Црна дупка: што има внатре? Интересни факти и истражувања. Што е црна дупка

24 јануари 2013 година

Од сите хипотетички објекти во универзумот предвидени со научни теории, црните дупки оставаат најморничав впечаток. И, иако претпоставките за нивното постоење почнаа да се изразуваат речиси еден и пол век пред објавувањето на Ајнштајн на општата теорија на релативноста, убедливи докази за реалноста на нивното постоење се добиени неодамна.

Да почнеме со тоа како општата релативност го решава прашањето за природата на гравитацијата. Њутновиот закон за универзална гравитација вели дека помеѓу било кои две масивни тела во универзумот постои сила на взаемна привлечност. Поради оваа гравитациска сила, Земјата се врти околу Сонцето. Општата релативност не принудува да гледаме на системот Сонце-Земја поинаку. Според оваа теорија, во присуство на такво масивно небесно тело како што е Сонцето, простор-времето, како да е, се урива под неговата тежина, а униформноста на неговата ткаенина е нарушена. Замислете еластична брануваа на која лежи тешка топка (на пример, од куглана). Истегната ткаенина попушта под нејзината тежина, создавајќи реткост наоколу. На ист начин, Сонцето го турка простор-времето околу себе.

Според оваа слика, Земјата едноставно се тркала околу формираната инка (освен што малата топка која се тркала околу тешката на трамболина неизбежно ќе ја изгуби брзината и ќе се спирала кон голема). И она што вообичаено го доживуваме како сила на гравитација во нашиот секојдневен живот, исто така, не е ништо повеќе од промена на геометријата на простор-времето, а не сила во Њутнова смисла. До денес, не е измислено поуспешно објаснување за природата на гравитацијата отколку што ни дава општата теорија на релативноста.

Сега замислете што ќе се случи ако ние - во рамките на предложената слика - ја зголемиме и зголемиме масата на тешката топка, без да ги зголемиме нејзините физички димензии? Бидејќи е апсолутно еластична, инката ќе се продлабочува додека нејзините горни рабови не се спојат некаде високо над потполно потешката топка, а потоа едноставно престанува да постои кога се гледа од површината. Во реалниот универзум, со акумулирање на доволна маса и густина на материјата, објектот удира во просторно-временска замка околу себе, ткаенината на простор-времето се затвора и тој губи контакт со остатокот од Универзумот, станувајќи невидлив за него. Така се создава црна дупка.

Шварцшилд и неговите современици верувале дека такви чудни космички објекти не постојат во природата. Самиот Ајнштајн не само што се придржувал до оваа гледна точка, туку и погрешно верувал дека успеал математички да го поткрепи своето мислење.

Во 1930-тите, младиот индиски астрофизичар, Чандрасехар, докажа дека ѕвезда што го потрошила своето нуклеарно гориво ја отфрла својата обвивка и се претвора во бело џуџе кое полека се лади само ако нејзината маса е помала од 1,4 сончеви маси. Наскоро, Американецот Фриц Цвики претпоставил дека екстремно густи тела од неутронска материја се појавуваат при експлозии на супернова; Подоцна до истиот заклучок дојде и Лев Ландау. По работата на Чандрасехар, беше очигледно дека само ѕвезди со маса поголема од 1,4 соларни маси може да претрпат таква еволуција. Затоа, се појави природно прашање - дали постои горна граница на масата за супернови што неутронските ѕвезди ја оставаат зад себе?

Во доцните 1930-ти, идниот татко на американската атомска бомба, Роберт Опенхајмер, утврдил дека таквата граница навистина постои и не надминува неколку сончеви маси. Тогаш не беше можно да се даде попрецизна оценка; сега е познато дека масите на неутронските ѕвезди мора да бидат во опсег од 1,5-3 Ms. Но, дури и од приближните пресметки на Опенхајмер и неговиот дипломиран студент Џорџ Волков, следеше дека најмасивните потомци на суперновите не стануваат неутронски ѕвезди, туку одат во некоја друга состојба. Во 1939 година, Опенхајмер и Хартланд Снајдер докажаа во идеализиран модел дека огромна ѕвезда во колапс се собира до нејзиниот гравитациски радиус. Од нивните формули, всушност, произлегува дека ѕвездата не застанува тука, но коавторите се воздржале од ваков радикален заклучок.

09.07.1911 - 13.04.2008

Конечниот одговор беше пронајден во втората половина на 20 век со напорите на галаксијата брилијантни теоретски физичари, вклучувајќи ги и советските. Се испостави дека таков колапс секогаш ја компресира ѕвездата „до застој“, целосно уништувајќи ја нејзината супстанција. Како резултат на тоа, се појавува сингуларност, „суперконцентрат“ на гравитационото поле, затворен во бескрајно мал волумен. За фиксна дупка, ова е точка, за ротирачка дупка, тоа е прстен. Заобленоста на простор-времето и, следствено, силата на гравитацијата во близина на сингуларноста тежнее кон бесконечност. Кон крајот на 1967 година, американскиот физичар Џон Арчибалд Вилер беше првиот што го нарече овој последен ѕвезден колапс црна дупка. Новиот термин се заљуби во физичарите и ги воодушеви новинарите кои го ширеа низ светот (иако на Французите на почетокот не им се допадна, бидејќи изразот trou noir сугерираше сомнителни асоцијации).

Најважната особина на црната дупка е дека што и да влезе во неа, таа нема да се врати. Ова се однесува дури и на светлината, поради што црните дупки го добиле своето име: тело што ја апсорбира целата светлина што паѓа врз него и не ја испушта сопствената, изгледа целосно црно. Според општата релативност, ако објектот се приближи до центарот на црната дупка на критично растојание - ова растојание се нарекува радиус на Шварцшилд - тој никогаш не може да се врати назад. (Германскиот астроном Карл Шварцшилд (1873-1916) во последните години од својот живот, користејќи ги равенките на општата теорија на релативноста на Ајнштајн, го пресметал гравитационото поле околу маса од нула волумен.) За масата на Сонцето, Шварцшилд радиусот е 3 км, односно за да го претворите нашето Сонце во црна дупка, треба да ја кондензирате целата негова маса со големина на мал град!

Внатре во радиусот на Шварцшилд, теоријата предвидува уште почудни појави: целата материја во црната дупка се собира во бесконечно мала точка со бесконечна густина во самиот нејзин центар - математичарите таквиот објект го нарекуваат единствена пертурбација. При бесконечна густина, секоја конечна маса на материја, математички гледано, зафаќа нула просторен волумен. Дали овој феномен навистина се случува во црна дупка, ние, се разбира, не можеме експериментално да потврдиме, бидејќи сè што паднало во радиусот Шварцшилд не се враќа назад.

Така, без да можеме да „гледаме“ црна дупка во традиционалната смисла на зборот „изглед“, сепак можеме да го откриеме нејзиното присуство со индиректни знаци на влијанието на нејзиното супермоќно и сосема необично гравитационо поле врз материјата околу неа. .

Супермасивни црни дупки

Во центарот на нашиот Млечен Пат и другите галаксии се наоѓа неверојатно масивна црна дупка милиони пати потешка од Сонцето. Овие супермасивни црни дупки (како што се нарекуваат) се откриени со набљудување на природата на движењето на меѓуѕвездениот гас во близина на центрите на галаксиите. Гасовите, судејќи според набљудувањата, ротираат на блиско растојание од супермасивниот објект, а едноставните пресметки со помош на законите на механиката на Њутн покажуваат дека објектот што ги привлекува, со слаб дијаметар, има монструозна маса. Само црна дупка може да го врти меѓуѕвездениот гас во центарот на галаксијата на овој начин. Всушност, астрофизичарите веќе пронајдоа десетици такви масивни црни дупки во центрите на нашите соседни галаксии и тие силно се сомневаат дека центарот на која било галаксија е црна дупка.

Црни дупки со ѕвездена маса

Според нашето сегашно разбирање за еволуцијата на ѕвездите, кога ѕвезда со маса поголема од околу 30 сончеви маси умира во експлозија на супернова, нејзината надворешна обвивка се распаѓа, а внатрешните слоеви брзо се распаѓаат кон центарот и формираат црна дупка во местото на ѕвездата што ги потрошила своите резерви на гориво. Практично е невозможно да се идентификува црна дупка од ова потекло изолирана во меѓуѕвездениот простор, бидејќи таа е во редок вакуум и не се манифестира на кој било начин во однос на гравитационите интеракции. Меѓутоа, доколку таквата дупка била дел од двоен ѕвезден систем (две жешки ѕвезди кои орбитираат околу нивниот центар на маса), црната дупка сепак би имала гравитациски ефект врз својата партнер-ѕвезда. Астрономите денес имаат повеќе од десетина кандидати за улогата на ѕвездени системи од овој вид, иако за ниту еден од нив не се добиени ригорозни докази.

Во бинарен систем со црна дупка во својот состав, материјата на „жива“ ѕвезда неизбежно ќе „тече“ во насока на црната дупка. И материјата исцицана од црната дупка ќе се врти во спирала кога ќе падне во црната дупка, а ќе исчезне кога ќе го премине радиусот Шварцшилд. Меѓутоа, кога се приближува до фаталната граница, материјата вшмукувана во инката на црната дупка неизбежно ќе се кондензира и ќе се загрее поради почестите судири помеѓу честичките апсорбирани од дупката, додека не се загрее до енергијата на брановото зрачење во Опсег на рендгенски зраци на спектарот на електромагнетното зрачење. Астрономите можат да ја измерат фреквенцијата на овој вид на промена на интензитетот на рендгенските зраци и да ја пресметаат, споредувајќи ја со други достапни податоци, приближната маса на објектот што ја „влече“ материја врз себе. Ако масата на објектот ја надминува границата на Чандрасехар (1,4 соларни маси), овој објект не може да биде бело џуџе, во кое нашата светилка е предодредена да дегенерира. Во повеќето случаи на набљудувани набљудувања на такви двојни рендгенски ѕвезди, неутронската ѕвезда е масивен објект. Сепак, имало повеќе од десетина случаи каде што единственото разумно објаснување е присуството на црна дупка во бинарен ѕвезден систем.

Сите други видови црни дупки се многу пошпекулативни и се засноваат исклучиво на теоретски истражувања - воопшто не постои експериментална потврда за нивното постоење. Прво, ова се црни мини-дупки со маса споредлива со масата на планина и компресирана до радиусот на протонот. Идејата за нивното потекло во почетната фаза на формирањето на Универзумот веднаш по Големата експлозија беше предложена од англискиот космолог Стивен Хокинг (види Скриен принцип на временска неповратност). Хокинг сугерираше дека експлозиите на мини-дупки може да го објаснат навистина мистериозниот феномен на издлабени изливи на гама зраци во универзумот. Второ, некои теории за елементарни честички предвидуваат постоење во Универзумот - на микро ниво - на вистинско сито од црни дупки, кои се еден вид пена од ѓубрето на универзумот. Дијаметарот на таквите микро-дупки е наводно околу 10-33 см - тие се милијарди пати помали од протон. Во моментов немаме надеж за експериментална верификација дури и на самиот факт за постоење на такви црни дупки-честички, да не зборуваме, некако да ги истражиме нивните својства.

И што ќе се случи со набљудувачот ако одеднаш се најде на другата страна од гравитациониот радиус, инаку наречен хоризонт на настани. Овде започнува најневеројатното својство на црните дупки. Не за џабе, зборувајќи за црните дупки, секогаш сме го спомнувале времето, поточно простор-времето. Според теоријата на релативноста на Ајнштајн, колку побрзо телото се движи, толку е поголема неговата маса, но толку побавно почнува да тече времето! При мали брзини во нормални услови, овој ефект е незабележлив, но ако телото (вселенскиот брод) се движи со брзина блиска до брзината на светлината, тогаш неговата маса се зголемува, а времето се забавува! Кога брзината на телото е еднаква на брзината на светлината, масата се претвора во бесконечност, а времето запира! Ова е потврдено со строги математички формули. Да се вратиме на црната дупка. Замислете фантастична ситуација кога звезден брод со астронаути на одборот се приближува до гравитациониот радиус или хоризонтот на настани. Јасно е дека хоризонтот на настани е наречен така затоа што можеме да набљудуваме какви било настани (да набљудуваме нешто воопшто) само до оваа граница. Дека не сме во можност да ја набљудуваме оваа граница. Меѓутоа, кога се во брод кој се приближува до црна дупка, астронаутите ќе се чувствуваат исто како порано, бидејќи. според нивниот часовник, времето ќе оди „нормално“. Леталото мирно ќе го премине хоризонтот на настани и ќе продолжи понатаму. Но, бидејќи неговата брзина ќе биде блиску до брзината на светлината, леталото ќе стигне до центарот на црната дупка, буквално, за миг.

А за надворешен набљудувач, леталото едноставно ќе застане на хоризонтот на настани и ќе остане таму речиси засекогаш! Таков е парадоксот на колосалната гравитација на црните дупки. Прашањето е природно, но дали астронаутите кои одат до бесконечноста според часовникот на надворешен набљудувач ќе останат ли живи. бр. А поентата воопшто не е во огромната гравитација, туку во плимните сили, кои во толку мало и масивно тело многу варираат на мали растојанија. Со растот на астронаутот од 1 m 70 cm, плимните сили на неговата глава ќе бидат многу помали отколку кај неговите стапала, и тој едноставно ќе биде растргнат веќе на хоризонтот на настани. Значи, во општа смисла откривме што се црни дупки, но досега зборувавме за црни дупки со ѕвездена маса. Во моментов, астрономите успеаја да откријат супермасивни црни дупки, чија маса може да биде милијарда сонца! Супермасивните црни дупки не се разликуваат по својства од нивните помали колеги. Тие се само многу помасивни и, по правило, се наоѓаат во центрите на галаксиите - ѕвездените острови на Универзумот. Има и супермасивна црна дупка во центарот на нашата Галаксија (Млечниот Пат). Колосалната маса на таквите црни дупки ќе овозможи нивно пребарување не само во нашата галаксија, туку и во центрите на далечните галаксии лоцирани на растојание од милиони и милијарди светлосни години од Земјата и Сонцето. Европски и американски научници спроведоа глобална потрага по супермасивни црни дупки, кои според современите теоретски пресметки треба да се наоѓаат во центарот на секоја галаксија.

Модерната технологија овозможува да се открие присуството на овие колапсари во соседните галаксии, но многу малку се пронајдени. Ова значи дека или црните дупки едноставно се кријат во густи облаци со гас и прашина во централниот дел на галаксиите, или се наоѓаат во подалечните агли на Универзумот. Значи, црните дупки може да се детектираат со рендгенски зраци кои се емитуваат при собирањето на материјата на нив, а со цел да се направи попис на таквите извори, сателити со телескопи со рендген на бродот беа лансирани во вселената блиску до Земјата. Во потрага по извори на рендгенски зраци, вселенските опсерватории Чандра и Роси открија дека небото е исполнето со позадинско зрачење на Х-зраци и е милиони пати посветло отколку во видливите зраци. Голем дел од оваа позадинска емисија на Х-зраци од небото мора да доаѓа од црните дупки. Обично во астрономијата зборуваат за три вида црни дупки. Првата е црните дупки со ѕвездена маса (околу 10 соларни маси). Тие се формираат од масивни ѕвезди кога ќе им снема гориво за фузија. Втората е супермасивни црни дупки во центрите на галаксиите (маси од милион до милијарди соларни маси). И конечно, исконските црни дупки се формираа на почетокот на животот на Универзумот, чии маси се мали (од редот на масата на голем астероид). Така, голем опсег на можни маси на црни дупки останува непополнет. Но, каде се овие дупки? Пополнувајќи го просторот со рендген, тие, сепак, не сакаат да го покажат своето вистинско „лице“. Но, за да се изгради јасна теорија за поврзаноста на позадинското рендгенско зрачење и црните дупки, неопходно е да се знае нивниот број. Во моментов, вселенските телескопи успеаја да откријат само мал број супермасивни црни дупки, чие постоење може да се смета за докажано. Индиректните докази овозможуваат да се зголеми бројот на забележливи црни дупки одговорни за позадинското зрачење на 15%. Мораме да претпоставиме дека остатокот од супермасивните црни дупки едноставно се кријат зад дебел слој облаци од прашина кои дозволуваат само високоенергетски рендгенски зраци да минуваат низ или се премногу далеку за да се детектираат со современи средства за набљудување.

Супермасивна црна дупка (населба) во центарот на галаксијата М87 (слика со Х-зраци). Млаз е видлив од хоризонтот на настани. Слика од www.college.ru/astronomy

Потрагата по скриени црни дупки е една од главните задачи на модерната астрономија со рендген. Сепак, најновите откритија во оваа област, поврзани со истражувањето со помош на телескопите Чандра и Роси, го покриваат само нискоенергетскиот опсег на зрачењето на Х-зраци - приближно 2000-20.000 електрон волти (за споредба, енергијата на оптичкото зрачење е околу 2 електрон волти).волт). Значајни измени на овие студии може да направи европскиот вселенски телескоп Интеграл, кој е способен да навлезе во сè уште недоволно проучениот регион на радијација на Х-зраци со енергија од 20.000-300.000 електрон волти. Важноста на проучувањето на овој тип на рендгенски зраци лежи во фактот дека иако рендгенската позадина на небото има мала енергија, на оваа позадина се појавуваат повеќе врвови (точки) на зрачење со енергија од околу 30.000 електрон волти. Научниците допрва треба да ја откријат мистеријата за тоа што ги генерира овие врвови, а Интеграл е првиот телескоп доволно чувствителен за да пронајде такви извори на Х-зраци. Според астрономите, високоенергетските зраци ги создаваат таканаречените објекти со дебелина од Комптон, односно супермасивни црни дупки обвиткани во обвивка од прашина. Објектите на Комптон се одговорни за врвовите на рендгенските зраци од 30.000 електрон волти во полето на зрачење на позадината.

Но, продолжувајќи го своето истражување, научниците дошле до заклучок дека објектите на Комптон сочинуваат само 10% од бројот на црни дупки кои треба да создадат врвови со висока енергија. Ова е сериозна пречка за понатамошниот развој на теоријата. Дали ова значи дека исчезнатите рендгенски зраци не се снабдени со дебелина на Комптон, туку од обични супермасивни црни дупки? Тогаш што е со екраните за прашина за рендгенски зраци со мала енергија.? Се чини дека одговорот лежи во фактот дека многу црни дупки (објекти на Комптон) имале доволно време да го апсорбираат целиот гас и прашина што ги обвиле, но пред тоа имаа можност да се изјаснат со високоенергетски рендгенски зраци. Откако ја апсорбирале целата материја, таквите црни дупки веќе не биле во можност да генерираат рендгенски зраци на хоризонтот на настани. Станува јасно зошто овие црни дупки не можат да се откријат и станува возможно да се припишат исчезнатите извори на заднинско зрачење на нивната сметка, бидејќи иако црната дупка повеќе не зрачи, радијацијата претходно создадена од неа продолжува да патува низ Универзумот. Сепак, сосема е можно исчезнатите црни дупки да се повеќе скриени отколку што сугерираат астрономите, па затоа што не можеме да ги видиме не значи дека тие не постојат. Само што немаме доволно набљудувачка моќ да ги видиме. Во меѓувреме, научниците на НАСА планираат да ја прошират потрагата по скриените црни дупки уште подалеку во универзумот. Таму се наоѓа подводниот дел од сантата мраз, сметаат тие. Во рок од неколку месеци ќе бидат спроведени истражувања како дел од мисијата Свифт. Пенетрацијата во длабокиот Универзум ќе открие крие црни дупки, ќе ја пронајде алката што недостасува за позадинското зрачење и ќе фрли светлина врз нивната активност во раната ера на Универзумот.

Се смета дека некои црни дупки се поактивни од нивните тивки соседи. Активните црни дупки ја апсорбираат околната материја и ако ѕвездата „без празнина“ што лета покрај неа влезе во летот на гравитацијата, тогаш сигурно ќе биде „изедена“ на најварварски начин (искината на парчиња). Апсорбираната материја, паѓајќи во црна дупка, се загрева до огромни температури и доживува блесок во опсегот на гама, рентген и ултравиолетови зраци. Има и супермасивна црна дупка во центарот на Млечниот Пат, но е потешко да се проучува од дупките во соседните или дури и далечните галаксии. Ова се должи на густиот ѕид од гас и прашина што се навлегува во центарот на нашата галаксија, бидејќи Сончевиот систем се наоѓа речиси на работ на галактичкиот диск. Затоа, набљудувањата на активноста на црните дупки се многу поефикасни за оние галаксии чие јадро е јасно видливо. При набљудувањето на една од далечните галаксии, лоцирана во соѕвездието Воловар на растојание од 4 милијарди светлосни години, астрономите за прв пат успеаја да го следат процесот на апсорпција на ѕвезда од супермасивна црна дупка од почетокот и речиси до крајот. . Илјадници години, овој џиновски колапс лежеше тивко во центарот на неименувана елиптична галаксија додека една од ѕвездите не се осмели доволно блиску до неа.

Моќната гравитација на црната дупка ја раскина ѕвездата. Згрутчување на материја почна да паѓа во црната дупка и, по достигнувањето на хоризонтот на настани, силно се разгореа во ултравиолетовиот опсег. Овие блесоци беа снимени со новиот вселенски телескоп на НАСА Galaxy Evolution Explorer, кој го проучува небото во ултравиолетова светлина. Телескопот и денес продолжува да го набљудува однесувањето на истакнатиот објект, бидејќи оброкот на црната дупка сè уште не е завршен, а остатоците од ѕвездата продолжуваат да паѓаат во бездната на времето и просторот. Набљудувањата на таквите процеси на крајот ќе помогнат подобро да се разбере како црните дупки еволуираат со нивните матични галаксии (или, обратно, галаксиите еволуираат со матичната црна дупка). Претходните набљудувања покажуваат дека таквите ексцеси не се невообичаени во универзумот. Научниците пресметале дека, во просек, ѕвездата се апсорбира од типична супермасивна црна дупка на галаксијата еднаш на секои 10.000 години, но бидејќи има голем број галаксии, апсорпцијата на ѕвездите може да се набљудува многу почесто.

извор

Црните дупки се еден од најчудните феномени во универзумот. Во секој случај, во оваа фаза од развојот на човекот. Ова е објект со бесконечна маса и густина, а со тоа и привлечност, надвор од која ни светлината не може да избега - затоа дупката е црна. Супермасивна црна дупка може да повлече цела галаксија во себе и да не задави, а надвор од хоризонтот на настани, познатата физика почнува да квичи и да се превртува во јазол. Од друга страна, црните дупки можат да станат потенцијални преодни „дупки“ од еден до друг јазол на просторот. Прашањето е колку можеме да се доближиме до црна дупка и дали таа ќе биде полн со последици?

Супермасивната црна дупка Стрелец А*, која се наоѓа во центарот на нашата галаксија, не само што ги цица блиските објекти, туку и исфрла моќна радио емисија. Научниците долго време се обидуваа да ги видат овие зраци, но тие беа попречени од расеаната светлина што ја опкружува дупката. Конечно, тие успеаја да го пробијат светлосниот шум со помош на 13 телескопи, кои се споија во единствен моќен систем. Последователно, тие открија интересни информации за претходно мистериозните зраци.

Пред неколку дена, на 14 март, еден од најистакнатите физичари на нашето време го напушти овој свет,

Црната дупка е посебен регион во вселената. Ова е еден вид акумулација на црна материја, способна да вовлекува и апсорбира други објекти од вселената. Феноменот на црни дупки сè уште не е . Сите достапни податоци се само теории и претпоставки на научните астрономи.

Името „црна дупка“ го воведе научникот Ј.А. Вилер во 1968 година на Универзитетот Принстон.

Постои теорија дека црните дупки се ѕвезди, но необични, како неутронските. Црната дупка е - - затоа што има многу висока густина на сјајност и не испраќа апсолутно никакво зрачење. Затоа, тој не е невидлив ниту во инфрацрвените зраци, ниту на рендгенските зраци, ниту на радио зраците.

Оваа ситуација францускиот астроном П. Лаплас уште 150 години пред црните дупки. Според неговите аргументи, ако има густина еднаква на густината на Земјата, а дијаметарот го надминува дијаметарот на Сонцето за 250 пати, тогаш не дозволува зраците на светлината да се шират низ Универзумот поради неговата гравитација, и затоа останува невидлив. Така, се претпоставува дека црните дупки се најмоќните објекти кои зрачат во универзумот, но немаат цврста површина.

Својства на црните дупки

Сите наводни својства на црните дупки се засноваат на теоријата на релативноста, изведена во 20 век од А. Ајнштајн. Секој традиционален пристап кон проучувањето на овој феномен не дава никакво убедливо објаснување за феноменот на црните дупки.

Главното својство на црната дупка е способноста да го свитка времето и просторот. Секој подвижен објект што паднал во неговото гравитационо поле неизбежно ќе биде повлечен навнатре, бидејќи. во овој случај, околу објектот се појавува густ гравитациски вител, еден вид инка. Во исто време, концептот на време исто така се трансформира. Научниците, со пресметка, сè уште имаат тенденција да заклучат дека црните дупки не се небесни тела во конвенционална смисла. Тоа се навистина некакви дупки, црви дупки во времето и просторот, способни да го менуваат и набиваат.

Црната дупка е затворен простор од просторот во кој материјата е компресирана и од која ништо не може да избега, дури ни светлината.

Според пресметките на астрономите, со моќното гравитационо поле кое постои во црните дупки, ниту еден објект не може да остане неповреден. Веднаш ќе биде растргнат на милијарди парчиња пред воопшто да влезе внатре. Сепак, ова не ја исклучува можноста за размена на честички и информации со нивна помош. И ако црната дупка има маса најмалку милијарда пати поголема од масата на Сонцето (супермасивна), тогаш теоретски е можно предметите да се движат низ неа без да бидат растргнати од гравитацијата.

Се разбира, ова се само теории, бидејќи истражувањата на научниците се уште се премногу далеку од разбирање кои процеси и можности ги кријат црните дупки. Можно е нешто слично да се случи во иднина.

Црните дупки - можеби најмистериозните и најзагадочните астрономски објекти во нашиот универзум, го привлекоа вниманието на експертите и ја возбудуваат имагинацијата на писателите на научна фантастика од нивното откритие. Што се црните дупки и како изгледаат? Црните дупки се згаснати ѕвезди, поради нивните физички карактеристики, кои имаат толку голема густина и толку моќна гравитација што ни светлината не може да избега од нив.

Историјата на откривањето на црните дупки

За прв пат, теоретското постоење на црните дупки, долго пред нивното вистинско откритие, го предложил некој Д. Мишел (англиски свештеник од Јоркшир, кој сака астрономија во слободно време) уште во 1783 година. Според неговите пресметки, ако ја земеме нашата и ја компресираме (современа компјутерска смисла, архивираме) на радиус од 3 km, се формира толку голема (само огромна) гравитациска сила што ни светлината не може да ја напушти. Така се појави концептот „црна дупка“, иако всушност таа воопшто не е црна, според нас посоодветен би бил терминот „темна дупка“, бидејќи токму отсуството на светлина се случува.

Подоцна, во 1918 година, големиот научник Алберт Ајнштајн пишувал за прашањето на црните дупки во контекст на теоријата на релативноста. Но, дури во 1967 година, преку напорите на американскиот астрофизичар Џон Вилер, концептот на црни дупки конечно доби место во академските кругови.

Како и да е, Д. тогаш дека првпат биле забележани во вселената.телескоп.

Вака изгледа црна дупка.

Како се формираат црните дупки во вселената?

Како што знаеме од астрофизиката, сите ѕвезди (вклучувајќи го и нашето Сонце) имаат ограничено количество гориво. И иако животот на ѕвездата може да трае милијарди светлосни години, порано или подоцна ова условно снабдување со гориво завршува и ѕвездата „изгаснува“. Процесот на „изумирање“ на ѕвезда е проследен со интензивни реакции, при што ѕвездата претрпува значителна трансформација и, во зависност од нејзината големина, може да се претвори во бело џуџе, неутронска ѕвезда или црна дупка. Покрај тоа, најголемите ѕвезди, кои имаат неверојатно импресивни димензии, обично се претвораат во црна дупка - поради компресија на овие најневеројатни големини, масата и гравитационата сила на новоформираната црна дупка се размножуваат, што се претвора во еден вид галактички вакуум чистач - апсорбира сè и сè околу себе.

Црна дупка голта ѕвезда.

Мала забелешка - нашето Сонце, по галактички стандарди, воопшто не е голема ѕвезда, а по избледувањето, што ќе се случи за околу неколку милијарди години, најверојатно нема да се претвори во црна дупка.

Но, да бидеме искрени со вас - денес, научниците сè уште не ги знаат сите сложености на формирањето на црна дупка, несомнено, ова е исклучително сложен астрофизички процес, кој сам по себе може да трае милиони светлосни години. Иако е можно да се напредува во оваа насока, откривањето и последователното проучување на таканаречените посредни црни дупки, односно ѕвезди кои се во фаза на изумирање, во кои се одвива активниот процес на формирање црна дупка. . Патем, слична ѕвезда беше откриена од астрономите во 2014 година во раката на спирална галаксија.

Колку црни дупки постојат во универзумот

Според теориите на современите научници, може да има до стотици милиони црни дупки во нашата галаксија Млечен Пат. Можеби нема помалку од нив во галаксијата до нас, до која нема што да лета од нашиот Млечен Пат - 2,5 милиони светлосни години.

Теорија на црни дупки

И покрај огромната маса (која е стотици илјади пати поголема од масата на нашето Сонце) и неверојатната сила на гравитација, не беше лесно да се видат црните дупки преку телескоп, бидејќи тие воопшто не испуштаат светлина. Научниците успеале да забележат црна дупка дури во моментот на нејзиниот „оброк“ - апсорпција на друга ѕвезда, во овој момент се појавува карактеристично зрачење, кое веќе може да се набљудува. Така, теоријата на црната дупка најде вистинска потврда.

Својства на црните дупки

Главното својство на црната дупка се нејзините неверојатни гравитациски полиња, кои не дозволуваат околниот простор и време да останат во нивната вообичаена состојба. Да, добро слушнавте, времето во црна дупка тече многу пати побавно од вообичаеното, а доколку сте биле таму, тогаш враќајќи се назад (се разбира, доколку сте имале толку среќа) ќе се изненадите кога ќе забележите дека на Земјата поминале векови. и нема ни да остариш имаш време. Иако да бидеме искрени, ако сте во црна дупка, тешко дека би преживеале, бидејќи гравитационата сила таму е таква што секој материјален објект едноставно би бил растргнат, дури ни на делови, на атоми.

Но, ако сте биле дури и блиску до црна дупка, во границите на нејзиното гравитационо поле, тогаш исто така ќе ви биде тешко, бидејќи колку повеќе се спротивставувавте на нејзината гравитација, обидувајќи се да одлетате, толку побрзо ќе паднете во неа. Причината за овој навидум парадокс е гравитационото вителско поле, кое го поседуваат сите црни дупки.

Што ако човек падне во црна дупка

Испарување на црни дупки

Англискиот астроном С. Хокинг откри еден интересен факт: црните дупки, исто така, се испостави дека испуштаат испарување. Точно, ова се однесува само на дупки со релативно мала маса. Моќната гравитација околу нив создава парови честички и античестички, едната од парот се влече навнатре од дупката, а втората се исфрла нанадвор. Така, црна дупка зрачи тврди античестички и гама зраци. Ова испарување или зрачење од црна дупка го добило името по научникот кој го открил - „Хокингово зрачење“.

Најголемата црна дупка

Според теоријата на црните дупки, во центарот на речиси сите галаксии има огромни црни дупки со маса од неколку милиони до неколку милијарди соларни маси. И релативно неодамна, научниците ги открија двете најголеми црни дупки познати до денес, тие се во две блиски галаксии: NGC 3842 и NGC 4849.

NGC 3842 е најсветлата галаксија во соѕвездието Лав, која се наоѓа на оддалеченост од 320 милиони светлосни години од нас. Во центарот на него има огромна црна дупка со маса од 9,7 милијарди соларни маси.

NGC 4849 е галаксија во јатото Кома, оддалечена 335 милиони светлосни години, која може да се пофали со подеднакво импресивна црна дупка.

Зоните на дејство на гравитациското поле на овие џиновски црни дупки, или во академска смисла, нивниот хоризонт на настани е околу 5 пати поголем од растојанието од Сонцето до! Таква црна дупка би го изел нашиот Сончев систем, па дури и не би се задавила.

Најмалата црна дупка

Но, има многу мали претставници во огромното семејство на црни дупки. Така, најџуџестата црна дупка откриена од научниците во моментот во нејзината маса е само 3 пати поголема од масата на нашето Сонце. Всушност, ова е теоретскиот минимум неопходен за формирање на црна дупка, ако таа ѕвезда беше малку помала, дупката немаше да се формира.

Црните дупки се канибали

Да, постои таков феномен, како што напишавме погоре, црните дупки се еден вид „галактички правосмукалки“ кои апсорбираат се околу себе, вклучително и ... други црни дупки. Неодамна, астрономите открија дека црна дупка од една галаксија ја јаде друг голем црн лаком од друга галаксија.

Според хипотезите на некои научници, црните дупки не се само галактички правосмукалки кои вшмукуваат сè во себе, туку под одредени околности тие самите можат да генерираат нови универзуми.
Црните дупки можат да испарат со текот на времето. Погоре напишавме дека е откриено од англискиот научник Стивен Хокинг дека црните дупки имаат својство на зрачење и по многу долг временски период, кога нема што да апсорбира наоколу, црната дупка ќе почне да испарува повеќе, додека на крајот ја дава сета своја маса во околниот простор. Иако ова е само претпоставка, хипотеза.
Црните дупки го забавуваат времето и го свиткуваат просторот. Веќе пишувавме за временско проширување, но просторот во услови на црна дупка ќе биде целосно закривен.
Црните дупки го ограничуваат бројот на ѕвезди во универзумот. Имено, нивните гравитациони полиња го спречуваат ладењето на гасните облаци во вселената, од кои, како што знаете, се раѓаат нови ѕвезди.

Црните дупки на каналот Дискавери, видео

И како заклучок, ви нудиме интересен научен документарец за црните дупки од каналот Дискавери.

Црната дупка во физиката е дефинирана како област во време-просторот, чија гравитациска привлечност е толку силна што дури и објектите што се движат со брзина на светлината, вклучително и самата кванта на светлината, не можат да ја напуштат. Границата на овој регион се нарекува хоризонт на настани, а неговата карактеристична големина се нарекува гравитациски радиус, кој се нарекува радиус на Шварцвалд. Црните дупки се најмистериозните објекти во универзумот. Своето несреќно име му го должат на американскиот астрофизичар Џон Вилер. Токму тој во популарното предавање „Нашиот универзум: познат и непознат“ во 1967 година ги нарече овие супергусти тела дупки. Претходно, таквите објекти се нарекуваа „срушени ѕвезди“ или „соборувачи“. Но, терминот „црна дупка“ се вкорени и стана едноставно невозможно да се промени. Постојат два вида црни дупки во Универзумот: 1 - супермасивни црни дупки, чија маса е милиони пати поголема од масата на Сонцето (се верува дека таквите објекти се наоѓаат во центрите на галаксиите); 2 - помалку масивни црни дупки кои произлегуваат од компресија на џиновски ѕвезди кои умираат, нивната маса е повеќе од три соларни маси; како што ѕвездата се собира, материјата станува се повеќе и повеќе набиена и како резултат на тоа, гравитацијата на објектот се зголемува до таа мера што светлината не може да ја совлада. Ниту зрачењето ниту материјата не можат да избегаат од црната дупка. Црните дупки се супермоќни гравитатори.

Радиусот до кој ѕвездата мора да се намали за да се претвори во црна дупка се нарекува гравитациски радиус. За црните дупки формирани од ѕвезди, тоа е само неколку десетици километри. Во некои парови двојни ѕвезди, една од нив е невидлива за најмоќниот телескоп, но масата на невидливата компонента во таков гравитациски систем се покажува како исклучително голема. Најверојатно, таквите објекти се или неутронски ѕвезди или црни дупки. Понекогаш невидливите компоненти во такви парови ја откинуваат материјата од нормална ѕвезда. Во овој случај, гасот е одвоен од надворешните слоеви на видливата ѕвезда и паѓа во непознато каде - во невидлива црна дупка. Но, пред да падне во дупката, гасот испушта електромагнетни бранови со различни бранови должини, вклучително и многу кратки бранови на Х-зраци. Покрај тоа, во близина на неутронска ѕвезда или црна дупка, гасот станува многу жежок и станува извор на моќно високо-енергетско електромагнетно зрачење во опсегот на Х-зраци и гама. Таквото зрачење не поминува низ земјината атмосфера, но може да се набљудува со помош на вселенски телескопи. Еден од веројатните кандидати за црни дупки се смета за моќен извор на Х-зраци во соѕвездието Лебед.