इसे यह नाम इस तथ्य के कारण मिला है कि यह प्रकाश को अवशोषित करता है, लेकिन अन्य वस्तुओं की तरह इसे प्रतिबिंबित नहीं करता है। दरअसल, ब्लैक होल के बारे में कई तथ्य हैं और आज हम कुछ सबसे दिलचस्प चीजों के बारे में बात करेंगे। अपेक्षाकृत हाल तक, यह माना जाता था कि अंतरिक्ष में ब्लैक होलउसके पास जो कुछ भी है उसे चूसता है या उड़ता है: ग्रह कचरा है, लेकिन हाल ही में वैज्ञानिकों ने जोर देना शुरू किया कि थोड़ी देर बाद सामग्री "थूक" वापस, केवल एक पूरी तरह से अलग रूप में। अगर आपको रुचि हो तो अंतरिक्ष में ब्लैक होल रोचक तथ्यहम आज उनके बारे में और विस्तार से बात करेंगे।

क्या पृथ्वी के लिए खतरा है?

दो ब्लैक होल हैं जो हमारे ग्रह के लिए एक वास्तविक खतरा पैदा कर सकते हैं, लेकिन सौभाग्य से, वे हमारे लिए लगभग 1600 प्रकाश वर्ष की दूरी पर हैं। वैज्ञानिक इन वस्तुओं का पता केवल इसलिए लगा पाए क्योंकि वे सौर मंडल के करीब थे और एक्स-रे को पकड़ने वाले विशेष उपकरण उन्हें देखने में सक्षम थे। ऐसी धारणा है कि गुरुत्वाकर्षण का विशाल बल ब्लैक होल को इस तरह प्रभावित कर सकता है कि वे एक में विलीन हो जाते हैं।

यह संभावना नहीं है कि उनके समकालीनों में से कोई भी उस क्षण को पकड़ पाएगा जब ये रहस्यमय वस्तुएं गायब हो जाएंगी। तो धीरे-धीरे छिद्रों के मरने की प्रक्रिया होती है।

एक ब्लैक होल अतीत में एक तारा है

अंतरिक्ष में ब्लैक होल कैसे बनते हैं?? तारों में संलयन ईंधन की प्रभावशाली आपूर्ति होती है, यही वजह है कि वे इतनी चमकीला चमकते हैं। लेकिन सभी संसाधन समाप्त हो जाते हैं, और तारा ठंडा हो जाता है, धीरे-धीरे अपनी चमक खो देता है और एक काले बौने में बदल जाता है। यह ज्ञात है कि एक ठंडा तारे में संपीड़न की प्रक्रिया होती है, जिसके परिणामस्वरूप यह फट जाता है, और इसके कण अंतरिक्ष में बड़ी दूरी पर बिखर जाते हैं, पड़ोसी वस्तुओं को आकर्षित करते हैं, जिससे ब्लैक होल का आकार बढ़ जाता है।

सबसे दिलचस्प अंतरिक्ष में ब्लैक होल के बारे मेंहमें अभी अध्ययन करना है, लेकिन आश्चर्यजनक रूप से, इसका घनत्व, इसके प्रभावशाली आकार के बावजूद, हवा के घनत्व के बराबर हो सकता है। इससे पता चलता है कि अंतरिक्ष में सबसे बड़ी वस्तुओं का वजन हवा के समान हो सकता है, यानी अविश्वसनीय रूप से हल्का हो सकता है। यहां अंतरिक्ष में ब्लैक होल कैसे दिखाई देते हैं?.

ब्लैक होल में और उसके पास समय बहुत धीरे-धीरे बहता है, इसलिए पास में उड़ने वाली वस्तुएं अपनी गति को धीमा कर देती हैं। सब कुछ का कारण गुरुत्वाकर्षण का विशाल बल है, इससे भी अधिक आश्चर्यजनक तथ्य, छेद में होने वाली सभी प्रक्रियाओं में एक अविश्वसनीय गति होती है। मान लीजिए अगर हम निरीक्षण करते हैं अंतरिक्ष में ब्लैक होल कैसा दिखता है?, सर्व-उपभोग करने वाले द्रव्यमान की सीमाओं से बाहर होने के कारण, ऐसा लगता है कि सब कुछ स्थिर है। हालाँकि, जैसे ही वस्तु अंदर आती, वह पल भर में फट जाती। आज हमें दिखाया गया है अंतरिक्ष में ब्लैक होल कैसा दिखता है?विशेष कार्यक्रमों द्वारा तैयार किया गया।

ब्लैक होल की परिभाषा?

अब हम जानते हैं अंतरिक्ष में ब्लैक होल कहाँ से आते हैं?. लेकिन उनके बारे में और क्या खास है? यह कहना कि एक ब्लैक होल एक ग्रह है या एक तारा असंभव है, क्योंकि यह शरीर न तो गैसीय है और न ही ठोस है। यह एक ऐसी वस्तु है जो न केवल चौड़ाई, लंबाई और ऊंचाई, बल्कि समयरेखा को भी विकृत कर सकती है। जो पूरी तरह से भौतिक नियमों की अवहेलना कर रहा है। वैज्ञानिकों का तर्क है कि एक स्थानिक इकाई के क्षितिज के क्षेत्र में समय आगे और पीछे जा सकता है। अंतरिक्ष में ब्लैक होल में क्या हैयह कल्पना करना असंभव है, वहां गिरने वाले प्रकाश क्वांटा को विलक्षणता के द्रव्यमान से कई गुना गुणा किया जाता है, इस प्रक्रिया से गुरुत्वाकर्षण बल की शक्ति बढ़ जाती है। इसलिए, यदि आप अपने साथ टॉर्च लेकर किसी ब्लैक होल में जाते हैं, तो यह चमक नहीं पाएगा। विलक्षणता वह बिंदु है जिस पर सब कुछ अनंत की ओर जाता है।

ब्लैक होल की संरचना एक विलक्षणता और एक घटना क्षितिज है। विलक्षणता के भीतर, भौतिक सिद्धांत पूरी तरह से अपना अर्थ खो देते हैं, इसलिए यह अभी भी वैज्ञानिकों के लिए एक रहस्य बना हुआ है। सीमा (घटना क्षितिज) को पार करते हुए, भौतिक वस्तु वापस लौटने की क्षमता खो देती है। हम दूर से जानते हैं अंतरिक्ष में ब्लैक होल के बारे में सब कुछलेकिन उनमें दिलचस्पी कम नहीं होती है।

असीम ब्रह्मांड रहस्यों, रहस्यों और विरोधाभासों से भरा है। इस तथ्य के बावजूद कि आधुनिक विज्ञान ने अंतरिक्ष अन्वेषण में एक बड़ी छलांग लगाई है, इस विशाल दुनिया में बहुत कुछ मानव विश्वदृष्टि के लिए समझ से बाहर है। हम सितारों, नीहारिकाओं, समूहों और ग्रहों के बारे में बहुत कुछ जानते हैं। हालाँकि, ब्रह्मांड की विशालता में ऐसी वस्तुएँ हैं, जिनके अस्तित्व का हम केवल अनुमान लगा सकते हैं। उदाहरण के लिए, हम ब्लैक होल के बारे में बहुत कम जानते हैं। ब्लैक होल की प्रकृति के बारे में बुनियादी जानकारी और ज्ञान मान्यताओं और अनुमानों पर आधारित है। खगोल भौतिकीविद और परमाणु वैज्ञानिक एक दर्जन से अधिक वर्षों से इस मुद्दे से जूझ रहे हैं। अंतरिक्ष में ब्लैक होल क्या है? ऐसी वस्तुओं की प्रकृति क्या है?

सरल शब्दों में ब्लैक होल के बारे में बात करना

ब्लैक होल कैसा दिखता है, इसकी कल्पना करने के लिए सुरंग से निकल रही ट्रेन की पूंछ को देखना काफी है। ट्रेन के सुरंग में गहरे होते ही आखिरी कार पर सिग्नल की रोशनी तब तक कम होती जाएगी जब तक कि वे पूरी तरह से दृश्य से गायब नहीं हो जाते। दूसरे शब्दों में, ये ऐसी वस्तुएँ हैं जहाँ राक्षसी आकर्षण के कारण प्रकाश भी गायब हो जाता है। प्राथमिक कण, इलेक्ट्रॉन, प्रोटॉन और फोटॉन अदृश्य बाधा को दूर करने में सक्षम नहीं हैं, वे शून्यता के काले रसातल में गिर जाते हैं, इसलिए अंतरिक्ष में ऐसे छेद को काला कहा जाता था। इसके अंदर जरा सा भी चमकीला धब्बा नहीं है, ठोस कालापन और अनंतता। ब्लैक होल के दूसरी तरफ क्या है यह अज्ञात है।

इस अंतरिक्ष वैक्यूम क्लीनर में आकर्षण का एक विशाल बल है और यह सभी समूहों और सितारों के सुपरक्लस्टर के साथ एक पूरी आकाशगंगा को अवशोषित करने में सक्षम है, जिसमें नीहारिकाएं और बूट करने के लिए डार्क मैटर हैं। यह कैसे संभव है? अभी अंदाजा लगाना बाकी है। इस मामले में हमें ज्ञात भौतिकी के नियम तेजी से टूट रहे हैं और चल रही प्रक्रियाओं के लिए स्पष्टीकरण प्रदान नहीं करते हैं। विरोधाभास का सार इस तथ्य में निहित है कि ब्रह्मांड के किसी दिए गए खंड में, निकायों की गुरुत्वाकर्षण बातचीत उनके द्रव्यमान से निर्धारित होती है। एक वस्तु द्वारा दूसरी वस्तु के अवशोषण की प्रक्रिया उनकी गुणात्मक और मात्रात्मक संरचना से प्रभावित नहीं होती है। कण, एक निश्चित क्षेत्र में एक महत्वपूर्ण मात्रा में पहुंचकर, दूसरे स्तर की बातचीत में प्रवेश करते हैं, जहां गुरुत्वाकर्षण बल आकर्षण बल बन जाते हैं। गुरुत्वाकर्षण के प्रभाव में शरीर, वस्तु, पदार्थ या पदार्थ सिकुड़ने लगता है, एक विशाल घनत्व तक पहुँच जाता है।

न्यूट्रॉन स्टार के निर्माण के दौरान लगभग ऐसी प्रक्रियाएं होती हैं, जहां आंतरिक गुरुत्वाकर्षण के प्रभाव में तारकीय पदार्थ मात्रा में संकुचित होता है। मुक्त इलेक्ट्रॉन प्रोटॉन के साथ मिलकर विद्युत रूप से तटस्थ कण बनाते हैं जिन्हें न्यूट्रॉन कहा जाता है। इस पदार्थ का घनत्व बहुत बड़ा है। परिष्कृत चीनी के एक टुकड़े के आकार के पदार्थ के एक कण का वजन अरबों टन होता है। यहाँ सापेक्षता के सामान्य सिद्धांत को याद करना उचित होगा, जहाँ स्थान और समय निरंतर मात्राएँ हैं। इसलिए, संपीड़न प्रक्रिया को आधा नहीं रोका जा सकता है और इसलिए इसकी कोई सीमा नहीं है।

संभावित रूप से, एक ब्लैक होल एक छेद जैसा दिखता है जिसमें अंतरिक्ष के एक हिस्से से दूसरे हिस्से में संक्रमण हो सकता है। उसी समय, अंतरिक्ष और समय के गुण स्वयं बदल जाते हैं, एक अंतरिक्ष-समय फ़नल में बदल जाते हैं। इस फ़नल की तह तक पहुँचने पर, कोई भी पदार्थ क्वांटा में बदल जाता है। ब्लैक होल के दूसरी तरफ क्या है यह विशालकाय होल? शायद एक और जगह है जहां अन्य कानून काम करते हैं और समय विपरीत दिशा में बहता है।

सापेक्षता के सिद्धांत के संदर्भ में, ब्लैक होल का सिद्धांत इस प्रकार है। अंतरिक्ष में वह बिंदु, जहां गुरुत्वाकर्षण बलों ने किसी भी पदार्थ को सूक्ष्म आयामों तक संकुचित कर दिया है, उसमें आकर्षण का एक बड़ा बल है, जिसका परिमाण अनंत तक बढ़ जाता है। समय की एक झुर्रियां दिखाई देती हैं, और अंतरिक्ष घुमावदार है, एक बिंदु में बंद हो रहा है। ब्लैक होल द्वारा निगली गई वस्तुएं इस राक्षसी वैक्यूम क्लीनर के पीछे हटने के बल का विरोध करने में असमर्थ हैं। यहां तक ​​कि क्वांटा के पास प्रकाश की गति भी प्राथमिक कणों को आकर्षण बल पर काबू पाने की अनुमति नहीं देती है। कोई भी पिंड जो इस तरह के बिंदु पर पहुंच जाता है, वह एक भौतिक वस्तु नहीं रह जाता है, जो अंतरिक्ष-समय के बुलबुले के साथ विलीन हो जाता है।

विज्ञान की दृष्टि से ब्लैक होल

अगर आप खुद से पूछें कि ब्लैक होल कैसे बनते हैं? एक भी उत्तर नहीं होगा। ब्रह्मांड में बहुत सारे विरोधाभास और विरोधाभास हैं जिन्हें विज्ञान के दृष्टिकोण से समझाया नहीं जा सकता है। आइंस्टीन का सापेक्षता का सिद्धांत ऐसी वस्तुओं की प्रकृति की केवल एक सैद्धांतिक व्याख्या की अनुमति देता है, लेकिन क्वांटम यांत्रिकी और भौतिकी इस मामले में चुप हैं।

भौतिकी के नियमों द्वारा चल रही प्रक्रियाओं को समझाने की कोशिश करते हुए, चित्र इस तरह दिखेगा। एक विशाल या सुपरमैसिव ब्रह्मांडीय पिंड के विशाल गुरुत्वाकर्षण संपीड़न के परिणामस्वरूप बनने वाली वस्तु। इस प्रक्रिया का एक वैज्ञानिक नाम है - गुरुत्वाकर्षण पतन। शब्द "ब्लैक होल" पहली बार 1968 में वैज्ञानिक समुदाय में दिखाई दिया, जब अमेरिकी खगोलशास्त्री और भौतिक विज्ञानी जॉन व्हीलर ने तारकीय पतन की स्थिति को समझाने की कोशिश की। उनके सिद्धांत के अनुसार, एक विशाल तारे के स्थान पर, जो गुरुत्वाकर्षण के पतन से गुजरा है, एक स्थानिक और लौकिक अंतराल दिखाई देता है, जिसमें एक निरंतर बढ़ता संपीड़न कार्य करता है। तारे में जो कुछ भी होता है वह सब अपने भीतर चला जाता है।

इस तरह की व्याख्या हमें यह निष्कर्ष निकालने की अनुमति देती है कि ब्लैक होल की प्रकृति किसी भी तरह से ब्रह्मांड में होने वाली प्रक्रियाओं से संबंधित नहीं है। इस वस्तु के अंदर जो कुछ भी होता है वह किसी भी तरह से एक "BUT" के साथ आसपास के स्थान को प्रभावित नहीं करता है। ब्लैक होल का गुरुत्वाकर्षण बल इतना मजबूत होता है कि यह अंतरिक्ष को मोड़ देता है, जिससे आकाशगंगाएँ ब्लैक होल के चारों ओर घूमती हैं। तदनुसार, आकाशगंगाओं के सर्पिल का रूप लेने का कारण स्पष्ट हो जाता है। विशाल मिल्की वे आकाशगंगा को एक सुपरमैसिव ब्लैक होल के रसातल में गायब होने में कितना समय लगेगा यह अज्ञात है। एक जिज्ञासु तथ्य यह है कि ब्लैक होल बाहरी अंतरिक्ष में किसी भी बिंदु पर प्रकट हो सकते हैं, जहां इसके लिए आदर्श स्थितियां बनती हैं। समय और स्थान की इस तरह की झुर्रियां उस विशाल गति को बाहर कर देती हैं जिसके साथ तारे घूमते हैं और आकाशगंगा के अंतरिक्ष में घूमते हैं। ब्लैक होल में समय दूसरे आयाम में बहता है। इस क्षेत्र के भीतर, भौतिकी के दृष्टिकोण से गुरुत्वाकर्षण के किसी भी नियम की व्याख्या नहीं की जा सकती है। इस अवस्था को ब्लैक होल सिंगुलैरिटी कहा जाता है।

ब्लैक होल कोई बाहरी पहचान संकेत नहीं दिखाते हैं, उनके अस्तित्व का अंदाजा अन्य अंतरिक्ष पिंडों के व्यवहार से लगाया जा सकता है जो गुरुत्वाकर्षण क्षेत्रों से प्रभावित होते हैं। जीवन और मृत्यु के संघर्ष की पूरी तस्वीर एक ब्लैक होल की सीमा पर होती है, जो एक झिल्ली से ढकी होती है। फ़नल की इस काल्पनिक सतह को "घटना क्षितिज" कहा जाता है। इस सीमा तक हम जो कुछ भी देखते हैं वह मूर्त और भौतिक है।

ब्लैक होल के निर्माण के लिए परिदृश्य

जॉन व्हीलर के सिद्धांत को विकसित करते हुए, हम यह निष्कर्ष निकाल सकते हैं कि ब्लैक होल का रहस्य बनने की प्रक्रिया में नहीं है। ब्लैक होल का निर्माण न्यूट्रॉन तारे के ढहने के परिणामस्वरूप होता है। इसके अलावा, ऐसी वस्तु का द्रव्यमान सूर्य के द्रव्यमान से तीन या अधिक गुना अधिक होना चाहिए। न्यूट्रॉन तारा तब तक सिकुड़ता है जब तक कि उसका स्वयं का प्रकाश गुरुत्वाकर्षण की तंग पकड़ से बचने में सक्षम न हो जाए। ब्लैक होल को जन्म देने के लिए तारे के आकार की एक सीमा होती है जिससे वह सिकुड़ सकता है। इस त्रिज्या को गुरुत्वीय त्रिज्या कहते हैं। अपने विकास के अंतिम चरण में बड़े पैमाने पर सितारों का गुरुत्वाकर्षण त्रिज्या कई किलोमीटर होना चाहिए।

आज, वैज्ञानिकों ने एक दर्जन एक्स-रे बाइनरी सितारों में ब्लैक होल की उपस्थिति के लिए परिस्थितिजन्य साक्ष्य प्राप्त किए हैं। एक्स-रे स्टार, पल्सर या बर्स्टर की ठोस सतह नहीं होती है। इसके अलावा, उनका द्रव्यमान तीन सूर्यों के द्रव्यमान से अधिक है। नक्षत्र सिग्नस में बाह्य अंतरिक्ष की वर्तमान स्थिति, एक्स-रे तारा सिग्नस एक्स-1, इन जिज्ञासु वस्तुओं के गठन का पता लगाना संभव बनाता है।

अनुसंधान और सैद्धांतिक मान्यताओं के आधार पर, आज विज्ञान में काले सितारों के बनने के लिए चार परिदृश्य हैं:

• अपने विकास के अंतिम चरण में एक विशाल तारे का गुरुत्वाकर्षण पतन;
• आकाशगंगा के मध्य क्षेत्र का पतन;
• बिग बैंग के दौरान ब्लैक होल का निर्माण;
• क्वांटम ब्लैक होल का निर्माण।

पहला परिदृश्य सबसे यथार्थवादी है, लेकिन आज हम जिन काले सितारों से परिचित हैं, उनकी संख्या ज्ञात न्यूट्रॉन सितारों की संख्या से अधिक है। और ब्रह्मांड का युग इतना महान नहीं है कि इतने बड़े तारे विकास की पूरी प्रक्रिया से गुजर सकें।

दूसरे परिदृश्य में जीवन का अधिकार है, और इसका एक ज्वलंत उदाहरण है - सुपरमैसिव ब्लैक होल धनु A *, जो हमारी आकाशगंगा के केंद्र में स्थित है। इस वस्तु का द्रव्यमान 3.7 सौर द्रव्यमान है। इस परिदृश्य का तंत्र गुरुत्वाकर्षण के पतन के परिदृश्य के समान है, केवल अंतर यह है कि यह तारा नहीं है जो पतन से गुजरता है, बल्कि इंटरस्टेलर गैस है। गुरुत्वाकर्षण बल के प्रभाव में, गैस एक महत्वपूर्ण द्रव्यमान और घनत्व तक संकुचित हो जाती है। एक महत्वपूर्ण क्षण में, पदार्थ एक ब्लैक होल का निर्माण करते हुए क्वांटा में टूट जाता है। हालाँकि, यह सिद्धांत संदिग्ध है, क्योंकि कोलंबिया विश्वविद्यालय के खगोलविदों ने हाल ही में धनु A* ब्लैक होल के उपग्रहों की पहचान की है। वे बहुत सारे छोटे ब्लैक होल निकले, जो शायद एक अलग तरीके से बने थे।

तीसरा परिदृश्य अधिक सैद्धांतिक है और बिग बैंग सिद्धांत के अस्तित्व से संबंधित है। ब्रह्मांड के निर्माण के समय, पदार्थ का हिस्सा और गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र में उतार-चढ़ाव आया। दूसरे शब्दों में, प्रक्रियाओं ने एक अलग रास्ता अपनाया, क्वांटम यांत्रिकी और परमाणु भौतिकी की ज्ञात प्रक्रियाओं से संबंधित नहीं।

अंतिम परिदृश्य परमाणु विस्फोट के भौतिकी पर केंद्रित है। पदार्थ के गुच्छों में, परमाणु प्रतिक्रियाओं की प्रक्रिया में, गुरुत्वाकर्षण बलों के प्रभाव में, एक विस्फोट होता है, जिसके स्थान पर एक ब्लैक होल बनता है। पदार्थ सभी कणों को अवशोषित करते हुए अंदर की ओर विस्फोट करता है।

ब्लैक होल का अस्तित्व और विकास

ऐसे अजीब अंतरिक्ष पिंडों की प्रकृति का मोटा अंदाजा लगाना कुछ और ही दिलचस्प है। ब्लैक होल के वास्तविक आकार क्या हैं, वे कितनी तेजी से बढ़ते हैं? ब्लैक होल के आयाम उनके गुरुत्वाकर्षण त्रिज्या से निर्धारित होते हैं। ब्लैक होल के लिए, ब्लैक होल की त्रिज्या उसके द्रव्यमान से निर्धारित होती है और इसे श्वार्जस्चिल्ड त्रिज्या कहा जाता है। उदाहरण के लिए, यदि किसी वस्तु का द्रव्यमान हमारे ग्रह के द्रव्यमान के बराबर है, तो इस मामले में श्वार्जस्चिल्ड त्रिज्या 9 मिमी है। हमारे मुख्य ल्यूमिनेरी का दायरा 3 किमी है। 10⁸ सौर द्रव्यमान वाले तारे के स्थान पर बने ब्लैक होल का औसत घनत्व पानी के घनत्व के करीब होगा। इस तरह के गठन का दायरा 300 मिलियन किलोमीटर होगा।

संभावना है कि ऐसे विशालकाय ब्लैक होल आकाशगंगाओं के केंद्र में स्थित हों। आज तक, 50 आकाशगंगाएँ ज्ञात हैं, जिनके केंद्र में विशाल समय और स्थान के कुएँ हैं। ऐसे दिग्गजों का द्रव्यमान सूर्य के द्रव्यमान का अरबों है। कोई केवल कल्पना कर सकता है कि इस तरह के छेद में कितना विशाल और राक्षसी आकर्षण है।

छोटे छिद्रों के लिए, ये मिनी-ऑब्जेक्ट हैं, जिनकी त्रिज्या नगण्य मूल्यों तक पहुंचती है, केवल 10¯¹² सेमी। ऐसे टुकड़े का द्रव्यमान 10¹⁴g है। इस तरह की संरचनाएं बिग बैंग के समय उत्पन्न हुईं, लेकिन समय के साथ वे आकार में बढ़ गईं और आज वे बाहरी अंतरिक्ष में राक्षसों के रूप में दिखाई देती हैं। जिन परिस्थितियों में छोटे ब्लैक होल का निर्माण हुआ, वैज्ञानिक आज स्थलीय परिस्थितियों में फिर से बनाने की कोशिश कर रहे हैं। इन उद्देश्यों के लिए, इलेक्ट्रॉन कोलाइडर में प्रयोग किए जाते हैं, जिसके माध्यम से प्राथमिक कणों को प्रकाश की गति के लिए त्वरित किया जाता है। पहले प्रयोगों ने प्रयोगशाला स्थितियों में क्वार्क-ग्लूऑन प्लाज्मा प्राप्त करना संभव बना दिया - ब्रह्मांड के गठन के भोर में मौजूद पदार्थ। इस तरह के प्रयोग हमें यह आशा करने की अनुमति देते हैं कि पृथ्वी पर एक ब्लैक होल समय की बात है। दूसरी बात यह है कि क्या मानव विज्ञान की ऐसी उपलब्धि हमारे लिए और हमारे ग्रह के लिए तबाही में बदल जाएगी। कृत्रिम रूप से एक ब्लैक होल बनाकर, हम भानुमती का बक्सा खोल सकते हैं।

अन्य आकाशगंगाओं की हालिया टिप्पणियों ने वैज्ञानिकों को ब्लैक होल की खोज करने की अनुमति दी है, जिनके आयाम सभी कल्पनीय अपेक्षाओं और मान्यताओं से अधिक हैं। ऐसी वस्तुओं के साथ होने वाला विकास यह बेहतर ढंग से समझना संभव बनाता है कि ब्लैक होल का द्रव्यमान क्यों बढ़ता है, इसकी वास्तविक सीमा क्या है। वैज्ञानिक इस निष्कर्ष पर पहुंचे हैं कि सभी ज्ञात ब्लैक होल 13-14 अरब वर्षों के भीतर अपने वास्तविक आकार में बढ़ गए हैं। आकार में अंतर आसपास के स्थान के घनत्व के कारण होता है। यदि एक ब्लैक होल में गुरुत्वाकर्षण बल की पहुंच के भीतर पर्याप्त भोजन है, तो यह सैकड़ों और हजारों सौर द्रव्यमानों के द्रव्यमान तक पहुंचते हुए छलांग और सीमा से बढ़ता है। इसलिए आकाशगंगाओं के केंद्र में स्थित ऐसी वस्तुओं का विशाल आकार। सितारों का एक विशाल समूह, अंतरतारकीय गैस का विशाल द्रव्यमान विकास के लिए प्रचुर मात्रा में भोजन है। जब आकाशगंगाएँ विलीन होती हैं, तो ब्लैक होल एक साथ विलीन हो सकते हैं, जिससे एक नई सुपरमैसिव वस्तु बन सकती है।

विकासवादी प्रक्रियाओं के विश्लेषण को देखते हुए, ब्लैक होल के दो वर्गों में अंतर करने की प्रथा है:

• सौर द्रव्यमान के 10 गुना द्रव्यमान वाली वस्तुएं;
• विशाल वस्तुएं, जिनका द्रव्यमान सैकड़ों हजारों, अरबों सौर द्रव्यमान है।

100-10 हजार सौर द्रव्यमान के बराबर औसत मध्यवर्ती द्रव्यमान वाले ब्लैक होल हैं, लेकिन उनकी प्रकृति अभी भी अज्ञात है। प्रति आकाशगंगा में लगभग एक ऐसी वस्तु होती है। एक्स-रे सितारों के अध्ययन ने M82 आकाशगंगा में 12 मिलियन प्रकाश वर्ष की दूरी पर दो औसत ब्लैक होल खोजना संभव बना दिया। एक वस्तु का द्रव्यमान 200-800 सौर द्रव्यमान की सीमा में भिन्न होता है। एक अन्य वस्तु बहुत बड़ी है और इसका द्रव्यमान 10-40 हजार सौर द्रव्यमान है। ऐसी वस्तुओं का भाग्य दिलचस्प है। वे तारा समूहों के पास स्थित हैं, धीरे-धीरे आकाशगंगा के मध्य भाग में स्थित एक सुपरमैसिव ब्लैक होल की ओर आकर्षित हो रहे हैं।

हमारा ग्रह और ब्लैक होल

ब्लैक होल की प्रकृति के बारे में सुराग की खोज के बावजूद, वैज्ञानिक दुनिया आकाशगंगा के भाग्य में और विशेष रूप से, ग्रह पृथ्वी के भाग्य में ब्लैक होल की जगह और भूमिका के बारे में चिंतित है। आकाशगंगा के केंद्र में मौजूद समय और स्थान की तह धीरे-धीरे सभी मौजूदा वस्तुओं को घेर लेती है। ब्लैक होल में लाखों तारे और खरबों टन इंटरस्टेलर गैस पहले ही अवशोषित हो चुकी है। समय के साथ, बारी सिग्नस और धनु की भुजाओं तक पहुंच जाएगी, जिसमें सौर मंडल स्थित है, जिसने 27 हजार प्रकाश वर्ष की दूरी तय की है।

दूसरा निकटतम सुपरमैसिव ब्लैक होल एंड्रोमेडा आकाशगंगा के मध्य भाग में है। यह हमसे लगभग 2.5 मिलियन प्रकाश वर्ष दूर है। संभवत: उस समय से पहले जब हमारी वस्तु धनु A * अपनी आकाशगंगा को अवशोषित कर लेती है, हमें दो पड़ोसी आकाशगंगाओं के विलय की उम्मीद करनी चाहिए। तदनुसार, दो सुपरमैसिव ब्लैक होल का एक में विलय होगा, आकार में भयानक और राक्षसी।

एक पूरी तरह से अलग मामला छोटे ब्लैक होल हैं। पृथ्वी ग्रह को अवशोषित करने के लिए, कुछ सेंटीमीटर की त्रिज्या वाला एक ब्लैक होल पर्याप्त है। समस्या यह है कि, स्वभाव से, एक ब्लैक होल पूरी तरह से फेसलेस वस्तु है। उसके गर्भ से कोई विकिरण या विकिरण नहीं आता है, इसलिए ऐसी रहस्यमय वस्तु को नोटिस करना काफी मुश्किल है। केवल एक करीबी दूरी से ही कोई पृष्ठभूमि प्रकाश की वक्रता का पता लगा सकता है, जो इंगित करता है कि ब्रह्मांड के इस क्षेत्र में अंतरिक्ष में एक छेद है।

आज तक, वैज्ञानिकों ने यह निर्धारित किया है कि पृथ्वी का निकटतम ब्लैक होल V616 मोनोसेरोटिस है। राक्षस हमारे सिस्टम से 3000 प्रकाश वर्ष की दूरी पर स्थित है। आकार की दृष्टि से यह एक बड़ी संरचना है, इसका द्रव्यमान 9-13 सौर द्रव्यमान है। एक और पास की वस्तु जो हमारी दुनिया के लिए खतरा है, वह है ब्लैक होल Gygnus X-1। इस राक्षस से हम 6000 प्रकाश वर्ष की दूरी से अलग हो जाते हैं। हमारे पड़ोस में प्रकट हुए ब्लैक होल एक बाइनरी सिस्टम का हिस्सा हैं, अर्थात। एक अतृप्त वस्तु को खिलाने वाले तारे के करीब मौजूद हैं।

निष्कर्ष

अंतरिक्ष में ब्लैक होल जैसी रहस्यमयी और रहस्यमय वस्तुओं का अस्तित्व, निश्चित रूप से हमें अपने पहरे पर रखता है। हालांकि, ब्रह्मांड की उम्र और विशाल दूरी को देखते हुए, ब्लैक होल के साथ जो कुछ भी होता है वह बहुत कम होता है। 4.5 अरब वर्षों से, सौर मंडल आराम पर है, जो हमें ज्ञात कानूनों के अनुसार विद्यमान है। इस दौरान सौरमंडल के पास ऐसा कुछ भी नहीं दिखाई दिया, न अंतरिक्ष की विकृति और न ही समय की तह। शायद, इसके लिए कोई उपयुक्त परिस्थितियाँ नहीं हैं। आकाशगंगा का वह भाग, जिसमें सूर्य तारामंडल रहता है, अंतरिक्ष का एक शांत और स्थिर खंड है।

वैज्ञानिक इस विचार को स्वीकार करते हैं कि ब्लैक होल का प्रकट होना आकस्मिक नहीं है। ऐसी वस्तुएं ब्रह्मांड में व्यवस्थाओं की भूमिका निभाती हैं, जो ब्रह्मांडीय पिंडों की अधिकता को नष्ट करती हैं। स्वयं राक्षसों के भाग्य के लिए, उनके विकास का अभी तक पूरी तरह से अध्ययन नहीं किया गया है। एक संस्करण है कि ब्लैक होल शाश्वत नहीं हैं और एक निश्चित चरण में अस्तित्व समाप्त हो सकता है। यह अब किसी के लिए रहस्य नहीं है कि ऐसी वस्तुएं ऊर्जा के सबसे शक्तिशाली स्रोत हैं। यह किस प्रकार की ऊर्जा है और इसे कैसे मापा जाता है यह दूसरी बात है।

स्टीफन हॉकिंग के प्रयासों से, विज्ञान को यह सिद्धांत प्रस्तुत किया गया कि एक ब्लैक होल अभी भी अपने द्रव्यमान को खोते हुए ऊर्जा का विकिरण करता है। उनकी धारणाओं में, वैज्ञानिक सापेक्षता के सिद्धांत द्वारा निर्देशित थे, जहां सभी प्रक्रियाएं एक दूसरे के साथ परस्पर जुड़ी हुई हैं। कहीं और दिखाई दिए बिना कुछ भी गायब नहीं होता है। किसी भी पदार्थ को दूसरे पदार्थ में बदला जा सकता है, जबकि एक प्रकार की ऊर्जा दूसरे ऊर्जा स्तर पर जाती है। ब्लैक होल के मामले में ऐसा हो सकता है, जो एक राज्य से दूसरे राज्य में संक्रमणकालीन पोर्टल हैं।

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हर व्यक्ति जो जल्दी या बाद में खगोल विज्ञान से परिचित हो जाता है, ब्रह्मांड में सबसे रहस्यमय वस्तुओं - ब्लैक होल के बारे में एक तीव्र जिज्ञासा का अनुभव करता है। ये अंधेरे के असली मालिक हैं, जो पास से गुजरने वाले किसी भी परमाणु को "निगलने" में सक्षम हैं और प्रकाश को भी नहीं निकलने देते - उनका आकर्षण इतना शक्तिशाली है। ये वस्तुएं भौतिकविदों और खगोलविदों के लिए एक वास्तविक चुनौती पेश करती हैं। पहले वाले अभी भी यह नहीं समझ पा रहे हैं कि ब्लैक होल के अंदर गिरे पदार्थ का क्या होता है, और बाद वाले, हालांकि वे ब्लैक होल के अस्तित्व से अंतरिक्ष की सबसे अधिक ऊर्जा-गहन घटना की व्याख्या करते हैं, उन्हें कभी भी उनमें से किसी को भी देखने का अवसर नहीं मिला। सीधे। हम इन सबसे दिलचस्प खगोलीय पिंडों के बारे में बात करेंगे, यह पता लगाएंगे कि गोपनीयता का पर्दा उठाने के लिए क्या खोजा जा चुका है और क्या जानना बाकी है।

ब्लैक होल क्या है?

1967 में अमेरिकी सैद्धांतिक भौतिक विज्ञानी जॉन आर्चीबाल्ड व्हीलर (बाईं ओर फोटो देखें) द्वारा "ब्लैक होल" (अंग्रेजी में - ब्लैक होल) नाम प्रस्तावित किया गया था। इसने एक खगोलीय पिंड को नामित करने का काम किया, जिसका आकर्षण इतना मजबूत है कि प्रकाश भी अपने आप को जाने नहीं देता। इसलिए, यह "काला" है क्योंकि यह प्रकाश का उत्सर्जन नहीं करता है।

अप्रत्यक्ष अवलोकन

इस तरह के रहस्य का यही कारण है: चूंकि ब्लैक होल चमकते नहीं हैं, इसलिए हम उन्हें सीधे नहीं देख सकते हैं और उन्हें देखने और उनका अध्ययन करने के लिए मजबूर किया जाता है, केवल अप्रत्यक्ष सबूत का उपयोग करके कि उनका अस्तित्व आसपास के अंतरिक्ष में छोड़ देता है। दूसरे शब्दों में, यदि कोई ब्लैक होल किसी तारे को अपनी चपेट में ले लेता है, तो हम ब्लैक होल को नहीं देख सकते हैं, लेकिन हम उसके शक्तिशाली गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र के विनाशकारी प्रभावों को देख सकते हैं।

लाप्लास का अंतर्ज्ञान

इस तथ्य के बावजूद कि गुरुत्वाकर्षण के प्रभाव में अपने आप में ढहने वाले तारे के विकास के काल्पनिक अंतिम चरण को संदर्भित करने के लिए "ब्लैक होल" की अभिव्यक्ति अपेक्षाकृत हाल ही में दिखाई दी, ऐसे निकायों के अस्तित्व की संभावना का विचार उत्पन्न हुआ दो शताब्दी से अधिक पहले। अंग्रेज जॉन मिशेल और फ्रांसीसी पियरे-साइमन डी लाप्लास ने स्वतंत्र रूप से "अदृश्य सितारों" के अस्तित्व की परिकल्पना की; जबकि वे गतिकी के सामान्य नियमों और न्यूटन के सार्वभौमिक गुरुत्वाकर्षण के नियम पर आधारित थे। आज ब्लैक होल ने आइंस्टीन के सापेक्षता के सामान्य सिद्धांत के आधार पर अपना सही विवरण प्राप्त किया है।

अपने काम में "विश्व की प्रणाली का विवरण" (1796), लैपलेस ने लिखा: "पृथ्वी के समान घनत्व का एक चमकीला तारा, जिसका व्यास सूर्य के व्यास से 250 गुना अधिक है, इसके गुरुत्वाकर्षण आकर्षण के कारण, प्रकाश की किरणों को हम तक नहीं पहुंचने देगा। इसलिए, यह संभव है कि सबसे बड़े और सबसे चमकीले आकाशीय पिंड इस कारण से अदृश्य हों।

अजेय गुरुत्वाकर्षण

लाप्लास का विचार पलायन वेग (द्वितीय ब्रह्मांडीय वेग) की अवधारणा पर आधारित था। ब्लैक होल इतनी घनी वस्तु है कि इसका आकर्षण प्रकाश को भी रोक सकता है, जो प्रकृति में उच्चतम गति (लगभग 300,000 किमी / सेकंड) विकसित करता है। व्यवहार में, ब्लैक होल से बचने के लिए, आपको प्रकाश की गति से तेज गति की आवश्यकता होती है, लेकिन यह असंभव है!

इसका मतलब है कि इस तरह का तारा अदृश्य होगा, क्योंकि प्रकाश भी अपने शक्तिशाली गुरुत्वाकर्षण को दूर नहीं कर पाएगा। आइंस्टीन ने इस तथ्य को गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र के प्रभाव में प्रकाश के विक्षेपण की घटना के माध्यम से समझाया। दरअसल, एक ब्लैक होल के पास स्पेस-टाइम इतना घुमावदार होता है कि प्रकाश किरणों के रास्ते भी अपने आप बंद हो जाते हैं। सूर्य को ब्लैक होल में बदलने के लिए, हमें उसके पूरे द्रव्यमान को 3 किमी की त्रिज्या वाली एक गेंद में केंद्रित करना होगा, और पृथ्वी को 9 मिमी की त्रिज्या के साथ एक गेंद में बदलना होगा!

ब्लैक होल के प्रकार

लगभग दस साल पहले, अवलोकनों ने दो प्रकार के ब्लैक होल के अस्तित्व का सुझाव दिया: तारकीय, जिसका द्रव्यमान सूर्य के द्रव्यमान के बराबर है या उससे थोड़ा अधिक है, और सुपरमैसिव, जिसका द्रव्यमान कई सौ हजार से लेकर लाखों सौर द्रव्यमान तक है। हालांकि, अपेक्षाकृत हाल ही में, चंद्रा और एक्सएमएम-न्यूटन जैसे कृत्रिम उपग्रहों से प्राप्त उच्च-रिज़ॉल्यूशन एक्स-रे छवियों और स्पेक्ट्रा ने तीसरे प्रकार के ब्लैक होल को सामने लाया - जिसका औसत द्रव्यमान सूर्य के द्रव्यमान से हजारों गुना अधिक है। .

तारकीय ब्लैक होल

तारकीय ब्लैक होल दूसरों की तुलना में पहले ज्ञात हो गए। वे तब बनते हैं जब एक उच्च द्रव्यमान वाला तारा, अपने विकास पथ के अंत में, परमाणु ईंधन से बाहर निकलता है और अपने स्वयं के गुरुत्वाकर्षण के कारण स्वयं में गिर जाता है। एक स्टार-टूटने वाले विस्फोट ("सुपरनोवा विस्फोट" के रूप में जाना जाता है) के विनाशकारी परिणाम होते हैं: यदि किसी तारे का कोर सूर्य के द्रव्यमान से 10 गुना से अधिक है, तो कोई भी परमाणु बल गुरुत्वाकर्षण पतन का सामना नहीं कर सकता है जिसके परिणामस्वरूप उपस्थिति होगी एक ब्लैक होल।

सुपरमैसिव ब्लैक होल

सुपरमैसिव ब्लैक होल, जो पहले कुछ सक्रिय आकाशगंगाओं के नाभिक में पाए जाते हैं, का एक अलग मूल है। उनके जन्म के संबंध में कई परिकल्पनाएं हैं: एक तारकीय ब्लैक होल जो अपने आसपास के सभी सितारों को लाखों वर्षों तक खा जाता है; ब्लैक होल का एक मर्ज किया हुआ क्लस्टर; गैस का एक विशाल बादल सीधे ब्लैक होल में गिर रहा है। ये ब्लैक होल अंतरिक्ष में सबसे ऊर्जावान वस्तुओं में से हैं। वे बहुत सारी आकाशगंगाओं के केंद्रों में स्थित हैं, यदि सभी नहीं। हमारी गैलेक्सी में भी ऐसा ब्लैक होल है। कभी-कभी ऐसे ब्लैक होल की मौजूदगी के कारण इन आकाशगंगाओं के कोर बहुत चमकीले हो जाते हैं। केंद्र में ब्लैक होल वाली आकाशगंगाएँ, बड़ी मात्रा में गिरते हुए पदार्थ से घिरी हुई हैं और इसलिए, भारी मात्रा में ऊर्जा पैदा करने में सक्षम हैं, उन्हें "सक्रिय" कहा जाता है, और उनके नाभिक को "सक्रिय गांगेय नाभिक" (AGN) कहा जाता है। उदाहरण के लिए, क्वासर (हमारे अवलोकन के लिए उपलब्ध सबसे दूर की अंतरिक्ष वस्तुएं) सक्रिय आकाशगंगाएं हैं, जिनमें हम केवल एक बहुत ही उज्ज्वल नाभिक देखते हैं।

मध्यम और "मिनी"

एक और रहस्य मध्यम-द्रव्यमान वाले ब्लैक होल हैं, जो हाल के अध्ययनों के अनुसार, कुछ गोलाकार समूहों के केंद्र में हो सकते हैं, जैसे कि M13 और NCC 6388। कई खगोलविद इन वस्तुओं के बारे में संशय में हैं, लेकिन कुछ हालिया शोधों की उपस्थिति का सुझाव देते हैं। ब्लैक होल मध्यम आकार के होते हैं, यहां तक ​​कि हमारी आकाशगंगा के केंद्र से ज्यादा दूर नहीं। अंग्रेजी भौतिक विज्ञानी स्टीफन हॉकिंग ने भी चौथे प्रकार के ब्लैक होल के अस्तित्व के बारे में एक सैद्धांतिक धारणा को सामने रखा - एक "मिनी-होल" जिसका द्रव्यमान केवल एक अरब टन (जो लगभग एक बड़े पहाड़ के द्रव्यमान के बराबर है)। हम प्राथमिक वस्तुओं के बारे में बात कर रहे हैं, अर्थात्, जो ब्रह्मांड के जीवन के पहले क्षणों में दिखाई दिए, जब दबाव अभी भी बहुत अधिक था। हालांकि, उनके अस्तित्व का कोई निशान अभी तक नहीं मिला है।

ब्लैक होल का पता कैसे लगाएं

अभी कुछ साल पहले ब्लैक होल के ऊपर एक लाइट आई थी। उपकरणों और प्रौद्योगिकियों (स्थल और अंतरिक्ष दोनों) में लगातार सुधार के लिए धन्यवाद, ये वस्तुएं कम और रहस्यमय होती जा रही हैं; अधिक सटीक रूप से, उनके आस-पास का स्थान कम रहस्यमय हो जाता है। वास्तव में, चूंकि ब्लैक होल स्वयं अदृश्य है, हम इसे केवल तभी पहचान सकते हैं जब यह पर्याप्त पदार्थ (तारों और गर्म गैस) से घिरा हो और थोड़ी दूरी पर इसकी परिक्रमा कर रहा हो।

डबल सिस्टम देखना

एक अदृश्य बाइनरी साथी के चारों ओर एक तारे की कक्षीय गति को देखकर कुछ तारकीय ब्लैक होल की खोज की गई है। क्लोज बाइनरी सिस्टम (अर्थात, दो तारे एक दूसरे के बहुत करीब होते हैं), जिसमें एक साथी अदृश्य होता है, ब्लैक होल की तलाश करने वाले खगोल भौतिकीविदों के लिए अवलोकन की पसंदीदा वस्तु है।

एक ब्लैक होल (या न्यूट्रॉन स्टार) की उपस्थिति का एक संकेत एक जटिल तंत्र के कारण एक्स-रे का मजबूत उत्सर्जन है, जिसे योजनाबद्ध रूप से निम्नानुसार वर्णित किया जा सकता है। अपने शक्तिशाली गुरुत्वाकर्षण के कारण, एक ब्लैक होल एक साथी तारे से पदार्थ को चीर सकता है; यह गैस एक सपाट डिस्क के रूप में वितरित होती है और एक सर्पिल में ब्लैक होल में गिरती है। गिरने वाली गैस के कणों के टकराने से उत्पन्न घर्षण डिस्क की आंतरिक परतों को कई मिलियन डिग्री तक गर्म कर देता है, जिससे शक्तिशाली एक्स-रे उत्सर्जन होता है।

एक्स-रे अवलोकन

हमारी गैलेक्सी और पड़ोसी आकाशगंगाओं में वस्तुओं की एक्स-रे में कई दशकों से किए गए अवलोकनों ने कॉम्पैक्ट बाइनरी स्रोतों का पता लगाना संभव बना दिया है, जिनमें से लगभग एक दर्जन ब्लैक होल उम्मीदवारों वाले सिस्टम हैं। मुख्य समस्या एक अदृश्य आकाशीय पिंड के द्रव्यमान का निर्धारण करना है। द्रव्यमान का मान (यद्यपि बहुत सटीक नहीं) साथी की गति का अध्ययन करके या, जो कि अधिक कठिन है, घटना के एक्स-रे तीव्रता को मापकर पाया जा सकता है। यह तीव्रता उस पिंड के द्रव्यमान के साथ एक समीकरण द्वारा जुड़ी होती है जिस पर यह पदार्थ गिरता है।

नोबेल पुरस्कार विजेता

कई आकाशगंगाओं के कोर में देखे गए सुपरमैसिव ब्लैक होल के बारे में भी कुछ ऐसा ही कहा जा सकता है, जिनके द्रव्यमान का अनुमान ब्लैक होल में गिरने वाली गैस के कक्षीय वेगों को मापकर लगाया जाता है। इस मामले में, एक बहुत बड़ी वस्तु के शक्तिशाली गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र के कारण, आकाशगंगाओं के केंद्र में परिक्रमा करने वाले गैस बादलों की गति में तेजी से वृद्धि रेडियो रेंज में टिप्पणियों के साथ-साथ ऑप्टिकल बीम में भी प्रकट होती है। एक्स-रे रेंज में अवलोकन ब्लैक होल में पदार्थ के गिरने के कारण ऊर्जा की बढ़ी हुई रिहाई की पुष्टि कर सकते हैं। 1960 के दशक की शुरुआत में एक्स-रे में अनुसंधान इटली के रिकार्डो गियाकोनी द्वारा शुरू किया गया था, जो संयुक्त राज्य अमेरिका में काम करते थे। 2002 में उन्हें "खगोल भौतिकी में अभूतपूर्व योगदान के लिए नोबेल पुरस्कार से सम्मानित किया गया, जिसके कारण अंतरिक्ष में एक्स-रे स्रोतों की खोज हुई।"

सिग्नस X-1: पहला उम्मीदवार

हमारी गैलेक्सी ब्लैक होल उम्मीदवार वस्तुओं की उपस्थिति से सुरक्षित नहीं है। सौभाग्य से, इनमें से कोई भी वस्तु पृथ्वी या सौर मंडल के अस्तित्व के लिए खतरा पैदा करने के लिए हमारे काफी करीब नहीं है। विख्यात कॉम्पैक्ट एक्स-रे स्रोतों की बड़ी संख्या के बावजूद (और वहां ब्लैक होल खोजने के लिए ये सबसे संभावित उम्मीदवार हैं), हमें यकीन नहीं है कि उनमें वास्तव में ब्लैक होल हैं। इन स्रोतों में से केवल एक जिसका वैकल्पिक संस्करण नहीं है, वह है निकट बाइनरी सिग्नस एक्स-1, जो कि नक्षत्र सिग्नस में सबसे चमकीला एक्स-रे स्रोत है।

बड़े सितारे

5.6 दिनों की कक्षीय अवधि के साथ, इस प्रणाली में बड़े आकार का एक बहुत चमकीला नीला तारा होता है (इसका व्यास सूर्य से 20 गुना है, और इसका द्रव्यमान लगभग 30 गुना है), आपकी दूरबीन में भी आसानी से पहचाना जा सकता है, और एक अदृश्य दूसरा तारा, द्रव्यमान जो कई सौर द्रव्यमान (10 तक) पर अनुमानित है। हमसे 6500 प्रकाश वर्ष की दूरी पर स्थित दूसरा तारा अगर कोई साधारण तारा होता तो पूरी तरह से दिखाई देता। इसकी अदृश्यता, सिस्टम की शक्तिशाली एक्स-रे, और अंत में इसका द्रव्यमान अनुमान अधिकांश खगोलविदों को यह विश्वास दिलाता है कि यह तारकीय ब्लैक होल की पहली पुष्टि की गई खोज है।

संदेह

हालांकि, संदेह भी हैं। उनमें से एक ब्लैक होल के सबसे बड़े शोधकर्ताओं में से एक, भौतिक विज्ञानी स्टीफन हॉकिंग हैं। उन्होंने अपने अमेरिकी सहयोगी कील थॉर्न के साथ भी एक शर्त लगाई, जो सिग्नस एक्स-1 को ब्लैक होल के रूप में वर्गीकृत करने के प्रबल समर्थक थे।

सिग्नस X-1 ऑब्जेक्ट की प्रकृति पर विवाद हॉकिंग का एकमात्र दांव नहीं है। ब्लैक होल के सैद्धांतिक अध्ययन के लिए कई दशक समर्पित करने के बाद, वह इन रहस्यमय वस्तुओं के बारे में अपने पिछले विचारों की भ्रांति के बारे में आश्वस्त हो गए। विशेष रूप से, हॉकिंग ने माना कि ब्लैक होल में गिरने के बाद पदार्थ हमेशा के लिए गायब हो जाता है, और इसके साथ ही इसका सारा सूचनात्मक सामान गायब हो जाता है। . उन्हें इस बात का इतना यकीन था कि उन्होंने 1997 में अपने अमेरिकी सहयोगी जॉन प्रेस्किल के साथ इस विषय पर दांव लगाया।

गलती मान लेना

21 जुलाई 2004 को डबलिन में रिलेटिविटी कांग्रेस में अपने भाषण में हॉकिंग ने स्वीकार किया कि प्रेस्किल सही थे। ब्लैक होल पदार्थ के पूर्ण रूप से गायब होने की ओर नहीं ले जाते हैं। इसके अलावा, उनके पास एक निश्चित प्रकार की "स्मृति" है। उनके अंदर जो कुछ उन्होंने अवशोषित किया उसके निशान अच्छी तरह से संग्रहीत किए जा सकते हैं। इस प्रकार, "वाष्पीकरण" (अर्थात, क्वांटम प्रभाव के कारण धीरे-धीरे विकिरण उत्सर्जित करके), वे इस जानकारी को हमारे ब्रह्मांड में वापस कर सकते हैं।

आकाशगंगा में ब्लैक होल

खगोलविदों को अभी भी हमारी गैलेक्सी में तारकीय ब्लैक होल की उपस्थिति के बारे में कई संदेह हैं (जैसे कि सिग्नस एक्स -1 बाइनरी सिस्टम से संबंधित); लेकिन सुपरमैसिव ब्लैक होल के बारे में बहुत कम संदेह है।

बीच में

हमारी गैलेक्सी में कम से कम एक सुपरमैसिव ब्लैक होल है। इसका स्रोत, जिसे धनु A* के नाम से जाना जाता है, ठीक आकाशगंगा के तल के केंद्र में स्थित है। इसका नाम इस तथ्य से समझाया गया है कि यह नक्षत्र धनु में सबसे शक्तिशाली रेडियो स्रोत है। यह इस दिशा में है कि हमारे गैलेक्टिक सिस्टम के ज्यामितीय और भौतिक केंद्र स्थित हैं। हमसे लगभग 26,000 प्रकाश-वर्ष की दूरी पर स्थित, रेडियो तरंगों के स्रोत से जुड़े एक सुपरमैसिव ब्लैक होल, धनु ए * का द्रव्यमान लगभग 4 मिलियन सौर द्रव्यमान है, जो एक ऐसे स्थान में संलग्न है, जिसकी मात्रा की तुलना की जा सकती है सौर मंडल की मात्रा। हमारे साथ इसकी सापेक्ष निकटता (यह सुपरमैसिव ब्लैक होल निस्संदेह पृथ्वी के सबसे करीब है) ने हाल के वर्षों में चंद्रा अंतरिक्ष वेधशाला द्वारा वस्तु को विशेष रूप से गहरी जांच के दायरे में ला दिया है। यह पता चला, विशेष रूप से, यह एक्स-रे का एक शक्तिशाली स्रोत भी है (लेकिन सक्रिय गैलेक्टिक नाभिक में स्रोतों जितना शक्तिशाली नहीं है)। धनु A* लाखों या अरबों साल पहले हमारी गैलेक्सी के सक्रिय कोर का निष्क्रिय अवशेष हो सकता है।

दूसरा ब्लैक होल?

हालांकि, कुछ खगोलविदों का मानना ​​है कि हमारी गैलेक्सी में एक और सरप्राइज है। हम औसत द्रव्यमान के दूसरे ब्लैक होल के बारे में बात कर रहे हैं, जो युवा सितारों के एक समूह को एक साथ रखता है और उन्हें गैलेक्सी के केंद्र में स्थित एक सुपरमैसिव ब्लैक होल में गिरने की अनुमति नहीं देता है। यह कैसे हो सकता है कि इससे एक प्रकाश वर्ष से भी कम की दूरी पर एक तारा समूह हो सकता है जिसकी उम्र मुश्किल से 10 मिलियन वर्ष तक पहुंच गई है, यानी खगोलीय मानकों के अनुसार, बहुत छोटा है? शोधकर्ताओं के अनुसार, इसका उत्तर इस तथ्य में निहित है कि क्लस्टर का जन्म वहां नहीं हुआ था (केंद्रीय ब्लैक होल के आसपास का वातावरण स्टार बनने के लिए बहुत प्रतिकूल है), लेकिन अंदर एक दूसरे ब्लैक होल के अस्तित्व के कारण वहां "खींचा" गया था। यह, जिसमें औसत मूल्यों का द्रव्यमान होता है।

कक्षा में

क्लस्टर के अलग-अलग तारे, सुपरमैसिव ब्लैक होल से आकर्षित होकर, गैलेक्टिक सेंटर की ओर शिफ्ट होने लगे। हालांकि, क्लस्टर के केंद्र में स्थित एक दूसरे ब्लैक होल के आकर्षण के कारण वे अंतरिक्ष में बिखरने के बजाय एक साथ रहते हैं। इस ब्लैक होल के द्रव्यमान का अनुमान "एक पट्टा पर" एक पूरे तारा समूह को धारण करने की क्षमता से लगाया जा सकता है। एक मध्यम आकार का ब्लैक होल लगभग 100 वर्षों में केंद्रीय ब्लैक होल की परिक्रमा करता हुआ प्रतीत होता है। इसका मतलब है कि कई वर्षों में दीर्घकालिक अवलोकन हमें इसे "देखने" की अनुमति देगा।

एस ट्रैंकोवस्की

आधुनिक भौतिकी और खगोल भौतिकी की सबसे महत्वपूर्ण और दिलचस्प समस्याओं में, शिक्षाविद वी.एल. गिन्ज़बर्ग ने ब्लैक होल से संबंधित प्रश्नों का नाम दिया (देखें विज्ञान और जीवन, संख्या 11, 12, 1999)। इन अजीब वस्तुओं के अस्तित्व की भविष्यवाणी दो सौ साल से भी पहले की गई थी, उनके गठन की स्थितियों की सटीक गणना XX सदी के 30 के दशक के अंत में की गई थी, और खगोल भौतिकी चालीस साल से भी कम समय पहले उनके साथ पकड़ में आई थी। आज दुनिया भर की वैज्ञानिक पत्रिकाएं ब्लैक होल पर हर साल हजारों लेख प्रकाशित करती हैं।

ब्लैक होल का निर्माण तीन तरह से हो सकता है।

इस तरह एक ढहने वाले ब्लैक होल के आसपास होने वाली प्रक्रियाओं को चित्रित करने की प्रथा है। जैसे-जैसे समय बीतता है (Y), इसके चारों ओर का स्थान (X) (छायांकित क्षेत्र) विलक्षणता की ओर सिकुड़ता है।

ब्लैक होल का गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र अंतरिक्ष की ज्यामिति में मजबूत विकृतियों का परिचय देता है।

एक दूरबीन के माध्यम से अदृश्य एक ब्लैक होल, अपने गुरुत्वाकर्षण प्रभाव से ही खुद को प्रकट करता है।

ब्लैक होल के शक्तिशाली गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र में कण-प्रतिकण जोड़े पैदा होते हैं।

प्रयोगशाला में कण-प्रतिकण युग्म का जन्म।

वे कैसे दिखाई देते हैं

एक चमकदार खगोलीय पिंड, जिसका घनत्व पृथ्वी के बराबर है, और व्यास सूर्य के व्यास से ढाई सौ गुना अधिक है, अपने आकर्षण बल के कारण, इसके प्रकाश को हम तक नहीं पहुंचने देगा। इस प्रकार, यह संभव है कि ब्रह्मांड में सबसे बड़े चमकदार पिंड, ठीक उनके आकार के कारण, अदृश्य रहें।
पियरे साइमन लाप्लास।
विश्व व्यवस्था की प्रस्तुति। 1796

1783 में, अंग्रेजी गणितज्ञ जॉन मिशेल, और तेरह साल बाद उनसे स्वतंत्र रूप से, फ्रांसीसी खगोलशास्त्री और गणितज्ञ पियरे साइमन लाप्लास ने एक बहुत ही अजीब अध्ययन किया। उन्होंने उन परिस्थितियों पर विचार किया जिनके तहत प्रकाश एक तारे को नहीं छोड़ पाएगा।

वैज्ञानिकों का तर्क सरल था। किसी भी खगोलीय पिंड (ग्रह या तारे) के लिए, आप तथाकथित पलायन वेग या दूसरे ब्रह्मांडीय वेग की गणना कर सकते हैं, जो किसी भी पिंड या कण को ​​हमेशा के लिए छोड़ने की अनुमति देता है। और उस समय के भौतिकी में, न्यूटन के सिद्धांत ने सर्वोच्च शासन किया, जिसके अनुसार प्रकाश कणों की एक धारा है (विद्युत चुम्बकीय तरंगों और क्वांटा के सिद्धांत से लगभग डेढ़ सौ साल पहले)। कणों के पलायन वेग की गणना ग्रह की सतह पर स्थितिज ऊर्जा की समानता और शरीर की गतिज ऊर्जा "अपरिमित रूप से बड़ी दूरी तक" भागने के आधार पर की जा सकती है। यह गति सूत्र # 1# द्वारा निर्धारित की जाती है

कहाँ पे एमअंतरिक्ष वस्तु का द्रव्यमान है, आरइसकी त्रिज्या है, जीगुरुत्वाकर्षण स्थिरांक है।

यहां से, किसी दिए गए द्रव्यमान के पिंड की त्रिज्या आसानी से प्राप्त की जाती है (जिसे बाद में "गुरुत्वाकर्षण त्रिज्या" कहा जाता है आर g "), जिस पर पलायन वेग प्रकाश की गति के बराबर होता है:

इसका मतलब है कि एक तारा त्रिज्या के साथ एक गोले में संकुचित होता है आरजी< 2जीएम/सी 2 उत्सर्जित करना बंद कर देगा - प्रकाश इसे छोड़ नहीं पाएगा। ब्रह्मांड में एक ब्लैक होल दिखाई देगा।

यह गणना करना आसान है कि सूर्य (इसका द्रव्यमान 2.1033 ग्राम है) लगभग 3 किलोमीटर के दायरे में सिकुड़ने पर ब्लैक होल में बदल जाएगा। इस मामले में इसके पदार्थ का घनत्व 10 16 ग्राम/सेमी 3 तक पहुंच जाएगा। ब्लैक होल की स्थिति में संकुचित पृथ्वी की त्रिज्या लगभग एक सेंटीमीटर तक घट जाएगी।

यह अविश्वसनीय लग रहा था कि प्रकृति में ऐसी ताकतें पाई जा सकती हैं जो किसी तारे को इतने छोटे आकार में संकुचित कर सकती हैं। इसलिए, सौ से अधिक वर्षों के लिए मिशेल और लाप्लास के काम के निष्कर्षों को एक गणितीय विरोधाभास जैसा कुछ माना जाता था जिसका कोई भौतिक अर्थ नहीं है।

एक कठोर गणितीय प्रमाण कि अंतरिक्ष में ऐसी विदेशी वस्तु संभव है, केवल 1916 में प्राप्त हुई थी। जर्मन खगोलशास्त्री कार्ल श्वार्जस्चिल्ड ने अल्बर्ट आइंस्टीन के सापेक्षता के सामान्य सिद्धांत के समीकरणों का विश्लेषण करने के बाद एक दिलचस्प परिणाम प्राप्त किया। एक विशाल पिंड के गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र में एक कण की गति का अध्ययन करने के बाद, वह इस निष्कर्ष पर पहुंचा कि समीकरण अपना भौतिक अर्थ खो देता है (इसका समाधान अनंत तक जाता है) जब आर= 0 और आर = आरजी।

जिन बिंदुओं पर क्षेत्र की विशेषताएँ अपना अर्थ खो देती हैं, उन्हें एकवचन यानि विशेष कहा जाता है। शून्य बिंदु पर विलक्षणता एक बिंदु को दर्शाती है, या, जो समान है, एक केंद्रीय सममित क्षेत्र संरचना (आखिरकार, किसी भी गोलाकार शरीर - एक तारा या ग्रह - को भौतिक बिंदु के रूप में दर्शाया जा सकता है)। और एक त्रिज्या के साथ एक गोलाकार सतह पर स्थित बिंदु आर g , उसी सतह का निर्माण करें जहाँ से पलायन वेग प्रकाश की गति के बराबर है। सापेक्षता के सामान्य सिद्धांत में, इसे श्वार्जस्चिल्ड एकवचन क्षेत्र या घटना क्षितिज कहा जाता है (क्यों - यह बाद में स्पष्ट हो जाएगा)।

पहले से ही परिचित वस्तुओं के उदाहरण पर - पृथ्वी और सूर्य - यह स्पष्ट है कि ब्लैक होल बहुत ही अजीब वस्तुएं हैं। यहां तक ​​​​कि अत्यधिक तापमान, घनत्व और दबाव पर पदार्थ से निपटने वाले खगोलविद भी उन्हें बहुत ही आकर्षक मानते हैं, और हाल ही में जब तक हर कोई उनके अस्तित्व में विश्वास नहीं करता था। हालांकि, ब्लैक होल के बनने की संभावना के पहले संकेत पहले से ही ए आइंस्टीन के सापेक्षता के सामान्य सिद्धांत में निहित थे, जिसे 1915 में बनाया गया था। 1930 के दशक में, अंग्रेजी खगोलशास्त्री आर्थर एडिंगटन, सापेक्षता के सिद्धांत के पहले व्याख्याकारों और लोकप्रिय में से एक, ने सितारों की आंतरिक संरचना का वर्णन करने वाले समीकरणों की एक प्रणाली प्राप्त की। इससे यह पता चलता है कि तारा विपरीत दिशा में निर्देशित गुरुत्वाकर्षण बलों की कार्रवाई के तहत संतुलन में है और प्रकाश के अंदर गर्म प्लाज्मा कणों की गति और इसकी गहराई में उत्पन्न विकिरण के दबाव से उत्पन्न आंतरिक दबाव है। और इसका मतलब है कि तारा एक गैस का गोला है, जिसके केंद्र में उच्च तापमान होता है, जो धीरे-धीरे परिधि की ओर कम होता जाता है। समीकरणों से, विशेष रूप से, यह पता चला कि सूर्य की सतह का तापमान लगभग 5500 डिग्री (जो खगोलीय माप के आंकड़ों के अनुरूप है), और इसके केंद्र में लगभग 10 मिलियन डिग्री होना चाहिए। इसने एडिंगटन को एक भविष्यवाणी निष्कर्ष निकालने की अनुमति दी: ऐसे तापमान पर, एक थर्मोन्यूक्लियर प्रतिक्रिया "प्रज्वलित" होती है, जो सूर्य की चमक सुनिश्चित करने के लिए पर्याप्त है। उस समय के परमाणु भौतिक विज्ञानी इससे सहमत नहीं थे। उन्हें ऐसा लग रहा था कि यह तारे की आंतों में बहुत "ठंडा" था: "जाने" की प्रतिक्रिया के लिए वहां का तापमान अपर्याप्त था। इस पर क्रोधित सिद्धांतकार ने उत्तर दिया: "एक गर्म स्थान की तलाश करें!"

और अंत में, वह सही निकला: तारे के केंद्र में वास्तव में एक थर्मोन्यूक्लियर प्रतिक्रिया होती है (दूसरी बात यह है कि तथाकथित "मानक सौर मॉडल", थर्मोन्यूक्लियर फ्यूजन के बारे में विचारों के आधार पर, जाहिरा तौर पर निकला गलत हो - उदाहरण के लिए, "विज्ञान और जीवन" नंबर 2, 3, 2000 देखें)। फिर भी, तारे के केंद्र में प्रतिक्रिया होती है, तारा चमकता है, और इस मामले में उत्पन्न होने वाला विकिरण इसे स्थिर अवस्था में रखता है। लेकिन अब तारे में परमाणु "ईंधन" जल रहा है। ऊर्जा की रिहाई रुक जाती है, विकिरण बाहर चला जाता है, और गुरुत्वाकर्षण आकर्षण को वापस रखने वाला बल गायब हो जाता है। किसी तारे के द्रव्यमान की एक सीमा होती है, जिसके बाद तारा अपरिवर्तनीय रूप से सिकुड़ने लगता है। गणना से पता चलता है कि ऐसा तब होता है जब तारे का द्रव्यमान दो या तीन सौर द्रव्यमान से अधिक हो।

गुरुत्वीय पतन

प्रारंभ में, तारे के संकुचन की दर कम होती है, लेकिन इसकी दर लगातार बढ़ती जाती है, क्योंकि आकर्षण बल दूरी के वर्ग के व्युत्क्रमानुपाती होता है। संपीड़न अपरिवर्तनीय हो जाता है, आत्म-गुरुत्वाकर्षण का मुकाबला करने में सक्षम कोई ताकत नहीं है। इस प्रक्रिया को गुरुत्वाकर्षण पतन कहा जाता है। अपने केंद्र की ओर तारे के खोल की गति प्रकाश की गति के करीब पहुंचते ही बढ़ जाती है। और यहाँ सापेक्षता के सिद्धांत के प्रभाव एक भूमिका निभाने लगते हैं।

पलायन वेग की गणना प्रकाश की प्रकृति के बारे में न्यूटन के विचारों के आधार पर की गई थी। सामान्य सापेक्षता के दृष्टिकोण से, एक ढहते हुए तारे के आसपास की घटनाएं कुछ अलग होती हैं। इसके शक्तिशाली गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र में, तथाकथित गुरुत्वाकर्षण रेडशिफ्ट होता है। इसका मतलब यह है कि किसी विशाल वस्तु से आने वाली विकिरण की आवृत्ति कम आवृत्तियों की ओर स्थानांतरित हो जाती है। सीमा में, श्वार्जस्चिल्ड क्षेत्र की सीमा पर, विकिरण आवृत्ति शून्य के बराबर हो जाती है। यानी जो प्रेक्षक इसके बाहर है, उसे भीतर क्या हो रहा है, इसके बारे में कुछ भी पता नहीं चल पाएगा। यही कारण है कि श्वार्जस्चिल्ड क्षेत्र को घटना क्षितिज कहा जाता है।

लेकिन आवृत्ति को कम करना समय को धीमा करने के समान है, और जब आवृत्ति शून्य हो जाती है, तो समय रुक जाता है। इसका मतलब है कि एक बाहरी पर्यवेक्षक को एक बहुत ही अजीब तस्वीर दिखाई देगी: बढ़ते त्वरण के साथ गिरने वाले तारे का खोल प्रकाश की गति तक पहुंचने के बजाय रुक जाता है। उनके दृष्टिकोण से, तारे का आकार गुरुत्वाकर्षण त्रिज्या के पास आते ही संकुचन बंद हो जाएगा
मूंछ। वह कभी भी श्वार्जस्चिल्ड क्षेत्र के नीचे एक कण "डाइविंग" नहीं देख पाएगा। लेकिन एक काल्पनिक प्रेक्षक के ब्लैक होल में गिरने के लिए, उसकी घड़ी के अनुसार कुछ ही क्षणों में सब कुछ समाप्त हो जाएगा। इस प्रकार, एक तारे के गुरुत्वाकर्षण के पतन का समय सूर्य के आकार का 29 मिनट होगा, और एक बहुत अधिक सघन और अधिक कॉम्पैक्ट न्यूट्रॉन तारा - एक सेकंड का केवल 1/20,000। और यहाँ वह संकट में है, एक ब्लैक होल के पास अंतरिक्ष-समय की ज्यामिति से जुड़ा हुआ है।

प्रेक्षक एक घुमावदार स्थान में प्रवेश करता है। गुरुत्वाकर्षण त्रिज्या के पास, गुरुत्वाकर्षण बल असीम रूप से बड़े हो जाते हैं; वे अंतरिक्ष यात्री-पर्यवेक्षक के साथ रॉकेट को अनंत लंबाई के अनंत पतले धागे में फैलाते हैं। लेकिन वह खुद इस पर ध्यान नहीं देगा: उसकी सभी विकृतियाँ अंतरिक्ष-समय के निर्देशांक की विकृतियों के अनुरूप होंगी। ये विचार, निश्चित रूप से, आदर्श, काल्पनिक मामले को संदर्भित करते हैं। श्वार्ज़स्चिल्ड क्षेत्र में आने से बहुत पहले किसी भी वास्तविक शरीर को ज्वारीय ताकतों से अलग कर दिया जाएगा।

ब्लैक होल आयाम

ब्लैक होल का आकार, या यों कहें, श्वार्जस्चिल्ड गोले की त्रिज्या तारे के द्रव्यमान के समानुपाती होती है। और चूंकि खगोल भौतिकी किसी तारे के आकार पर कोई प्रतिबंध नहीं लगाती है, एक ब्लैक होल मनमाने ढंग से बड़ा हो सकता है। यदि, उदाहरण के लिए, यह 10 8 सौर द्रव्यमान वाले तारे के पतन के दौरान उत्पन्न हुआ (या सैकड़ों हजारों, या लाखों अपेक्षाकृत छोटे सितारों के विलय के कारण), तो इसकी त्रिज्या लगभग 300 मिलियन किलोमीटर होगी, पृथ्वी की कक्षा से दोगुना। और ऐसे विशालकाय पदार्थ का औसत घनत्व पानी के घनत्व के करीब होता है।

जाहिर है, यह ठीक ऐसे ब्लैक होल हैं जो आकाशगंगाओं के केंद्रों में पाए जाते हैं। किसी भी मामले में, खगोलविद आज लगभग पचास आकाशगंगाओं की गणना करते हैं, जिनके केंद्र में, अप्रत्यक्ष संकेतों (हम उनके बारे में नीचे बात करेंगे) को देखते हुए, लगभग एक बिलियन (10 9) सौर वाले ब्लैक होल हैं। जाहिर है, हमारी गैलेक्सी का भी अपना ब्लैक होल है; इसके द्रव्यमान का काफी सटीक अनुमान लगाया गया था - 2.4। सूर्य के द्रव्यमान का 10 6 ± 10%।

सिद्धांत मानता है कि, इस तरह के सुपरजाइंट्स के साथ, लगभग 10 14 ग्राम के द्रव्यमान और लगभग 10 -12 सेमी (परमाणु नाभिक के आकार) के त्रिज्या के साथ ब्लैक मिनी-होल उत्पन्न हुए होंगे। वे ब्रह्मांड के अस्तित्व के पहले क्षणों में एक विशाल ऊर्जा घनत्व के साथ अंतरिक्ष-समय की एक बहुत मजबूत असमानता की अभिव्यक्ति के रूप में प्रकट हो सकते हैं। ब्रह्मांड में तब मौजूद स्थितियों को अब शोधकर्ताओं द्वारा शक्तिशाली कोलाइडर (टक्कर बीम पर त्वरक) पर महसूस किया जाता है। इस साल की शुरुआत में सर्न में किए गए प्रयोगों ने क्वार्क-ग्लूऑन प्लाज्मा - पदार्थ प्राप्त करना संभव बना दिया जो प्राथमिक कणों की उपस्थिति से पहले मौजूद था। अमेरिकी त्वरक केंद्र ब्रुकहेवन में मामले की इस स्थिति में अनुसंधान जारी है। यह एक त्वरक से अधिक परिमाण के डेढ़ से दो क्रमों की ऊर्जा के लिए कणों को गति देने में सक्षम है
सर्न। आगामी प्रयोग ने गंभीर चिंता पैदा की: क्या इसके कार्यान्वयन के दौरान एक ब्लैक मिनी-होल उत्पन्न होगा, जो हमारे अंतरिक्ष को मोड़ देगा और पृथ्वी को नष्ट कर देगा?

इस डर ने इतनी कड़ी प्रतिक्रिया दी कि अमेरिकी सरकार को इस संभावना का परीक्षण करने के लिए एक आधिकारिक आयोग बुलाने के लिए मजबूर होना पड़ा। आयोग, जिसमें प्रमुख शोधकर्ता शामिल थे, ने निष्कर्ष निकाला कि ब्लैक होल के निर्माण के लिए त्वरक की ऊर्जा बहुत कम है (यह प्रयोग पत्रिका Nauka i Zhizn, संख्या 3, 2000 में वर्णित है)।

अदृश्य को कैसे देखें

ब्लैक होल कुछ भी नहीं छोड़ते हैं, यहां तक ​​कि प्रकाश भी नहीं। हालांकि, खगोलविदों ने इस भूमिका के लिए "उम्मीदवारों" को खोजने के लिए, या बल्कि, उन्हें देखना सीख लिया है। ब्लैक होल का पता लगाने के तीन तरीके हैं।

1. गुरुत्वाकर्षण के एक निश्चित केंद्र के आसपास समूहों में तारों के संचलन का पालन करना आवश्यक है। यदि यह पता चलता है कि इस केंद्र में कुछ भी नहीं है, और तारे, जैसे कि एक खाली जगह के चारों ओर घूमते हैं, तो हम काफी आत्मविश्वास से कह सकते हैं: इस "शून्यता" में एक ब्लैक होल है। इसी आधार पर हमारी आकाशगंगा के केंद्र में एक ब्लैक होल की मौजूदगी का अनुमान लगाया गया और उसके द्रव्यमान का अनुमान लगाया गया।

2. एक ब्लैक होल अपने आस-पास के स्थान से सक्रिय रूप से पदार्थ को सोख लेता है। तारे के बीच की धूल, गैस, आस-पास के तारों का पदार्थ उस पर एक सर्पिल में गिरता है, जो शनि के वलय के समान तथाकथित अभिवृद्धि डिस्क बनाता है। (ब्रुकहेवन प्रयोग में यह वास्तव में भयावह था: त्वरक में उत्पन्न एक ब्लैक मिनी-होल पृथ्वी को अपने आप में चूसना शुरू कर देगा, और इस प्रक्रिया को किसी भी बल द्वारा रोका नहीं जा सका।) श्वार्ज़स्चिल्ड क्षेत्र के पास, कणों का अनुभव त्वरण और एक्स-रे रेंज में विकिरण करना शुरू करते हैं। इस विकिरण में एक सिंक्रोट्रॉन में त्वरित कणों के अच्छी तरह से अध्ययन किए गए विकिरण के समान एक विशिष्ट स्पेक्ट्रम होता है। और अगर ऐसा विकिरण ब्रह्मांड के किसी क्षेत्र से आता है, तो हम निश्चित रूप से कह सकते हैं कि वहां एक ब्लैक होल होना चाहिए।

3. जब दो ब्लैक होल विलीन हो जाते हैं, तो गुरुत्वाकर्षण विकिरण होता है। यह गणना की जाती है कि यदि प्रत्येक का द्रव्यमान सूर्य के द्रव्यमान का लगभग दस गुना है, तो जब वे घंटों में विलीन हो जाते हैं, तो उनके कुल द्रव्यमान के 1% के बराबर ऊर्जा गुरुत्वाकर्षण तरंगों के रूप में निकल जाएगी। यह प्रकाश, ऊष्मा और अन्य ऊर्जा से एक हजार गुना अधिक है जो सूर्य ने अपने अस्तित्व की पूरी अवधि - पाँच अरब वर्षों में उत्सर्जित की है। वे गुरुत्वाकर्षण-लहर वेधशालाओं LIGO और अन्य की मदद से गुरुत्वाकर्षण विकिरण का पता लगाने की उम्मीद करते हैं, जो अब रूसी शोधकर्ताओं की भागीदारी के साथ अमेरिका और यूरोप में बनाए जा रहे हैं (देखें "विज्ञान और जीवन" संख्या 5, 2000)।

और फिर भी, हालांकि खगोलविदों को ब्लैक होल के अस्तित्व के बारे में कोई संदेह नहीं है, कोई भी स्पष्ट रूप से यह नहीं कह सकता है कि उनमें से एक अंतरिक्ष में एक निश्चित बिंदु पर स्थित है। वैज्ञानिक नैतिकता, शोधकर्ता की कर्तव्यनिष्ठा के लिए पूछे गए प्रश्न के स्पष्ट उत्तर की आवश्यकता होती है, जो विसंगतियों को बर्दाश्त नहीं करता है। यह एक अदृश्य वस्तु के द्रव्यमान का अनुमान लगाने के लिए पर्याप्त नहीं है, आपको इसकी त्रिज्या को मापने और यह दिखाने की आवश्यकता है कि यह श्वार्जस्चिल्ड से अधिक नहीं है। और हमारी गैलेक्सी के भीतर भी, यह समस्या अभी तक हल नहीं हुई है। यही कारण है कि वैज्ञानिक अपनी खोज की रिपोर्ट करने में एक निश्चित संयम दिखाते हैं, और वैज्ञानिक पत्रिकाएं सचमुच सैद्धांतिक काम की रिपोर्ट और प्रभावों की टिप्पणियों से भरी होती हैं जो उनके रहस्य पर प्रकाश डाल सकती हैं।

सच है, ब्लैक होल में एक और संपत्ति भी होती है, जिसकी सैद्धांतिक रूप से भविष्यवाणी की जाती है, जो शायद, उन्हें देखना संभव बनाती है। लेकिन, हालांकि, एक शर्त के तहत: ब्लैक होल का द्रव्यमान सूर्य के द्रव्यमान से बहुत कम होना चाहिए।

एक काला छेद "सफेद" हो सकता है

लंबे समय तक, ब्लैक होल को अंधेरे का अवतार माना जाता था, ऐसी वस्तुएं जो निर्वात में, पदार्थ के अवशोषण के अभाव में, कुछ भी विकीर्ण नहीं करती हैं। हालाँकि, 1974 में, प्रसिद्ध अंग्रेजी सिद्धांतकार स्टीफन हॉकिंग ने दिखाया कि ब्लैक होल को एक तापमान सौंपा जा सकता है और इसलिए उसे विकिरण करना चाहिए।

क्वांटम यांत्रिकी की अवधारणाओं के अनुसार, निर्वात एक शून्य नहीं है, बल्कि एक प्रकार का "अंतरिक्ष-समय का फोम", आभासी (हमारी दुनिया में अप्राप्य) कणों का एक हॉजपॉज है। हालांकि, क्वांटम ऊर्जा में उतार-चढ़ाव एक कण-एंटीपार्टिकल जोड़ी को वैक्यूम से बाहर "फेंकने" में सक्षम हैं। उदाहरण के लिए, जब दो या तीन गामा क्वांटा टकराते हैं, तो एक इलेक्ट्रॉन और एक पॉज़िट्रॉन ऐसा दिखाई देगा मानो शून्य से। यह और इसी तरह की घटनाएं प्रयोगशालाओं में बार-बार देखी गई हैं।

यह क्वांटम उतार-चढ़ाव है जो ब्लैक होल से विकिरण की प्रक्रियाओं को निर्धारित करता है। अगर ऊर्जा के साथ कणों की एक जोड़ी इऔर -इ(जोड़ी की कुल ऊर्जा शून्य है), श्वार्जस्चिल्ड क्षेत्र के आसपास के क्षेत्र में उत्पन्न होती है, कणों का आगे का भाग्य अलग होगा। वे लगभग तुरंत नष्ट कर सकते हैं या एक साथ घटना क्षितिज के नीचे जा सकते हैं। ऐसे में ब्लैक होल की स्थिति नहीं बदलेगी। लेकिन अगर केवल एक कण क्षितिज के नीचे जाता है, तो पर्यवेक्षक दूसरे को पंजीकृत करेगा, और उसे ऐसा लगेगा कि यह एक ब्लैक होल द्वारा उत्पन्न हुआ था। इस मामले में, एक ब्लैक होल जिसने ऊर्जा के साथ एक कण को ​​अवशोषित किया है -इ, इसकी ऊर्जा को कम करेगा, और ऊर्जा के साथ इ- बढ़ोतरी।

हॉकिंग ने उन दरों की गणना की जिस पर ये सभी प्रक्रियाएं चलती हैं, और इस निष्कर्ष पर पहुंचे कि नकारात्मक ऊर्जा वाले कणों के अवशोषण की संभावना अधिक है। इसका मतलब है कि ब्लैक होल ऊर्जा और द्रव्यमान खो देता है - यह वाष्पित हो जाता है। इसके अलावा, यह एक तापमान के साथ पूरी तरह से काले शरीर के रूप में विकिरण करता है टी = 6 . 10 -8 एमसाथ / एमकेल्विन, जहां एम c सूर्य का द्रव्यमान है (2.1033 g), एमब्लैक होल का द्रव्यमान है। इस साधारण संबंध से पता चलता है कि सूर्य के छह गुना द्रव्यमान वाले ब्लैक होल का तापमान एक डिग्री का सौ मिलियनवां होता है। यह स्पष्ट है कि ऐसा ठंडा शरीर व्यावहारिक रूप से कुछ भी नहीं विकीर्ण करता है, और उपरोक्त सभी तर्क मान्य हैं। एक और बात - मिनी-छेद। यह देखना आसान है कि 10 14 -10 30 ग्राम के द्रव्यमान के साथ, वे दसियों हज़ार डिग्री तक गर्म होते हैं और सफेद गर्म होते हैं! हालांकि, यह तुरंत ध्यान दिया जाना चाहिए कि ब्लैक होल के गुणों के साथ कोई विरोधाभास नहीं है: यह विकिरण श्वार्ज़स्चिल्ड क्षेत्र के ऊपर एक परत द्वारा उत्सर्जित होता है, न कि इसके नीचे।

तो, ब्लैक होल, जो हमेशा के लिए जमी हुई वस्तु प्रतीत होता था, जल्दी या बाद में गायब हो जाता है, वाष्पित हो जाता है। इसके अलावा, चूंकि यह "वजन कम करता है", वाष्पीकरण की दर बढ़ जाती है, लेकिन इसमें अभी भी बहुत लंबा समय लगता है। यह अनुमान है कि 10 14 ग्राम वजन वाले मिनी-होल, जो 10-15 अरब साल पहले बिग बैंग के तुरंत बाद दिखाई दिए थे, हमारे समय तक पूरी तरह से लुप्त हो जाने चाहिए। उनके जीवन के अंतिम चरण में, उनका तापमान एक विशाल मूल्य तक पहुँच जाता है, इसलिए वाष्पीकरण के उत्पाद अत्यधिक उच्च ऊर्जा के कण होने चाहिए। यह संभव है कि वे वही हैं जो पृथ्वी के वायुमंडल में व्यापक वायुमंडलीय वर्षा - ईएएस उत्पन्न करते हैं। किसी भी मामले में, असामान्य रूप से उच्च-ऊर्जा कणों की उत्पत्ति एक और महत्वपूर्ण और दिलचस्प समस्या है, जो ब्लैक होल भौतिकी में कम रोमांचक प्रश्नों से निकटता से संबंधित नहीं हो सकती है।

प्रकाशन तिथि: 09/27/2012

अधिकांश लोगों को ब्लैक होल क्या होते हैं, इसका अस्पष्ट या गलत विचार होता है। इस बीच, ये ब्रह्मांड की ऐसी वैश्विक और शक्तिशाली वस्तुएं हैं, जिनकी तुलना में हमारा ग्रह और हमारा सारा जीवन कुछ भी नहीं है।

सार

यह एक अंतरिक्ष वस्तु है जिसमें इतना बड़ा गुरुत्वाकर्षण है कि यह अपनी सीमा के भीतर आने वाली हर चीज को अवशोषित कर लेता है। वास्तव में, ब्लैक होल एक ऐसी वस्तु है जो प्रकाश भी नहीं छोड़ती है और अंतरिक्ष-समय को मोड़ देती है। ब्लैक होल के पास भी समय अधिक धीरे-धीरे बहता है।

वास्तव में, ब्लैक होल का अस्तित्व केवल एक सिद्धांत (और थोड़ा अभ्यास) है। वैज्ञानिकों के पास धारणाएं और व्यावहारिक अनुभव हैं, लेकिन ब्लैक होल का बारीकी से अध्ययन करना अभी तक संभव नहीं हो पाया है। यही कारण है कि ब्लैक होल को सशर्त रूप से वे सभी वस्तुएं कहा जाता है जो इस विवरण में फिट होती हैं। ब्लैक होल का बहुत कम अध्ययन किया जाता है, और इसलिए बहुत सारे प्रश्न अनसुलझे रहते हैं।

किसी भी ब्लैक होल का एक घटना क्षितिज होता है - वह सीमा, जिसके बाद कुछ भी बाहर नहीं निकल सकता। इसके अलावा, एक वस्तु ब्लैक होल के जितना करीब होती है, उतनी ही धीमी गति से चलती है।

शिक्षा

ब्लैक होल बनने के कई प्रकार और तरीके हैं:
- ब्रह्मांड के निर्माण के परिणामस्वरूप ब्लैक होल का निर्माण। ऐसे ब्लैक होल बिग बैंग के तुरंत बाद दिखाई दिए।
- मरते सितारे। जब कोई तारा अपनी ऊर्जा खो देता है और थर्मोन्यूक्लियर प्रतिक्रियाएं बंद हो जाती हैं, तो तारा सिकुड़ने लगता है। संपीड़न की डिग्री के आधार पर, न्यूट्रॉन तारे, सफेद बौने और वास्तव में, ब्लैक होल को प्रतिष्ठित किया जाता है।
- प्रयोग के माध्यम से प्राप्त करना। उदाहरण के लिए, एक कोलाइडर में, आप एक क्वांटम ब्लैक होल बना सकते हैं।

संस्करणों

कई वैज्ञानिक यह मानने के इच्छुक हैं कि ब्लैक होल सभी अवशोषित पदार्थ को कहीं और फेंक देते हैं। वे। "व्हाइट होल" होना चाहिए जो एक अलग सिद्धांत पर काम करते हैं। यदि आप ब्लैक होल में जा सकते हैं, लेकिन बाहर नहीं निकल सकते हैं, तो आप व्हाइट होल में नहीं जा सकते। वैज्ञानिकों का मुख्य तर्क अंतरिक्ष में दर्ज ऊर्जा का तेज और शक्तिशाली विस्फोट है।

स्ट्रिंग सिद्धांतकारों ने आम तौर पर ब्लैक होल का अपना मॉडल बनाया, जो जानकारी को नष्ट नहीं करता है। उनके सिद्धांत को "फ़ज़बॉल" कहा जाता है - यह आपको विलक्षणता और जानकारी के गायब होने से संबंधित सवालों के जवाब देने की अनुमति देता है।

विलक्षणता और सूचना का गायब होना क्या है? एक विलक्षणता अंतरिक्ष में एक बिंदु है जो अनंत दबाव और घनत्व की विशेषता है। कई लोग विलक्षणता के तथ्य से भ्रमित हैं, क्योंकि भौतिक विज्ञानी अनंत संख्याओं के साथ काम नहीं कर सकते। कई लोगों को यकीन है कि ब्लैक होल में एक विलक्षणता है, लेकिन इसके गुणों का वर्णन बहुत ही सतही रूप से किया गया है।

सरल शब्दों में, सभी समस्याएं और गलतफहमियां क्वांटम यांत्रिकी और गुरुत्वाकर्षण के बीच संबंधों से आती हैं। अब तक, वैज्ञानिक ऐसा सिद्धांत नहीं बना सकते हैं जो उन्हें एकजुट करे। इसलिए ब्लैक होल की समस्या हो रही है। आखिरकार, एक ब्लैक होल सूचना को नष्ट करने लगता है, लेकिन क्वांटम यांत्रिकी की नींव का उल्लंघन होता है। हालांकि हाल ही में, एस हॉकिंग ने इस मुद्दे को हल करते हुए कहा कि ब्लैक होल में जानकारी अभी भी नष्ट नहीं हुई है।

लकीर के फकीर

सबसे पहले, ब्लैक होल अनिश्चित काल तक मौजूद नहीं रह सकते। और हॉकिंग के वाष्पीकरण के लिए सभी धन्यवाद। इसलिए, किसी को यह नहीं सोचना चाहिए कि ब्लैक होल देर-सबेर ब्रह्मांड को निगल जाएगा।

दूसरा, हमारा सूर्य ब्लैक होल नहीं बनेगा। चूँकि हमारे तारे का द्रव्यमान पर्याप्त नहीं होगा। हमारे सूर्य के सफेद बौने में बदलने की अधिक संभावना है (और यह एक तथ्य नहीं है)।

तीसरा, लार्ज हैड्रॉन कोलाइडर ब्लैक होल बनाकर हमारी पृथ्वी को नष्ट नहीं करेगा। यहां तक ​​कि अगर वे जानबूझकर एक ब्लैक होल बनाते हैं और उसे "रिलीज़" करते हैं, तो इसके छोटे आकार के कारण, यह हमारे ग्रह को बहुत, बहुत लंबे समय तक अवशोषित करेगा।

चौथा, ऐसा मत सोचो कि एक ब्लैक होल अंतरिक्ष में एक "छेद" है। ब्लैक होल एक गोलाकार वस्तु है। इसलिए अधिकांश राय है कि ब्लैक होल एक समानांतर ब्रह्मांड की ओर ले जाते हैं। हालाँकि, यह तथ्य अभी तक सिद्ध नहीं हुआ है।

पांचवां, ब्लैक होल का कोई रंग नहीं होता। यह या तो एक्स-रे द्वारा या अन्य आकाशगंगाओं और सितारों (लेंस प्रभाव) की पृष्ठभूमि के खिलाफ पता लगाया जाता है।

इस तथ्य के कारण कि लोग अक्सर ब्लैक होल को वर्महोल (जो वास्तव में मौजूद हैं) के साथ भ्रमित करते हैं, ये अवधारणाएं आम लोगों के बीच प्रतिष्ठित नहीं हैं। वर्महोल वास्तव में आपको अंतरिक्ष और समय में स्थानांतरित करने की अनुमति देता है, लेकिन अभी तक केवल सिद्धांत में।

सरल शब्दों में जटिल बातें

ऐसी घटना को ब्लैक होल के रूप में सरल शब्दों में वर्णित करना मुश्किल है। यदि आप अपने आप को सटीक विज्ञान में पारंगत मानते हैं, तो मैं आपको वैज्ञानिकों के कार्यों को सीधे पढ़ने की सलाह देता हूं। यदि आप इस घटना के बारे में अधिक जानना चाहते हैं, तो स्टीफन हॉकिंग के लेखन को पढ़ें। उन्होंने विज्ञान के लिए और विशेष रूप से ब्लैक होल के क्षेत्र में बहुत कुछ किया। ब्लैक होल के वाष्पीकरण का नाम उन्हीं के नाम पर रखा गया है। वह शैक्षणिक दृष्टिकोण के समर्थक हैं, और इसलिए उनके सभी कार्य एक सामान्य व्यक्ति के लिए भी समझ में आएंगे।

पुस्तकें:
- ब्लैक होल्स एंड यंग यूनिवर्स, 1993।
- संक्षेप में विश्व 2001।
- वर्ष का "ब्रह्मांड का सबसे छोटा इतिहास 2005"।

मैं विशेष रूप से उनकी लोकप्रिय विज्ञान फिल्मों की सिफारिश करना चाहता हूं, जो आपको न केवल ब्लैक होल के बारे में, बल्कि सामान्य रूप से ब्रह्मांड के बारे में भी समझने योग्य भाषा में बताएंगे:
- "द यूनिवर्स ऑफ स्टीफन हॉकिंग" - 6 एपिसोड की एक श्रृंखला।
- "स्टीफन हॉकिंग के साथ ब्रह्मांड में गहरा" - 3 एपिसोड की एक श्रृंखला।
इन सभी फिल्मों का रूसी में अनुवाद किया गया है और इन्हें अक्सर डिस्कवरी चैनलों पर दिखाया जाता है।

ध्यान देने के लिए आपका धन्यवाद!

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