« Tieteiskirjallisuudesta voi olla hyötyä – se stimuloi mielikuvitusta ja lievittää tulevaisuuden pelkoa. Tieteelliset tosiasiat voivat kuitenkin olla paljon hämmästyttävämpiä. Tieteiskirjallisuus ei edes kuvitellut mustia aukkoja.»
Stephen Hawking

Universumin syvyyksissä ihmiselle piilee lukemattomia mysteereitä ja mysteereitä. Yksi niistä on mustat aukot - esineet, joita edes ihmiskunnan suurimmat mielet eivät voi ymmärtää. Sadat astrofyysikot yrittävät selvittää mustien aukkojen luonnetta, mutta tässä vaiheessa emme ole edes todistaneet niiden olemassaoloa käytännössä.

Elokuvaohjaajat omistavat elokuvansa heille, ja tavallisten ihmisten keskuudessa mustista aukoista on tullut niin kulttiilmiö, että ne tunnistetaan maailmanloppuun ja välittömään kuolemaan. Heitä pelätään ja vihataan, mutta samalla heitä jumaloidaan ja kumarrataan tuntemattoman edessä, jota nämä oudot universumin palaset ovat täynnä. Samaa mieltä, mustan aukon nieleminen on sellaista romantiikkaa. Heidän avullaan se on mahdollista, ja heistä voi tulla myös meille oppaita.

Keltainen lehdistö spekuloi usein mustien aukkojen suosiolla. Ei ole ongelma löytää sanomalehdistä otsikoita, jotka liittyvät planeetan maailmanloppuun toisesta törmäyksestä supermassiivisen mustan aukon kanssa. Paljon pahempaa on, että lukutaidoton osa väestöstä ottaa kaiken vakavasti ja aiheuttaa todellista paniikkia. Selvyyden vuoksi lähdemme matkalle mustien aukkojen löytämisen alkuperään ja yritämme ymmärtää, mitä se on ja miten siihen voidaan suhtautua.

näkymättömiä tähtiä

Niin tapahtui, että nykyajan fyysikot kuvaavat universumimme rakennetta suhteellisuusteorian avulla, jonka Einstein tarkasti ihmiskunnalle 1900-luvun alussa. Sitä mystisempiä ovat mustat aukot, joiden tapahtumahorisontissa kaikki meille tuntemamme fysiikan lait, mukaan lukien Einsteinin teoria, lakkaavat toimimasta. Eikö olekin upeaa? Lisäksi olettamus mustien aukkojen olemassaolosta ilmaistiin kauan ennen Einsteinin syntymää.

Vuonna 1783 tieteellinen toiminta lisääntyi merkittävästi Englannissa. Tuolloin tiede kulki rinnakkain uskonnon kanssa, he tulivat hyvin toimeen keskenään, eikä tiedemiehiä enää pidetty harhaoppisina. Lisäksi papit harjoittivat tieteellistä tutkimusta. Yksi näistä Jumalan palvelijoista oli englantilainen pastori John Michell, joka esitti itselleen paitsi elämänkysymyksiä, myös varsin tieteellisiä tehtäviä. Michell oli hyvin arvostettu tiedemies: alun perin hän oli matematiikan ja muinaisen kielitieteen opettaja yhdessä korkeakouluista, minkä jälkeen hänet hyväksyttiin Lontoon Royal Societyyn useiden löytöjen vuoksi.

John Michell käsitteli seismologiaa, mutta vapaa-ajallaan hän ajatteli mielellään ikuisuutta ja kosmosta. Näin hän keksi ajatuksen, että jossain universumin syvyyksissä voi olla supermassiivisia kappaleita, joilla on niin voimakas painovoima, että sellaisen kappaleen painovoiman voittamiseksi on välttämätöntä liikkua nopeudella, joka on yhtä suuri kuin tai suurempi kuin valon nopeus. Jos hyväksymme tällaisen teorian todeksi, silloin edes valo ei pysty kehittämään toista kosmista nopeutta (nopeutta, joka tarvitaan poistuvan kappaleen vetovoiman voittamiseksi), joten tällainen kappale jää näkymättömäksi paljaalla silmällä.

Michell kutsui uutta teoriaansa "tummiksi tähdiksi" ja yritti samalla laskea tällaisten esineiden massan. Hän ilmaisi ajatuksensa tästä asiasta avoimessa kirjeessä Lontoon Royal Societylle. Valitettavasti tuohon aikaan sellaisella tutkimuksella ei ollut erityistä arvoa tieteelle, joten Michellin kirje lähetettiin arkistoon. Vain kaksisataa vuotta myöhemmin, 1900-luvun jälkipuoliskolla, se löydettiin tuhansien muiden muinaiseen kirjastoon huolellisesti tallennettujen asiakirjojen joukosta.

Ensimmäinen tieteellinen näyttö mustien aukkojen olemassaolosta

Einsteinin yleisen suhteellisuusteorian julkaisun jälkeen matemaatikot ja fyysikot ryhtyivät vakavasti ratkaisemaan saksalaisen tiedemiehen esittämiä yhtälöitä, joiden olisi pitänyt kertoa meille paljon maailmankaikkeuden rakenteesta. Saksalainen tähtitieteilijä, fyysikko Karl Schwarzschild päätti tehdä saman vuonna 1916.

Tiedemies tuli laskelmiaan käyttäen siihen tulokseen, että mustien aukkojen olemassaolo on mahdollista. Hän kuvasi myös ensimmäisenä sitä, mitä myöhemmin kutsuttiin romanttiseksi lauseeksi "tapahtumahorisontti" - kuvitteellinen aika-avaruuden raja mustassa aukossa, jonka ylittämisen jälkeen tulee kohta, josta ei ole paluuta. Tapahtumahorisontista ei karkaa mikään, ei edes valo. Tapahtumahorisontin ulkopuolella tapahtuu niin sanottu "singulaarisuus", jossa meille tuntemamme fysiikan lait lakkaavat toimimasta.

Jatkaessaan teoriansa kehittämistä ja yhtälöiden ratkaisemista, Schwarzschild löysi uusia mustien aukkojen salaisuuksia itselleen ja maailmalle. Joten hän pystyi laskemaan yksinomaan paperilla etäisyyden mustan aukon keskustasta, jossa sen massa on keskittynyt, tapahtumahorisonttiin. Schwarzschild kutsui tätä etäisyyttä gravitaatiosäteeksi.

Huolimatta siitä, että matemaattisesti Schwarzschildin ratkaisut olivat poikkeuksellisen oikeita eikä niitä voitu kumota, 1900-luvun alun tiedeyhteisö ei voinut heti hyväksyä tällaista järkyttävää löytöä, ja mustien aukkojen olemassaolo kirjattiin fantasiaksi, joka silloin tällöin. ilmeni suhteellisuusteoriassa. Seuraavan puolentoista vuosikymmenen ajan mustien aukkojen avaruuden tutkiminen oli hidasta, ja siihen osallistui vain muutama saksalaisen fyysikon teorian kannattaja.

Tähdet, jotka synnyttävät pimeyttä

Kun Einsteinin yhtälöt oli selvitetty, oli aika käyttää tehtyjä johtopäätöksiä ymmärtääkseen maailmankaikkeuden rakennetta. Erityisesti tähtien evoluutioteoriassa. Ei ole mikään salaisuus, että mikään maailmassamme ei ole ikuista. Jopa tähdillä on oma elämänkiertonsa, vaikkakin pidempi kuin ihmisellä.

Yksi ensimmäisistä tutkijoista, joka kiinnostui vakavasti tähtien evoluutiosta, oli nuori astrofyysikko Subramanyan Chandrasekhar, intialainen. Vuonna 1930 hän julkaisi tieteellisen työn, joka kuvasi tähtien väitettyä sisäistä rakennetta sekä niiden elinkaarta.

Tiedemiehet arvasivat jo 1900-luvun alussa sellaisesta ilmiöstä kuin gravitaatiosupistuminen (gravitaation romahdus). Tietyssä elämänsä vaiheessa tähti alkaa supistua valtavasti gravitaatiovoimien vaikutuksesta. Yleensä tämä tapahtuu tähden kuoleman hetkellä, mutta painovoiman romahtamisen yhteydessä on useita tapoja kuumapallon olemassaololle.

Chandrasekharin ohjaaja Ralph Fowler, aikansa arvostettu teoreettinen fyysikko, ehdotti, että gravitaatioromahduksen aikana mikä tahansa tähti muuttuu pienemmäksi ja kuumemmaksi - valkoiseksi kääpiöksi. Mutta kävi ilmi, että opiskelija "rikoi" opettajan teorian, jonka useimmat fyysikot jakoivat viime vuosisadan alussa. Nuoren hindun työn mukaan tähden kuolema riippuu sen alkuperäisestä massasta. Esimerkiksi vain ne tähdet, joiden massa ei ylitä 1,44 kertaa Auringon massaa, voivat muuttua valkoisiksi kääpiöiksi. Tätä numeroa on kutsuttu Chandrasekhar-rajaksi. Jos tähden massa ylitti tämän rajan, se kuolee täysin eri tavalla. Tietyissä olosuhteissa tällainen tähti kuolemanhetkellä voi syntyä uudelleen uudeksi neutronitähdeksi - toinen nykyaikaisen maailmankaikkeuden mysteeri. Suhteellisuusteoria puolestaan ​​kertoo meille vielä yhden vaihtoehdon - tähden puristamisen erittäin pieniin arvoihin, ja tästä alkaa mielenkiintoisin.

Vuonna 1932 eräässä tieteellisessä lehdessä ilmestyi artikkeli, jossa Neuvostoliiton loistava fyysikko Lev Landau ehdotti, että romahduksen aikana supermassiivinen tähti puristuu pisteeksi, jolla on äärettömän pieni säde ja ääretön massa. Huolimatta siitä, että tällaista tapahtumaa on erittäin vaikea kuvitella valmistautumattoman henkilön näkökulmasta, Landau ei ollut kaukana totuudesta. Fyysikko ehdotti myös, että suhteellisuusteorian mukaan painovoima olisi sellaisessa pisteessä niin suuri, että se alkaisi vääristää aika-avaruutta.

Astrofyysikot pitivät Landaun teoriasta, ja he jatkoivat sen kehittämistä. Vuonna 1939 Amerikassa kahden fyysikon - Robert Oppenheimerin ja Hartland Sneijderin - ponnistelujen ansiosta ilmestyi teoria, joka kuvaa yksityiskohtaisesti supermassiivista tähteä romahduksen aikaan. Tällaisen tapahtuman seurauksena todellinen musta aukko olisi pitänyt ilmaantua. Argumenttien vakuuttavuudesta huolimatta tutkijat kielsivät edelleen tällaisten kappaleiden olemassaolon mahdollisuuden sekä tähtien muuttumisen niihin. Jopa Einstein etääntyi tästä ajatuksesta uskoen, että tähti ei kykene sellaisiin ilmiömäisiin muutoksiin. Muut fyysikot eivät olleet niukka lausunnoissaan ja pitivät tällaisten tapahtumien mahdollisuutta naurettavana.
Tiede saavuttaa kuitenkin aina totuuden, sinun on vain odotettava vähän. Ja niin se tapahtui.

Universumin kirkkaimmat esineet

Maailmamme on kokoelma paradokseja. Joskus siinä esiintyy rinnakkain asioita, joiden rinnakkaiselo uhmaa minkäänlaista logiikkaa. Esimerkiksi termiä "musta aukko" ei tavallisessa ihmisessä yhdistettäisi ilmaisuun "uskomattoman kirkas", mutta viime vuosisadan 60-luvun alun löytö antoi tutkijoille mahdollisuuden pitää tätä väitettä virheellisenä.

Astrofyysikot onnistuivat kaukoputkien avulla havaitsemaan tähtitaivaalta toistaiseksi tuntemattomia esineitä, jotka käyttäytyivät varsin oudosti huolimatta siitä, että ne näyttivät tavallisilta tähdiltä. Näitä outoja valaisimia tutkiessaan amerikkalainen tiedemies Martin Schmidt kiinnitti huomiota niiden spektrografiaan, jonka tiedot osoittivat erilaisia ​​tuloksia kuin muiden tähtien skannaus. Yksinkertaisesti sanottuna nämä tähdet eivät olleet kuten muut, joihin olemme tottuneet.

Yhtäkkiä se valkeni Schmidtille, ja hän kiinnitti huomion spektrin siirtymiseen punaisella alueella. Kävi ilmi, että nämä esineet ovat paljon kauempana meistä kuin tähdet, joita olemme tottuneet näkemään taivaalla. Esimerkiksi Schmidtin havaitsema kohde sijaitsi kahden ja puolen miljardin valovuoden päässä planeettamme, mutta loisti yhtä kirkkaasti kuin tähti muutaman sadan valovuoden päässä. Osoittautuu, että yhden tällaisen kohteen valo on verrattavissa koko galaksin kirkkauteen. Tämä löytö oli todellinen läpimurto astrofysiikassa. Tiedemies kutsui näitä esineitä "kvasitähteiksi" tai yksinkertaisesti "kvasaariksi".

Martin Schmidt jatkoi uusien esineiden tutkimista ja huomasi, että tällainen kirkas hehku voi johtua vain yhdestä syystä - kasautumisesta. Accretion on prosessi, jossa supermassiivinen kappale imeytyy ympäröivään aineeseen painovoiman avulla. Tiedemies tuli siihen tulokseen, että kvasaarien keskellä on valtava musta aukko, joka uskomattomalla voimalla vetää itseensä ympäröivän aineen avaruudessa. Aineen absorptioprosessissa hiukkaset kiihtyvät valtaviin nopeuksiin ja alkavat hehkua. Mustan aukon ympärillä olevaa omituista valokupua kutsutaan akkretiolevyksi. Sen visualisointi osoitti hyvin Christopher Nolanin elokuvassa "Interstellar", joka herätti monia kysymyksiä "miten musta aukko voi hehkua?".

Tähän mennessä tutkijat ovat löytäneet tuhansia kvasaareita tähtitaivaalta. Näitä outoja, uskomattoman kirkkaita esineitä kutsutaan universumin majakoiksi. Niiden avulla voimme kuvitella kosmoksen rakenteen hieman paremmin ja päästä lähemmäksi hetkeä, josta kaikki alkoi.

Huolimatta siitä, että astrofyysikot ovat saaneet epäsuoria todisteita supermassiivisten näkymättömien esineiden olemassaolosta universumissa useiden vuosien ajan, termiä "musta aukko" ei ollut olemassa ennen vuotta 1967. Monimutkaisten nimien välttämiseksi amerikkalainen fyysikko John Archibald Wheeler ehdotti tällaisten esineiden kutsumista "mustiksi aukoiksi". Miksi ei? Jossain määrin ne ovat mustia, koska emme näe niitä. Lisäksi ne vetävät puoleensa kaiken, niihin voi pudota, aivan kuin todelliseen reikään. Ja päästä pois sellaisesta paikasta nykyaikaisten fysiikan lakien mukaan on yksinkertaisesti mahdotonta. Stephen Hawking kuitenkin väittää, että mustan aukon läpi matkustaessasi voit päästä toiseen universumiin, toiseen maailmaan, ja tämä on toivoa.

Pelko äärettömyydestä

Mustien aukkojen liiallisen mysteerin ja romantisoinnin vuoksi näistä esineistä on tullut todellinen kauhutarina ihmisten keskuudessa. Keltainen lehdistö spekuloi mielellään väestön lukutaidottomuudella ja kertoo uskomattomista tarinoista kuinka valtava musta aukko liikkuu kohti maata, joka nielee aurinkokunnan muutamassa tunnissa tai yksinkertaisesti päästää myrkyllisen kaasun aaltoja kohti maatamme. planeetta.

Erityisen suosittu on teema planeetan tuhoamisesta Large Hadron Colliderin avulla, joka rakennettiin Euroopassa vuonna 2006 Euroopan ydintutkimusneuvoston (CERN) alueelle. Paniikkiaalto alkoi jonkun typerältä vitsiltä, ​​mutta kasvoi kuin lumipallo. Joku käynnisti huhun, että törmätimen hiukkaskiihdyttimeen voisi muodostua musta aukko, joka nielaisi planeettamme kokonaan. Tietenkin närkästyneet ihmiset alkoivat vaatia kokeiden kieltämistä LHC:ssä peläten tällaista tulosta. Euroopan tuomioistuimeen alkoi tulla kanteita, joissa vaadittiin törmäimen sulkemista, ja sen luoneita tiedemiehiä rangaistiin mahdollisimman laajasti.

Itse asiassa fyysikot eivät kiellä, että kun hiukkaset törmäävät Large Hadron Colliderissa, voi ilmaantua esineitä, jotka ovat ominaisuuksiltaan samanlaisia ​​​​kuin mustia aukkoja, mutta niiden koko on alkuainehiukkaskokojen tasolla ja tällaisia ​​"reikiä" on olemassa niin lyhyen ajan. ettemme voi edes tallentaa niiden esiintymistä.

Yksi tärkeimmistä asiantuntijoista, jotka yrittävät hälventää tietämättömyyden aaltoa ihmisten edessä, on Stephen Hawking - kuuluisa teoreettinen fyysikko, jota lisäksi pidetään todellisena "guruna" mustien aukkojen suhteen. Hawking osoitti, että mustat aukot eivät aina absorboi akkrektiolevyissä näkyvää valoa, ja osa siitä on hajallaan avaruuteen. Tätä ilmiötä on kutsuttu Hawkingin säteilyksi tai mustan aukon haihtumiseksi. Hawking loi myös mustan aukon koon ja sen "haihtumisnopeuden" välisen suhteen - mitä pienempi se on, sitä vähemmän se on olemassa ajassa. Ja tämä tarkoittaa, että kaikkien Large Hadron Colliderin vastustajien ei pitäisi huolehtia: siinä olevat mustat aukot eivät voi olla olemassa edes miljoonasosaa sekunnista.

Teoriaa ei ole todistettu käytännössä

Valitettavasti ihmiskunnan teknologiat tässä kehitysvaiheessa eivät salli meidän testata useimpia astrofyysikkojen ja muiden tutkijoiden kehittämiä teorioita. Toisaalta mustien aukkojen olemassaolo on varsin vakuuttavasti todistettu paperille ja päätelty kaavoilla, joissa kaikki konvergoi jokaisen muuttujan kanssa. Toisaalta käytännössä emme ole vielä onnistuneet omin silmin näkemään todellista mustaa aukkoa.

Kaikista erimielisyyksistä huolimatta fyysikot ehdottavat, että jokaisen galaksin keskellä on supermassiivinen musta aukko, joka kokoaa tähdet klustereihin painovoimallaan ja saa sinut matkustamaan universumin ympäri suuressa ja ystävällisessä seurassa. Linnunradallamme on eri arvioiden mukaan 200-400 miljardia tähteä. Kaikki nämä tähdet kiertävät jotain, jolla on valtava massa, sellaisen ympärillä, jota emme voi nähdä kaukoputkella. Se on todennäköisesti musta aukko. Pitäisikö hänen pelätä? - Ei, ei ainakaan seuraavan muutaman miljardin vuoden aikana, mutta voimme tehdä hänestä toisen mielenkiintoisen elokuvan.



MUSTA AUKKO
aineen täydellisestä painovoiman romahtamisesta syntyvä alue avaruudessa, jossa vetovoima on niin voimakas, ettei aine, valo tai muut tiedon kantajat pääse poistumaan siitä. Siksi mustan aukon sisäpuoli ei ole kausaalisesti yhteydessä muuhun maailmankaikkeuteen; Mustan aukon sisällä tapahtuvat fysikaaliset prosessit eivät voi vaikuttaa prosesseihin sen ulkopuolella. Mustaa aukkoa ympäröi pinta, jolla on yksisuuntaisen kalvon ominaisuus: aine ja säteily putoavat sen läpi vapaasti mustaan ​​aukkoon, mutta sieltä ei pääse pakoon mitään. Tätä pintaa kutsutaan "tapahtumahorisontiksi". Koska toistaiseksi on vain epäsuoria viitteitä mustien aukkojen olemassaolosta tuhansien valovuosien etäisyydellä Maasta, jatkoesitys perustuu pääasiassa teoreettisiin tuloksiin. R. Oppenheimer ja H. Snyder perustivat matemaattisesti vuonna 1939 yleisen suhteellisuusteorian (Einsteinin vuonna 1915 ehdottaman painovoimateorian) ja muiden nykyaikaisempien painovoimateorioiden ennustamat mustat aukot. Mutta tilan ja ajan ominaisuudet. näiden kohteiden läheisyydessä osoittautui niin epätavallisiksi, että tähtitieteilijät ja fyysikot eivät ottaneet niitä vakavasti 25 vuoteen. Kuitenkin tähtitieteelliset löydöt 1960-luvun puolivälissä pakottivat meidät katsomaan mustia aukkoja mahdollisena fyysisenä todellisuutena. Heidän löytönsä ja tutkimuksensa voivat muuttaa perusteellisesti käsitystämme tilasta ja ajasta.
Mustien aukkojen muodostuminen. Lämpöydinreaktiot tapahtuvat tähden sisällä, mutta ne ylläpitävät korkeaa lämpötilaa ja painetta estäen tähteä romahtamasta oman painovoimansa vaikutuksesta. Ajan myötä ydinpolttoaine kuitenkin loppuu ja tähti alkaa kutistua. Laskelmat osoittavat, että jos tähden massa ei ylitä kolmea auringon massaa, se voittaa "taistelun painovoiman kanssa": sen painovoiman romahtaminen pysähtyy "degeneroituneen" aineen paineella ja tähti muuttuu ikuisesti valkoiseksi kääpiöksi. tai neutronitähti. Mutta jos tähden massa on enemmän kuin kolme aurinkoa, mikään ei voi estää sen katastrofaalista romahdusta ja se menee nopeasti tapahtumahorisontin alle muuttuen mustaksi aukoksi. Pallomaiselle mustalle aukolle, jonka massa on M, tapahtumahorisontti muodostaa pallon, jonka ekvaattorin ympärysmitta on 2p kertaa suurempi kuin mustan aukon "gravitaatiosäde" RG = 2GM/c2, missä c on valon nopeus ja G on gravitaatiovakio. Mustan aukon, jonka massa on 3 aurinkomassaa, gravitaatiosäde on 8,8 km.

Jos tähtitieteilijä tarkkailee tähteä sen muuttuessa mustaksi aukoksi, niin hän näkee aluksi kuinka tähti supistuu yhä nopeammin, mutta kun sen pinta lähestyy gravitaatiosädettä, puristus hidastuu, kunnes se pysähtyy kokonaan. Samalla tähdestä tuleva valo heikkenee ja muuttuu punaiseksi, kunnes se sammuu kokonaan. Tämä johtuu siitä, että taistelussa jättimäistä painovoimaa vastaan ​​valo menettää energiaa ja kestää yhä enemmän aikaa ennen kuin se saavuttaa havaitsijan. Kun tähden pinta saavuttaa gravitaatiosäteen, kestää äärettömän ajan ennen kuin siitä lähtevä valo saavuttaa tarkkailijan (ja näin tehdessään fotonit menettävät energiansa kokonaan). Näin ollen tähtitieteilijä ei koskaan odota tätä hetkeä, saati nähdä, mitä tapahtuu tapahtumahorisontin alapuolella olevalle tähdelle. Mutta teoriassa tätä prosessia voidaan tutkia. Laskelma idealisoidusta pallomaisesta romahtamisesta osoittaa, että tähti supistuu lyhyessä ajassa pisteeseen, jossa saavutetaan äärettömän korkeat tiheys- ja painovoimaarvot. Tällaista pistettä kutsutaan "singulaariseksi". Lisäksi yleinen matemaattinen analyysi osoittaa, että jos tapahtumahorisontti on syntynyt, silloin jopa ei-pallomainen romahdus johtaa singulaarisuuteen. Tämä kaikki on kuitenkin totta vain, jos yleistä suhteellisuusteoriaa voidaan soveltaa hyvin pieniin tilamittauksiin, joista emme ole vielä varmoja. Kvanttilait toimivat mikromaailmassa, eikä painovoiman kvanttiteoriaa ole vielä luotu. On selvää, että kvanttivaikutukset eivät voi estää tähteä romahtamasta mustaksi aukoksi, mutta ne voivat estää singulariteetin ilmaantumisen. Nykyaikainen tähtien evoluutioteoria ja tietomme galaksin tähtipopulaatiosta osoittavat, että sen 100 miljardin tähden joukossa pitäisi olla noin 100 miljoonaa mustaa aukkoa, jotka muodostuvat massiivisimpien tähtien romahtamisen aikana. Lisäksi erittäin suuren massan mustia aukkoja voi sijaita suurten galaksien ytimissä, mukaan lukien meidän. Kuten jo todettiin, aikakautemme vain massasta, joka on yli kolme kertaa aurinkoa suurempi, voi tulla musta aukko. Kuitenkin heti alkuräjähdyksen jälkeen, josta noin. 15 miljardia vuotta sitten maailmankaikkeuden laajeneminen alkoi, minkä massaisia ​​mustia aukkoja saattoi syntyä. Pienimmän niistä kvanttivaikutuksista johtuen olisi pitänyt haihtua, menettäen massansa säteilyn ja hiukkasvirtojen muodossa. Mutta "alkuperäiset mustat aukot", joiden massa on yli 1015 g, voivat selviytyä tähän päivään asti. Kaikki tähtien romahtamista koskevat laskelmat on tehty olettaen pientä poikkeamaa pallosymmetriasta ja osoittavat, että tapahtumahorisontti muodostuu aina. Kuitenkin, jos tähti poikkeaa voimakkaasti pallosymmetriasta, tähden romahtaminen voi johtaa alueen muodostumiseen, jolla on äärettömän voimakas painovoima, mutta jota ei ympäröi tapahtumahorisontti; sitä kutsutaan "alastomaksi singulariteoksi". Se ei ole enää musta aukko siinä merkityksessä, josta keskustelimme edellä. Fysikaaliset lait lähellä alastomaa singulaarisuutta voivat saada hyvin odottamattoman muodon. Tällä hetkellä alastomaa singulaarisuutta pidetään epätodennäköisenä esineenä, kun taas useimmat astrofyysikot uskovat mustien aukkojen olemassaoloon.
mustien aukkojen ominaisuuksia. Ulkopuoliselle tarkkailijalle mustan aukon rakenne näyttää erittäin yksinkertaiselta. Kun tähti romahtaa mustaksi aukoksi sekunnin murto-osassa (kaukaisen tarkkailijan kellon mukaan), kaikki sen ulkoiset piirteet, jotka liittyvät alkuperäisen tähden epähomogeenisuuteen, säteilevät gravitaatio- ja sähkömagneettisena. aallot. Tuloksena oleva paikallaan oleva musta aukko "unohtaa" kaikki tiedot alkuperäisestä tähdestä, lukuun ottamatta kolmea määrää: kokonaismassa, kulmamomentti (kiertoon liittyvä) ja sähkövaraus. Mustaa aukkoa tutkimalla ei enää voida tietää, koostuiko alkuperäinen tähti aineesta vai antiaineesta, oliko sillä sikarin tai pannukakun muotoisia ja niin edelleen. Todellisissa astrofysikaalisissa olosuhteissa varautunut musta aukko vetää puoleensa vastakkaisen merkin hiukkasia tähtienvälisestä väliaineesta ja sen varauksesta tulee nopeasti nolla. Jäljelle jäävä paikallaan oleva esine on joko pyörimätön "Schwarzschild-musta aukko", jolle on ominaista vain massa, tai pyörivä "Kerrin musta aukko", jolle on ominaista massa ja kulmamomentti. W. Israel, B. Carter, S. Hawking ja D. Robinson osoittivat edellä mainittujen paikallaan olevien mustien aukkojen ainutlaatuisuuden yleisen suhteellisuusteorian puitteissa. Yleisen suhteellisuusteorian mukaan tila ja aika ovat kaarevia massiivisten kappaleiden painovoimakentän vaikutuksesta, ja suurin kaarevuus esiintyy mustien aukkojen lähellä. Kun fyysikot puhuvat aika- ja avaruusväleistä, he tarkoittavat numeroita, jotka luetaan mistä tahansa fyysisestä kellosta tai viivaimesta. Esimerkiksi kellon roolia voi esittää molekyyli, jolla on tietty värähtelytaajuus, jonka lukumäärää kahden tapahtuman välillä voidaan kutsua "aikaväliksi". On huomattava, että painovoima vaikuttaa kaikkiin fyysisiin järjestelmiin samalla tavalla: kaikki kellot osoittavat ajan hidastuvan, ja kaikki hallitsijat osoittavat, että avaruus venyy lähellä mustaa aukkoa. Tämä tarkoittaa, että musta aukko taivuttaa tilan ja ajan geometriaa ympärillään. Kaukana mustasta aukosta tämä kaarevuus on pieni, mutta sen lähellä on niin suuri, että valonsäteet voivat liikkua sen ympärillä ympyrässä. Kaukana mustasta aukosta sen gravitaatiokenttä on tarkasti kuvattu Newtonin teoriassa saman massaiselle kappaleelle, mutta sen lähellä painovoima tulee paljon voimakkaammaksi kuin Newtonin teoria ennustaa. Kaikki mustaan ​​aukkoon putoavat kappaleet repeytyvät osiin kauan ennen kuin se ylittää tapahtumahorisontin voimakkaiden vuoroveden gravitaatiovoimien vaikutuksesta, jotka johtuvat vetovoimaeroista eri etäisyyksillä keskustasta. Musta aukko on aina valmis absorboimaan ainetta tai säteilyä, mikä lisää sen massaa. Sen vuorovaikutus ulkomaailman kanssa määräytyy yksinkertaisella Hawking-periaatteella: mustan aukon tapahtumahorisontin pinta-ala ei koskaan pienene, jos ei oteta huomioon hiukkasten kvanttituotantoa. J. Bekenstein vuonna 1973 ehdotti, että mustat aukot noudattavat samoja fysikaalisia lakeja kuin fyysiset kappaleet, jotka lähettävät ja absorboivat säteilyä ("mustan kappaleen" malli). Tämän idean vaikutuksesta Hawking vuonna 1974 osoitti, että mustat aukot voivat lähettää ainetta ja säteilyä, mutta tämä on havaittavissa vain, jos itse mustan aukon massa on suhteellisen pieni. Tällaisia ​​mustia aukkoja saattoi syntyä heti alkuräjähdyksen jälkeen, joka aloitti universumin laajenemisen. Näiden primääristen mustien aukkojen massojen tulee olla enintään 1015 g (kuten pieni asteroidi) ja 10-15 m kooltaan (kuten protoni tai neutroni). Mustan aukon lähellä oleva voimakas gravitaatiokenttä synnyttää hiukkas-antihiukkas-pareja; yksi kunkin parin hiukkasista imeytyy aukkoon ja toinen lähtee ulos. Mustan aukon, jonka massa on 1015 g, tulisi käyttäytyä kuin kappale, jonka lämpötila on 1011 K. Ajatus mustien aukkojen "haihduttamisesta" on täysin ristiriidassa klassisen käsityksen kanssa niistä kappaleina, jotka eivät voi säteillä.
Etsi mustia aukkoja. Einsteinin yleisen suhteellisuusteorian puitteissa tehdyt laskelmat osoittavat vain mustien aukkojen olemassaolon mahdollisuuden, mutta eivät suinkaan todista niiden läsnäoloa todellisessa maailmassa; todellisen mustan aukon löytäminen olisi tärkeä askel fysiikan kehityksessä. Erillisten mustien aukkojen etsiminen avaruudesta on toivottoman vaikeaa: emme pysty havaitsemaan pientä tummaa esinettä avaruuden mustaa vasten. Mutta on toivoa havaita musta aukko sen vuorovaikutuksen perusteella ympäröivien tähtitieteellisten kappaleiden kanssa, sen ominaisvaikutuksen perusteella. Supermassiiviset mustat aukot voivat olla galaksien keskuksissa, ja ne nielevät siellä jatkuvasti tähtiä. Keskittyessään mustan aukon ympärille tähtien tulisi muodostaa kirkkaushuippuja galaksien ytimissä; heidän etsintänsä on nyt käynnissä. Toinen hakumenetelmä on mitata tähtien ja kaasun liikkumisnopeutta galaksin keskeisen kohteen ympärillä. Jos niiden etäisyys keskeisestä kohteesta tiedetään, voidaan laskea sen massa ja keskimääräinen tiheys. Jos se ylittää merkittävästi tähtijoukoille mahdollisen tiheyden, tämän uskotaan olevan musta aukko. Tällä tavalla vuonna 1996 J. Moran ja kollegat määrittelivät, että galaksin NGC 4258 keskustassa on luultavasti musta aukko, jonka massa on 40 miljoonaa aurinkomassaa. Lupaavin on mustan aukon etsiminen binäärijärjestelmistä, joissa se yhdessä normaalin tähden kanssa voi kiertää yhteisen massakeskuksen ympärillä. Tähden spektrin viivojen jaksoittaisesta Doppler-siirtymästä voidaan ymmärtää, että se on paritettu tietyn kappaleen kanssa, ja jopa arvioida jälkimmäisen massan. Jos tämä massa ylittää 3 auringon massaa, eikä itse kehon säteilyä ole mahdollista havaita, on hyvin mahdollista, että tämä on musta aukko. Kompaktissa binäärijärjestelmässä musta aukko voi siepata kaasua normaalin tähden pinnalta. Liikkuessaan kiertoradalla mustan aukon ympärillä tämä kaasu muodostaa kiekon ja lähestyessään mustaa aukkoa kierteessä lämpenee voimakkaasti ja siitä tulee voimakkaiden röntgensäteiden lähde. Tämän säteilyn nopeat vaihtelut osoittavat, että kaasu liikkuu nopeasti pienen säteen kiertoradalla pienen massiivisen esineen ympärillä. 1970-luvulta lähtien binäärijärjestelmistä on löydetty useita röntgenlähteitä, joissa on selviä merkkejä mustien aukkojen esiintymisestä. Lupaavimpana pidetään röntgenbinaarista V 404 Cygnusta, jonka näkymätön komponentin massaksi arvioidaan vähintään 6 auringon massaa. Muita merkittäviä mustia aukkoja ovat röntgenbinäärit Cygnus X-1, LMCX-3, V 616 Monocerotis, QZ Chanterelles ja röntgennovat Ophiuchus 1977, Mukha 1981 ja Scorpio 1994. Lukuun ottamatta LMCX-3:a, joka sijaitsee Suuressa Magellanin pilvessä, ne kaikki ovat galaksissamme noin 8000 ly:n etäisyydellä. vuotta Maasta.
Katso myös
KOSMOLOGIA;
PAINOVAISUUS ;
GRAVITAATIO LUOMAAN ;
SUHTEELLISUUS ;
EXTRAATMOSFERINEN ASTRONOMIA.
KIRJALLISUUS
Cherepashchuk A.M. Mustien aukkojen massat binäärijärjestelmissä. Uspekhi fizicheskikh nauk, osa 166, s. 809, 1996

Collier Encyclopedia. – Avoin yhteiskunta. 2000 .

Synonyymit:

Katso mitä "BLACK HOLE" on muissa sanakirjoissa:

BLACK HOLE, paikallinen ulkoavaruuden alue, josta ei pääse ulos ainetta eikä säteilyä, toisin sanoen avaruuden ensimmäinen nopeus ylittää valon nopeuden. Tämän alueen rajaa kutsutaan tapahtumahorisonttiksi. Tieteellinen ja tekninen tietosanakirja

Avaruus esine, joka syntyy painovoiman vaikutuksesta kehon puristumisesta. voimia pienempiin kokoihin kuin sen painovoimasäde rg=2g/c2 (jossa M on kappaleen massa, G on painovoimavakio, c on valonnopeuden numeerinen arvo). Ennuste olemassaolosta ... ... Fyysinen tietosanakirja

Olemassa., synonyymien määrä: 2 tähti (503) tuntematon (11) ASIS Synonym Dictionary. V.N. Trishin. 2013... Synonyymien sanakirja

Ei ole olemassa kauneudeltaan lumoavampaa kosmista ilmiötä kuin mustat aukot. Kuten tiedät, esine sai nimensä, koska se pystyy absorboimaan valoa, mutta ei heijasta sitä. Valtavan vetovoiman vuoksi mustat aukot imevät kaiken, mikä on lähellä niitä - planeetat, tähdet, avaruusromut. Tämä ei kuitenkaan ole kaikki, mitä sinun pitäisi tietää mustista aukoista, sillä niistä on monia hämmästyttäviä faktoja.

Mustilla aukoilla ei ole paluuta

Pitkään uskottiin, että kaikki, mikä putoaa mustan aukon alueelle, jää siihen, mutta viimeaikaisen tutkimuksen tulos on ollut, että jonkin ajan kuluttua musta aukko "sylkee" kaiken sisällön avaruuteen, mutta eri muodossa kuin alkuperäinen. Tapahtumahorisontti, jota pidettiin avaruusobjektien paluupisteenä, osoittautui vain niiden väliaikaiseksi turvapaikaksi, mutta tämä prosessi on hyvin hidasta.

Maata uhkaa musta aukko

Aurinkokunta on vain osa ääretöntä galaksia, joka sisältää valtavan määrän mustia aukkoja. Osoittautuu, että kaksi heistä uhkaa myös maapalloa, mutta onneksi ne sijaitsevat kaukana - n. 1600 valovuotta. Ne löydettiin galaksista, joka syntyi kahden galaksin yhdistämisen seurauksena.


Tutkijat näkivät mustia aukkoja vain siksi, että ne olivat lähellä aurinkokuntaa röntgenteleskoopin avulla, joka pystyy kaappaamaan näiden avaruusobjektien lähettämät röntgensäteet. Mustat aukot, koska ne ovat vierekkäin ja käytännössä sulautuvat yhdeksi, kutsuttiin yhdellä nimellä - Chandra hindumytologian kuun jumalan kunniaksi. Tutkijat luottavat siihen, että Chandrasta tulee pian sellainen valtavan painovoiman vuoksi.

Mustat aukot voivat kadota ajan myötä

Ennemmin tai myöhemmin kaikki mustan aukon sisältö karkaa ja jäljelle jää vain säteily. Menettää massaa, mustat aukot pienenevät ajan myötä ja katoavat sitten kokonaan. Avaruusobjektin kuolema on hyvin hidasta, ja siksi on epätodennäköistä, että kukaan tutkijoista pystyy näkemään kuinka musta aukko pienenee ja sitten katoaa. Stephen Hawking väitti, että avaruudessa oleva reikä on erittäin puristettu planeetta, ja ajan myötä se haihtuu, alkaen vääristymän reunoista.

Mustien reikien ei tarvitse näyttää mustilta

Tutkijat väittävät, että koska avaruusobjekti imee valohiukkasia itseensä heijastamatta niitä, mustalla aukolla ei ole väriä, vain sen pinta paljastaa - tapahtumahorisontti. Gravitaatiokentällä se peittää kaiken takanaan olevan avaruuden, mukaan lukien planeetat ja tähdet. Mutta samaan aikaan, koska planeetat ja tähdet imeytyvät mustan aukon pinnalle spiraalissa esineiden valtavan liikkumisnopeuden ja niiden välisen kitkan vuoksi, ilmaantuu hehku, joka voi olla kirkkaampi kuin tähdet. Tämä on kokoelma kaasuja, tähtipölyä ja muuta ainetta, jonka musta aukko imee. Joskus musta aukko voi myös lähettää sähkömagneettisia aaltoja ja siksi olla näkyvissä.

Mustia aukkoja ei synny tyhjästä, niiden perusta on sammunut tähti.

Tähdet hehkuvat avaruudessa fuusiopolttoaineensa ansiosta. Kun se päättyy, tähti alkaa jäähtyä ja muuttuu vähitellen valkoisesta kääpiöstä mustaksi. Jäähtyneen tähden sisällä paine alkaa laskea. Painovoiman vaikutuksesta kosminen kappale alkaa kutistua. Tämän prosessin seurauksena tähti näyttää räjähtävän, kaikki sen hiukkaset lentävät erilleen avaruudessa, mutta samaan aikaan gravitaatiovoimat jatkavat toimintaansa ja houkuttelevat viereisiä avaruusobjekteja, jotka sitten imeytyvät siihen, mikä lisää tähtivoimaa. musta aukko ja sen koko.

Supermassiivinen musta aukko

Musta aukko, kymmeniä tuhansia kertoja suurempi kuin aurinko, sijaitsee aivan Linnunradan keskustassa. Tiedemiehet kutsuivat sitä Jousimies, ja se sijaitsee kaukana Maasta 26 000 valovuotta. Tämä galaksin alue on erittäin aktiivinen ja imee suurella nopeudella kaiken sen lähellä olevan. Hän "sylkee" myös usein sammuneita tähtiä.


Yllättävää on se, että mustan aukon keskimääräinen tiheys, vaikka sen valtava koko huomioi, voi olla jopa yhtä suuri kuin ilman tiheys. Kun mustan aukon säde, eli sen vangitsemien kohteiden määrä kasvaa, mustan aukon tiheys pienenee, ja tämä selittyy yksinkertaisilla fysiikan laeilla. Siten avaruuden suurimmat kappaleet voivat itse asiassa olla yhtä kevyitä kuin ilma.

Musta aukko voisi luoda uusia universumeja

Huolimatta siitä, kuinka oudolta se kuulostaakin, varsinkin kun otetaan huomioon se tosiasia, että mustat aukot todella imevät ja tuhoavat kaiken ympärillä, tiedemiehet ajattelevat vakavasti, että nämä avaruusobjektit voivat käynnistää uuden universumin syntymisen. Joten, kuten tiedät, mustat aukot eivät vain ime ainetta, vaan voivat myös vapauttaa sitä tiettyinä aikoina. Mikä tahansa mustasta aukosta ulos tullut hiukkanen voi räjähtää ja tästä tulee uusi alkuräjähdys, ja hänen teoriansa mukaan universumimme ilmestyi sellaiseksi, joten on mahdollista, että aurinkokunta, joka on olemassa tänään ja jossa Maa pyörii, jossa asuu valtava määrä ihmisiä, syntyi kerran massiivisesta mustasta aukosta.

Aika kuluu hyvin hitaasti mustan aukon lähellä.

Kun esine tulee lähelle mustaa aukkoa, riippumatta sen massasta, sen liike alkaa hidastua ja tämä johtuu siitä, että itse mustassa aukossa aika hidastuu ja kaikki tapahtuu hyvin hitaasti. Tämä johtuu mustan aukon valtavasta gravitaatiovoimasta. Samalla se, mitä mustassa aukossa tapahtuu, tapahtuu riittävän nopeasti, koska jos tarkkailija katsoisi mustaa aukkoa sivulta, hänestä näyttäisi siltä, ​​​​että kaikki siinä tapahtuvat prosessit etenevät hitaasti, mutta jos hän joutuisi sen suppilo, gravitaatiovoimat repivät sen välittömästi osiin.

Kaikista ihmiskunnan tuntemista ulkoavaruudessa olevista esineistä mustat aukot antavat kauheimman ja käsittämättömän vaikutelman. Tämä tunne kattaa melkein jokaisen mustista aukoista mainittaessa, vaikka ihmiskunta on tullut tietoiseksi niistä yli puolentoista vuosisadan ajan. Ensimmäiset tiedot näistä ilmiöistä saatiin kauan ennen Einsteinin julkaisuja suhteellisuusteoriasta. Mutta todellinen vahvistus näiden esineiden olemassaolosta saatiin ei niin kauan sitten.

Tietenkin mustat aukot ovat oikeutetusti kuuluisia oudoista fyysisistä ominaisuuksistaan, jotka synnyttävät entistä enemmän mysteereitä maailmankaikkeudessa. He uhmaavat helposti kaikkia kosmisia fysiikan ja kosmisen mekaniikan lakeja. Ymmärtääksemme kaikki tällaisen ilmiön kosmisen aukon olemassaolon yksityiskohdat ja periaatteet meidän on tutustuttava tähtitieteen nykyaikaisiin saavutuksiin ja käytettävä fantasiaa, lisäksi meidän on mentävä standardikäsitteitä pidemmälle. Avaruusaukkojen ymmärtämisen ja perehtymisen helpottamiseksi portaalisivusto on valmistellut paljon mielenkiintoista tietoa, joka liittyy näihin universumin ilmiöihin.

Mustien aukkojen ominaisuudet portaalin verkkosivustolta

Ensinnäkin on huomattava, että mustat aukot eivät tule tyhjästä, ne muodostuvat tähdistä, joilla on jättimäinen koko ja massa. Jokaisen mustan aukon suurin ominaisuus ja ainutlaatuisuus on myös se, että niissä on erittäin vahva vetovoima. Esineiden vetovoima mustaan ​​aukkoon ylittää toisen kosmisen nopeuden. Tällaiset painovoimaindikaattorit osoittavat, että edes valonsäteet eivät voi paeta mustan aukon toimintakentästä, koska niillä on paljon pienempi nopeus.

Vetovoiman ominaisuutena voidaan kutsua sitä, että se houkuttelee kaikkia lähellä olevia kohteita. Mitä suurempi esine kulkee mustan aukon läheisyydessä, sitä enemmän se saa vaikutusta ja vetovoimaa. Näin ollen voimme päätellä, että mitä suurempi kohde, sitä voimakkaammin musta aukko vetää puoleensa sitä, ja tällaisen vaikutuksen välttämiseksi kosmisella keholla on oltava erittäin suuret liikkeen nopeusindikaattorit.

On myös turvallista sanoa, että koko maailmankaikkeudessa ei ole sellaista kappaletta, joka voisi välttää mustan aukon houkuttelemisen lähellä ollessaan, koska edes nopein valovirta ei voi välttää tätä vaikutusta. Einsteinin suhteellisuusteoria on erinomainen mustien aukkojen piirteiden ymmärtämiseen. Tämän teorian mukaan painovoima voi vaikuttaa ajan ja tilan vääristymiseen. Se sanoo myös, että mitä suurempi esine on ulkoavaruudessa, sitä enemmän se hidastaa aikaa. Itse mustan aukon läheisyydessä aika näyttää pysähtyvän kokonaan. Kun avaruusalus astuu avaruusaukon toimintakentälle, voidaan havaita, kuinka se hidastuisi lähestyessään ja lopulta katoaa kokonaan.

Sinun ei pitäisi pelätä kovinkaan ilmiöitä, kuten mustia aukkoja, ja uskoa kaikkea epätieteellistä tietoa, joka saattaa tällä hetkellä olla olemassa. Ensinnäkin meidän on hälvennettävä yleisin myytti, että mustat aukot voivat imeä itseensä kaiken ympärillään olevan aineen ja esineet, jolloin ne kasvavat ja imevät itseensä yhä enemmän. Kaikki tämä ei ole täysin totta. Kyllä, todellakin, ne voivat imeä kosmisia kappaleita ja ainetta, mutta vain niitä, jotka ovat tietyllä etäisyydellä itse reiästä. Voimakkaan painovoimansa lisäksi ne eivät juurikaan eroa tavallisista tähdistä, joilla on jättimäinen massa. Silloinkin, kun aurinkomme muuttuu mustaksi aukoksi, se pystyy vetämään vain lyhyen matkan päässä olevia esineitä, ja kaikki planeetat jatkavat pyörimistä tavanomaisilla kiertoradoillaan.

Suhteellisuusteorian perusteella voimme päätellä, että kaikki esineet, joilla on voimakas painovoima, voivat vaikuttaa ajan ja tilan kaareviin. Lisäksi mitä suurempi kehon massa on, sitä voimakkaampi on vääristymä. Joten aivan äskettäin tiedemiehet onnistuivat näkemään tämän käytännössä, kun oli mahdollista pohtia muita esineitä, joiden ei olisi pitänyt olla silmiemme ulottumattomissa valtavien kosmisten kappaleiden, kuten galaksien tai mustien aukkojen, vuoksi. Kaikki tämä on mahdollista johtuen siitä, että mustan aukon tai muun kappaleen lähellä kulkevat valonsäteet taipuvat erittäin voimakkaasti painovoimansa vaikutuksesta. Tämän tyyppinen vääristymä antaa tutkijoille mahdollisuuden tarkastella paljon pidemmälle ulkoavaruuteen. Mutta tällaisilla tutkimuksilla on erittäin vaikea määrittää tutkittavan kehon todellinen sijainti.

Mustat aukot eivät synny tyhjästä, ne syntyvät supermassiivisten tähtien räjähdyksen seurauksena. Lisäksi, jotta musta aukko muodostuisi, räjähtäneen tähden massan on oltava vähintään kymmenen kertaa suurempi kuin Auringon massa. Jokainen tähti on olemassa tähden sisällä tapahtuvien lämpöydinreaktioiden vuoksi. Tällöin fuusioprosessin aikana vapautuu vetylejeeringiä, mutta se ei voi poistua tähden vaikutusalueelta, koska sen painovoima houkuttelee vetyä takaisin. Tämä koko prosessi mahdollistaa tähtien olemassaolon. Vedyn synteesi ja tähden painovoima ovat vakiintuneita mekanismeja, mutta tämän tasapainon rikkominen voi johtaa tähden räjähdykseen. Useimmissa tapauksissa se johtuu ydinpolttoaineen loppumisesta.

Tähden massasta riippuen useita skenaarioita niiden kehityksestä räjähdyksen jälkeen ovat mahdollisia. Joten massiiviset tähdet muodostavat supernovaräjähdyksen kentän, ja suurin osa niistä jää entisen tähden ytimen taakse, astronautit kutsuvat tällaisia ​​esineitä valkoisiksi kääpiöiksi. Useimmissa tapauksissa näiden kappaleiden ympärille muodostuu kaasupilvi, jota tämän kääpiön painovoima pitää. Toinen supermassiivisten tähtien kehitystapa on myös mahdollinen, jolloin syntynyt musta aukko vetää erittäin voimakkaasti kaiken tähden aineen keskustaan, mikä johtaa sen vahvaan puristumiseen.

Tällaisia ​​puristettuja kappaleita kutsutaan neutronitähdiksi. Harvinaisissa tapauksissa, tähden räjähdyksen jälkeen, mustan aukon muodostuminen tämän ilmiön ymmärtämisessä on mahdollista. Mutta jotta reikä syntyisi, tähden massan on oltava yksinkertaisesti jättimäinen. Tässä tapauksessa, kun ydinreaktioiden tasapaino häiriintyy, tähden painovoima yksinkertaisesti menee hulluksi. Samalla se alkaa aktiivisesti romahtaa, minkä jälkeen siitä tulee vain piste avaruudessa. Toisin sanoen voimme sanoa, että tähti fyysisenä kohteena lakkaa olemasta. Huolimatta siitä, että se katoaa, sen taakse muodostuu musta aukko, jolla on sama painovoima ja massa.

Tähtien romahtaminen johtaa siihen, että ne katoavat kokonaan, ja niiden tilalle muodostuu musta aukko, jolla on samat fysikaaliset ominaisuudet kuin kadonneella tähdellä. Ero on vain suurempi reiän puristusaste kuin tähden tilavuus. Kaikkien mustien aukkojen tärkein ominaisuus on niiden singulaarisuus, joka määrittää sen keskustan. Tämä alue vastustaa kaikkia fysiikan, aineen ja avaruuden lakeja, jotka lakkaavat olemasta. Ymmärtääksemme singulaarisuuden käsitteen voimme sanoa, että tämä on este, jota kutsutaan kosmisten tapahtumien horisontiksi. Se on myös mustan aukon ulkoraja. Singulaarisuutta voidaan kutsua pisteeksi, josta ei ole paluuta, koska siellä reiän jättimäinen gravitaatiovoima alkaa vaikuttaa. Edes valo, joka ylittää tämän esteen, ei pääse pakoon.

Tapahtumahorisontilla on niin houkutteleva vaikutus, että se houkuttelee kaikkia kappaleita valon nopeudella, itse mustaa aukkoa lähestyttäessä nopeusmittarit kasvavat entisestään. Siksi kaikki esineet, jotka putoavat tämän voiman vaikutusalueelle, on tuomittu imeytymään reikään. On huomattava, että tällaiset voimat pystyvät muokkaamaan kehoa, joka on pudonnut tällaisen vetovoiman vaikutuksen alaisena, minkä jälkeen ne venytetään ohueksi nauhaksi ja lakkaavat sitten kokonaan olemasta avaruudessa.

Tapahtumahorisontin ja singulaarisuuden välinen etäisyys voi vaihdella, tätä tilaa kutsutaan Schwarzschildin säteeksi. Siksi mitä suurempi mustan aukon koko on, sitä suurempi on toimintasäde. Voimme esimerkiksi sanoa, että mustalla aukolla, jonka massa olisi sama kuin Auringollamme, Schwarzschildin säde olisi kolme kilometriä. Näin ollen suurilla mustilla aukoilla on suurempi toimintasäde.

Mustien aukkojen etsiminen on melko vaikea prosessi, koska valo ei pääse pakoon niistä. Siksi haku ja määrittely perustuvat vain epäsuoraan näyttöön niiden olemassaolosta. Yksinkertaisin tapa löytää ne, jota tutkijat käyttävät, on etsiä niitä etsimällä paikkoja pimeässä tilassa, jos niillä on suuri massa. Useimmissa tapauksissa tähtitieteilijät voivat löytää mustia aukkoja kaksoistähtijärjestelmistä tai galaksien keskuksista.

Useimmat tähtitieteilijät uskovat, että galaksimme keskellä on myös supervoimakas musta aukko. Tämä lausunto herättää kysymyksen, voiko tämä reikä niellä kaiken galaksissamme? Todellisuudessa tämä on mahdotonta, koska itse reiällä on sama massa kuin tähdillä, koska se on tehty tähdestä. Lisäksi kaikki tutkijoiden laskelmat eivät kuvaa mitään tähän kohteeseen liittyviä globaaleja tapahtumia. Lisäksi miljardeja vuosia galaksimme kosmiset kappaleet pyörivät hiljaa tämän mustan aukon ympärillä ilman muutoksia. Todisteena Linnunradan keskellä olevan reiän olemassaolosta voivat olla tutkijoiden tallentamat röntgenaallot. Ja useimmat tähtitieteilijät uskovat, että mustat aukot säteilevät niitä aktiivisesti suuria määriä.

Melko usein kahdesta tähdestä koostuvat tähtijärjestelmät ovat yleisiä galaksissamme, ja usein yhdestä niistä voi tulla musta aukko. Tässä versiossa musta aukko imee kaikki tiellään olevat kappaleet, kun taas aine alkaa pyöriä sen ympärillä, minkä seurauksena muodostuu niin kutsuttu kiihtyvyyslevy. Ominaisuus voidaan kutsua tosiasiaksi, että se lisää pyörimisnopeutta ja lähestyy keskustaa. Mustan aukon keskelle menevä aine lähettää röntgensäteitä, ja itse aine tuhoutuu.

Tähtien binaarijärjestelmät ovat ensimmäisiä ehdokkaita mustan aukon asemaan. Tällaisista järjestelmistä löytyy helpoimmin musta aukko, näkyvän tähden tilavuuden ansiosta voidaan laskea myös näkymättömän kaverin indikaattorit. Tällä hetkellä ensimmäinen ehdokas mustan aukon asemaan voi olla tähti Cygnuksen tähdistöstä, joka lähettää aktiivisesti röntgensäteitä.

Kaikesta yllä olevasta mustista aukoista tehdystä päätelmästä voidaan todeta, että ne eivät ole niin vaarallinen ilmiö, toki lähietäisyydellä ne ovat voimakkaimpia esineitä ulkoavaruudessa painovoiman vuoksi. Siksi voimme sanoa, että ne eivät eroa erityisesti muista kappaleista, niiden pääominaisuus on vahva gravitaatiokenttä.

Mustien aukkojen tarkoituksesta on ehdotettu valtava määrä teorioita, joiden joukossa oli jopa absurdeja. Joten yhden heistä tutkijat uskoivat, että mustat aukot voivat synnyttää uusia galakseja. Tämä teoria perustuu siihen, että maailmamme on melko suotuisa paikka elämän syntymiselle, mutta jos jokin tekijä muuttuu, elämä olisi mahdotonta. Tämän vuoksi mustien aukkojen fysikaalisten ominaisuuksien muutoksen singulaarisuus ja erityispiirteet voivat synnyttää täysin uuden universumin, joka tulee olemaan merkittävästi erilainen kuin meidän. Mutta tämä on vain teoria ja melko heikko, koska mustien aukkojen vaikutuksesta ei ole todisteita.

Mitä tulee mustiin aukkoihin, ne eivät vain pysty absorboimaan ainetta, vaan ne voivat myös haihtua. Samanlainen ilmiö on todistettu useita vuosikymmeniä sitten. Tämä haihtuminen voi aiheuttaa sen, että musta aukko menettää kaiken massansa ja katoaa sitten kokonaan.

Kaikki tämä on pienin tieto mustista aukoista, jonka voit löytää portaalisivustolta. Meillä on myös valtava määrä mielenkiintoista tietoa muista kosmisista ilmiöistä.

Huolimatta valtavista saavutuksista fysiikan ja tähtitieteen alalla, on monia ilmiöitä, joiden olemusta ei ole täysin paljastettu. Näihin ilmiöihin kuuluu salaperäisiä mustia aukkoja, joista kaikki tieto on vain teoreettista eikä sitä voida todentaa käytännössä.

Onko mustia aukkoja olemassa?

Jo ennen suhteellisuusteorian tuloa tähtitieteilijät ilmaisivat teorian mustien suppiloiden olemassaolosta. Einsteinin teorian julkaisemisen jälkeen painovoimakysymystä tarkistettiin ja mustien aukkojen ongelmaan ilmestyi uusia oletuksia. On epärealistista nähdä tätä avaruusobjektia, koska se imee kaiken sen tilaan tulevan valon. Tutkijat todistavat mustien aukkojen olemassaolon tähtienvälisen kaasun liikkeen ja tähtien liikeradan analyysin perusteella.

Mustien aukkojen muodostuminen johtaa muutokseen niitä ympäröivässä aika-avaruusominaisuuksissa. Aika näyttää kutistuvan valtavan painovoiman vaikutuksesta ja hidastuvan. Mustan suppilon tielle jääneet tähdet voivat poiketa reitiltä ja jopa muuttaa suuntaa. Mustat aukot imevät kaksoistähtensä energiaa, mikä myös ilmenee.

Miltä musta aukko näyttää?

Suuri osa mustista aukoista tiedosta on hypoteettista. Tiedemiehet tutkivat niitä niiden vaikutuksista avaruuteen ja säteilyyn. Universumissa ei ole mahdollista nähdä mustia aukkoja, koska ne imevät kaiken lähiavaruuteen tulevan valon. Erikoissatelliiteista tehtiin röntgenkuva mustista esineistä, joissa näkyy kirkas keskus, joka on säteiden säteilyn lähde.

Miten mustat aukot muodostuvat?

Musta aukko avaruudessa on erillinen maailma, jolla on omat ainutlaatuiset ominaisuutensa ja ominaisuutensa. Kosmisen reikien ominaisuudet määräytyvät niiden esiintymisen syistä. Mustien esineiden ulkonäön suhteen on olemassa tällaisia ​​teorioita:

1. Ne ovat seurausta avaruudessa tapahtuvista romahduksista. Se voi olla suurten kosmisten kappaleiden törmäys tai supernovaräjähdys.
2. Ne syntyvät avaruusobjektien painotuksesta säilyttäen samalla kokonsa. Syytä ilmiöön ei ole selvitetty.

Musta suppilo on avaruudessa oleva esine, jolla on suhteellisen pieni koko ja valtava massa. Mustan aukon teoria sanoo, että jokaisesta kosmisesta esineestä voi mahdollisesti tulla musta suppilo, jos se jonkin ilmiön seurauksena menettää kokonsa, mutta säilyttää massansa. Tiedemiehet jopa puhuvat monien mustien mikroaukkojen olemassaolosta - miniatyyri-avaruusobjekteista, joilla on suhteellisen suuri massa. Tämä massan ja koon välinen ero johtaa gravitaatiokentän kasvuun ja voimakkaan vetovoiman ilmaantuvuuteen.

Mitä mustassa aukossa on?

Mustaa salaperäistä esinettä voidaan kutsua vain suurella venytysreiällä. Tämän ilmiön keskus on kosminen kappale, jonka painovoima on lisääntynyt. Tällaisen painovoiman seurauksena on voimakas vetovoima tämän kosmisen kappaleen pintaan. Tällöin muodostuu pyörrevirtaus, jossa kaasut ja kosmisen pölyn rakeet pyörivät. Siksi mustaa aukkoa kutsutaan oikeammin mustaksi suppiloksi.

Käytännössä on mahdotonta selvittää, mitä mustan aukon sisällä on, koska kosmisen suppilon painovoiman taso ei salli minkään esineen paeta sen vaikutusalueelta. Tutkijoiden mukaan mustan aukon sisällä on täydellinen pimeys, koska valokvantit katoavat siihen peruuttamattomasti. Oletetaan, että avaruus ja aika ovat vääristyneet mustan suppilon sisällä, fysiikan ja geometrian lait eivät päde tässä paikassa. Tällaiset mustien aukkojen ominaisuudet voivat oletettavasti johtaa antiaineen muodostumiseen, jota tutkijat eivät tällä hetkellä tunne.

Miksi mustat aukot ovat vaarallisia?

Joskus mustia aukkoja kuvataan esineiksi, jotka absorboivat ympäröiviä esineitä, säteilyä ja hiukkasia. Tämä näkemys on virheellinen: mustan aukon ominaisuudet sallivat sen absorboida vain sen, mikä kuuluu sen vaikutusalueelle. Se voi vetää sisään kosmisia mikrohiukkasia ja kaksoistähtien säteilyä. Vaikka planeetta olisi lähellä mustaa aukkoa, se ei imeydy, vaan jatkaa liikkumistaan ​​kiertoradalla.

Mitä tapahtuu, jos joudut mustaan ​​aukkoon?

Mustien aukkojen ominaisuudet riippuvat gravitaatiokentän voimakkuudesta. Mustat suppilot vetävät puoleensa kaiken, mikä kuuluu niiden vaikutusalueelle. Samalla tila-ajalliset ominaisuudet muuttuvat. Kaikkea mustia aukkoja tutkivat tutkijat ovat eri mieltä siitä, mitä tämän suppilon asioille tapahtuu:

• Jotkut tutkijat ehdottavat, että kaikki näihin reikiin putoavat esineet venyvät tai repeytyvät kappaleiksi, eikä niillä ole aikaa saavuttaa houkuttelevan kohteen pintaa;
• toiset tutkijat väittävät, että kaikki tavalliset ominaisuudet ovat taipuneet reikiin, joten esineet näyttävät katoavan sinne ajassa ja tilassa. Tästä syystä mustia aukkoja kutsutaan joskus portiksi muihin maailmoihin.

Mustien aukkojen tyypit

Mustat suppilot jaetaan tyyppeihin niiden muodostustavan perusteella:

1. Mustat tähtimassat syntyvät joidenkin tähtien elinkaaren lopussa. Tähden täydellinen palaminen ja lämpöydinreaktioiden päättyminen johtaa tähden puristumiseen. Jos samaan aikaan tähti kokee painovoiman romahtamisen, se voi muuttua mustaksi suppiloksi.
2. Supermassiiviset mustat suppilot. Tiedemiehet sanovat, että minkä tahansa galaksin ydin on supermassiivinen suppilo, jonka muodostuminen on uuden galaksin syntymisen alku.
3. Alkuperäiset mustat aukot. Tämä voi sisältää eri massaisia ​​reikiä, mukaan lukien mikroreiät, jotka muodostuvat aineen tiheyden ja painovoiman eroista. Tällaiset reiät ovat suppiloja, jotka muodostuivat maailmankaikkeuden syntymän alussa. Tämä sisältää myös esineet, kuten karvaisen mustan aukon. Nämä reiät eroavat hiuksista näyttävien säteiden läsnäolossa. Oletetaan, että nämä fotonit ja gravitonit tallentavat osan mustaan ​​aukkoon putoavasta tiedosta.
4. kvanttimustat aukot. Ne näkyvät ydinreaktioiden seurauksena ja elävät lyhyen aikaa. Kvanttisuppilot kiinnostavat eniten, koska niiden tutkimus voi auttaa vastaamaan kysymyksiin mustan avaruuden esineiden ongelmasta.
5. Jotkut tutkijat erottavat tällaiset avaruusobjektit, karvaisen mustan aukon. Nämä reiät eroavat hiuksista näyttävien säteiden läsnäolossa. Oletetaan, että nämä fotonit ja gravitonit tallentavat osan mustaan ​​aukkoon putoavasta tiedosta.

Maata lähinnä oleva musta aukko

Lähin musta aukko on 3000 valovuoden päässä Maasta. Sitä kutsutaan nimellä V616 Monocerotis tai V616 Mon. Sen paino saavuttaa 9-13 auringon massaa. Tämän reiän binäärikumppani on tähti, joka on puolet Auringon massasta. Toinen suhteellisen lähellä maata oleva suppilo on Cygnus X-1. Se sijaitsee 6 tuhannen valovuoden päässä Maasta ja painaa 15 kertaa enemmän kuin Aurinko. Tällä mustalla aukolla on myös oma binäärikumppaninsa, jonka liike auttaa jäljittämään Cygnus X-1:n vaikutuksen.

Mustat aukot - mielenkiintoisia faktoja

Tutkijat puhuvat mustista esineistä mielenkiintoisia faktoja:

1. Jos otamme huomioon, että nämä objektit ovat galaksien keskus, niin suurimman suppilon löytämiseksi sinun pitäisi löytää suurin galaksi. Siksi maailmankaikkeuden suurin musta aukko on suppilo, joka sijaitsee galaksissa IC 1101 Abell 2029 -klusterin keskellä.
2. Mustat esineet näyttävät itse asiassa monivärisiltä esineiltä. Syy tähän on niiden radiomagneettisessa säteilyssä.
3. Mustan aukon keskellä ei ole pysyviä fyysisiä tai matemaattisia lakeja. Kaikki riippuu reiän massasta ja sen gravitaatiokentästä.
4. Mustat suppilot haihtuvat vähitellen.
5. Mustat suppilot voivat painaa uskomattomia kokoja. Suurimman mustan aukon massa on 30 miljoonaa auringon massaa.