyasini ishlab chiqayotib, biz qora tuynuklarning siri uning shakllanish jarayonida emas degan xulosaga kelishimiz mumkin. Qora tuynukning paydo bo'lishi neytron yulduzining qulashi natijasida sodir bo'ladi. Bundan tashqari, bunday ob'ektning massasi Quyosh massasidan uch yoki undan ko'p marta oshishi kerak. Neytron yulduzi o'zining yorug'ligi tortishish kuchidan qochib qutula olmaguncha qisqaradi. Yulduzning qora tuynukni tug'ishi uchun kichrayishi mumkin bo'lgan o'lchamning chegarasi bor. Bu radius tortishish radiusi deb ataladi. Rivojlanishning yakuniy bosqichidagi massiv yulduzlar bir necha kilometr tortishish radiusiga ega bo'lishi kerak.
Bugungi kunda olimlar o'nlab rentgen qo'shaloq yulduzlarida qora tuynuklar mavjudligini tasdiqlovchi dalillarni qo'lga kiritishdi. Rentgen yulduzi, pulsar yoki burster qattiq sirtga ega emas. Bundan tashqari, ularning massasi uchta Quyoshning massasidan kattaroqdir. Cygnus yulduz turkumidagi kosmosning hozirgi holati, Cygnus X-1 rentgen yulduzi ushbu qiziq ob'ektlarning shakllanishini kuzatish imkonini beradi.
Tadqiqotlar va nazariy taxminlarga asoslanib, bugungi kunda fanda qora yulduzlarning paydo bo'lishining to'rtta stsenariysi mavjud:
- massiv yulduzning evolyutsiyasining yakuniy bosqichida gravitatsion qulashi;
- galaktikaning markaziy mintaqasining qulashi;
- Katta portlash paytida qora tuynuklarning shakllanishi;
- kvant qora tuynuklarining shakllanishi.
Birinchi stsenariy eng realdir, ammo bugungi kunda bizga tanish bo'lgan qora yulduzlar soni ma'lum neytron yulduzlari sonidan oshadi. Va koinotning yoshi shunchalik katta emaski, bunchalik massiv yulduzlar to'liq evolyutsiya jarayonidan o'tishi mumkin.
Ikkinchi stsenariy yashash huquqiga ega va bor asosiy misol- galaktikamizning markazida joylashgan o'ta massiv qora tuynuk Sagittarius A *. Ushbu ob'ektning massasi 3,7 quyosh massasi. Ushbu skriptning mexanizmi skriptga o'xshaydi gravitatsiyaviy qulash yagona farqi shundaki, qulash yulduz emas, balki yulduzlararo gaz sodir bo'ladi. Gravitatsion kuchlar ta'sirida gaz kritik massa va zichlikka siqiladi. Kritik momentda materiya kvantlarga parchalanib, qora tuynuk hosil qiladi. Biroq, bu nazariya shubhali, chunki Kolumbiya universiteti astronomlari yaqinda Sagittarius A* qora tuynukning sun'iy yo'ldoshlarini aniqladilar. Ular juda ko'p mayda qora tuynuklar bo'lib chiqdi, ehtimol ular boshqacha tarzda shakllangan.
Uchinchi stsenariy ko'proq nazariy va Katta portlash nazariyasi mavjudligi bilan bog'liq. Olamning paydo bo'lishi davrida materiyaning bir qismi va tortishish maydonlari o'zgarib turardi. Boshqacha qilib aytganda, jarayonlar kvant mexanikasi va yadro fizikasining ma'lum jarayonlari bilan bog'liq bo'lmagan boshqa yo'lni tutdi.
Oxirgi stsenariy fizikaga qaratilgan yadroviy portlash. Moddalar bo'laklarida, yadro reaktsiyalari jarayonida, tortishish kuchlari ta'sirida, portlash sodir bo'lib, uning o'rnida qora tuynuk hosil bo'ladi. Materiya barcha zarralarni o'ziga singdirib, ichkarida portlaydi.
Qora tuynuklarning mavjudligi va evolyutsiyasi
Bunday g'alati kosmik ob'ektlarning tabiati haqida taxminiy tasavvurga ega bo'lgan holda, yana bir narsa qiziq. Qora tuynuklarning haqiqiy o'lchamlari qanday, ular qanchalik tez o'sadi? Qora tuynuklarning o'lchamlari ularning tortishish radiusi bilan belgilanadi. Qora tuynuklar uchun qora tuynuk radiusi uning massasi bilan belgilanadi va Shvartsshild radiusi deb ataladi. Misol uchun, agar ob'ekt bizning sayyoramizning massasiga teng massaga ega bo'lsa, bu holda Shvartsshild radiusi 9 mm. Bizning asosiy yoritgichimiz 3 km radiusga ega. Massasi 10⁸ Quyosh massasi boʻlgan yulduz oʻrnida hosil boʻlgan qora tuynukning oʻrtacha zichligi suv zichligiga yaqin boʻladi. Bunday shakllanish radiusi 300 million kilometrni tashkil qiladi.
Ehtimol, bunday yirik qora tuynuklar galaktikalar markazida joylashgan. Bugungi kunga qadar 50 ta galaktika ma'lum bo'lib, ularning markazida ulkan vaqt va fazo quduqlari joylashgan. Bunday gigantlarning massasi Quyoshning milliardlab massasiga teng. Bunday teshik qanday ulkan va dahshatli kuchga ega ekanligini tasavvur qilish mumkin.
Kichik teshiklarga kelsak, bu mini-ob'ektlar, ularning radiusi ahamiyatsiz qiymatlarga etadi, bor-yo'g'i 10¯¹² sm.Bunday maydalagichning massasi 10¹⁴g. Shunga o'xshash shakllanishlar Katta portlash paytida paydo bo'lgan, ammo vaqt o'tishi bilan hajmi kattalashib, bugungi kunda o'zini namoyon qilmoqda kosmik fazo yirtqich hayvonlar sifatida. Kichik qora tuynuklarning shakllanishi sodir bo'lgan sharoitlarni olimlar bugungi kunda yer sharoitida qayta yaratishga harakat qilmoqdalar. Ushbu maqsadlar uchun elektron kollayderlarda tajribalar o'tkaziladi, ular orqali elementar zarralar yorug'lik tezligiga tezlashtiring. Birinchi tajribalar laboratoriya sharoitida kvark-glyuon plazmasini - koinot paydo bo'lishining boshida mavjud bo'lgan materiyani olish imkonini berdi. Bunday tajribalar Yerdagi qora tuynukning paydo bo'lishi vaqt masalasi ekanligiga umid qilish imkonini beradi. Yana bir narsa shundaki, insoniyat ilm-fanining bunday yutug'i biz uchun va sayyoramiz uchun falokatga aylanadimi? Sun'iy ravishda qora tuynuk yaratish orqali biz Pandora qutisini ochishimiz mumkin.
Boshqa galaktikalarning so'nggi kuzatuvlari olimlarga o'lchamlari barcha taxminlar va taxminlardan oshib ketadigan qora tuynuklarni topishga imkon berdi. Bunday ob'ektlar bilan sodir bo'ladigan evolyutsiya qora tuynuklar massasi nima uchun o'sib borishini, uning haqiqiy chegarasi nima ekanligini yaxshiroq tushunishga imkon beradi. Olimlar barcha ma'lum bo'lgan qora tuynuklar o'z holiga kelgan degan xulosaga kelishdi haqiqiy o'lchamlar 13-14 milliard yil ichida. O'lchamdagi farq atrofdagi makonning zichligi bilan bog'liq. Agar qora tuynuk tortishish kuchlari yeta oladigan darajada oziq-ovqatga ega bo'lsa, u sakrab o'sib, yuzlab va minglab quyosh massalari massasiga etadi. Shuning uchun va ulkan o'lcham galaktikalar markazida joylashgan bunday ob'ektlar. Yulduzlarning ulkan klasteri, yulduzlararo gazning ulkan massasi o'sish uchun mo'l-ko'l oziq-ovqat hisoblanadi. Galaktikalar birlashganda, qora tuynuklar birlashib, yangi supermassiv ob'ektni hosil qilishi mumkin.
Evolyutsion jarayonlarning tahliliga ko'ra, qora tuynuklarning ikkita sinfini ajratish odatiy holdir:
- massasi quyosh massasidan 10 barobar ko'p bo'lgan jismlar;
- massasi yuz minglab, milliardlab quyosh massasiga teng bo'lgan massiv jismlar.
O'rtacha oraliq massasi 100-10 ming quyosh massasiga teng qora tuynuklar mavjud, ammo ularning tabiati hali ham noma'lum. Har bir galaktikada taxminan bitta shunday ob'ekt mavjud. Rentgen yulduzlarini o'rganish M82 galaktikasida 12 million yorug'lik yili masofasida ikkita o'rtacha qora tuynukni topishga imkon berdi. Bir ob'ektning massasi 200-800 quyosh massasi oralig'ida o'zgarib turadi. Yana bir ob'ekt ancha katta bo'lib, massasi 10-40 ming quyosh massasiga ega. Bunday ob'ektlarning taqdiri qiziq. Ular yulduz klasterlari yaqinida joylashgan bo'lib, asta-sekin galaktikaning markaziy qismida joylashgan supermassiv qora tuynukga tortiladi.
Bizning sayyoramiz va qora tuynuklar
Qora tuynuklarning tabiati haqida ma'lumot izlashga qaramay, ilmiy dunyo Qora tuynukning Somon yo'li galaktikasi taqdiridagi o'rni va roli, xususan, Yer sayyorasi taqdiri haqida qayg'uradi. Markazda mavjud bo'lgan vaqt va makon burmasi Somon yo'li, atrofidagi barcha mavjud narsalarni asta-sekin o'zlashtiradi. Millionlab yulduzlar va trillionlab tonna yulduzlararo gaz allaqachon qora tuynuk ichiga singib ketgan. Vaqt o'tishi bilan navbat 27 ming yorug'lik yili masofani bosib o'tib, quyosh tizimi joylashgan Cygnus va Sagittariusning qo'llariga etib boradi.
Boshqa eng yaqin supermassiv qora tuynuk Andromeda galaktikasining markaziy qismida joylashgan. Bu bizdan taxminan 2,5 million yorug'lik yili. Ehtimol, bizning Sagittarius A * ob'ektimiz o'z galaktikasini o'zlashtirmasdan oldin, biz ikkita qo'shni galaktikaning birlashishini kutishimiz kerak. Shunga ko'ra, ikkita o'ta massiv qora tuynuklar dahshatli va dahshatli o'lchamdagi bitta qora tuynuklarga birlashadi.
Mutlaqo boshqa masala - kichik qora tuynuklar. Yer sayyorasini singdirish uchun radiusi bir necha santimetr bo'lgan qora tuynuk etarli. Muammo shundaki, qora tuynuk tabiatan mutlaqo yuzsiz ob'ektdir. Uning qornidan hech qanday nurlanish yoki nurlanish kelmaydi, shuning uchun bunday sirli ob'ektni payqash juda qiyin. Faqat bilan yaqin masofa fon yorug'ligining egriligini aniqlashingiz mumkin, bu koinotning ushbu hududida kosmosda teshik mavjudligini ko'rsatadi.
Bugungi kunga qadar olimlar Yerga eng yaqin qora tuynuk V616 Monocerotis ekanligini aniqladilar. Yirtqich hayvon bizning tizimimizdan 3000 yorug'lik yili uzoqlikda joylashgan. Hajmi jihatidan bu katta shakllanish, uning massasi 9-13 quyosh massasi. Bizning dunyomizga tahdid soladigan yana bir yaqin ob'ekt - bu Gygnus X-1 qora tuynugidir. Ushbu yirtqich hayvon bilan bizni 6000 yorug'lik yili masofasi ajratib turadi. Bizning mahallamizda aniqlangan qora tuynuklar ikkilik tizimning bir qismidir, ya'ni. to'yib bo'lmaydigan ob'ektni oziqlantiradigan yulduzga yaqin joyda mavjud.
Xulosa
Kosmosda qora tuynuklar kabi sirli va sirli narsalarning mavjudligi, albatta, bizni ehtiyotkor bo'lishga majbur qiladi. Biroq, qora tuynuklar bilan sodir bo'ladigan hamma narsa, koinotning yoshi va katta masofalarni hisobga olgan holda juda kamdan-kam hollarda sodir bo'ladi. 4,5 milliard yil davomida quyosh tizimi bizga ma'lum bo'lgan qonunlarga ko'ra mavjud bo'lgan tinch holatda edi. Bu vaqt ichida quyosh tizimi yaqinida hech narsa, na fazoning buzilishi, na vaqt burmasi paydo bo'lmadi. Ehtimol, buning uchun mos sharoitlar yo'q. Somon yo'lining Quyosh yulduz tizimi joylashgan qismi kosmosning sokin va barqaror qismidir.
Olimlar qora tuynuklarning paydo bo'lishi tasodifiy emas degan fikrni tan olishadi. Bunday ob'ektlar Koinotda tartibli rol o'ynaydi, kosmik jismlarning ortiqcha qismini yo'q qiladi. Yirtqich hayvonlarning taqdiriga kelsak, ularning evolyutsiyasi hali to'liq o'rganilmagan. Qora tuynuklar abadiy emas va degan versiya mavjud muayyan bosqich mavjudligini to'xtatishi mumkin. Bunday ob'ektlar energiyaning eng kuchli manbalari ekanligi endi hech kimga sir emas. Bu qanday energiya va u qanday o'lchanadi - bu boshqa masala.
Stiven Xokingning sa'y-harakatlari bilan fanga qora tuynuk hali ham o'z massasini yo'qotib, energiya chiqaradi degan nazariya taqdim etildi. O'z taxminlarida olim barcha jarayonlar bir-biri bilan bog'liq bo'lgan nisbiylik nazariyasiga amal qilgan. Hech narsa boshqa joyda paydo bo'lmasdan yo'qolib ketmaydi. Har qanday materiya boshqa moddaga aylanishi mumkin, bir turdagi energiya esa boshqa energiya darajasiga o'tadi. Bu bir holatdan boshqasiga o'tish portali bo'lgan qora tuynuklar bilan bog'liq bo'lishi mumkin.
Agar sizda biron bir savol bo'lsa - ularni maqola ostidagi sharhlarda qoldiring. Biz yoki bizning mehmonlarimiz ularga javob berishdan xursand bo'lishadi.