अंतरिक्ष अन्वेषण के बारे में लोकप्रिय विज्ञान फिल्में बनाने में अपेक्षाकृत हालिया वृद्धि के कारण, आधुनिक दर्शक ने विलक्षणता, या ब्लैक होल जैसी घटनाओं के बारे में बहुत कुछ सुना है। हालांकि, फिल्में स्पष्ट रूप से इन घटनाओं की पूर्ण प्रकृति को प्रकट नहीं करती हैं, और कभी-कभी अधिक प्रभाव के लिए निर्मित वैज्ञानिक सिद्धांतों को विकृत भी करती हैं। इस कारण से, इन घटनाओं के बारे में कई आधुनिक लोगों का विचार या तो पूरी तरह से सतही है या पूरी तरह से गलत है। जो समस्या उत्पन्न हुई है उसका एक समाधान यह लेख है, जिसमें हम मौजूदा शोध परिणामों को समझने की कोशिश करेंगे और प्रश्न का उत्तर देंगे - ब्लैक होल क्या है?

1784 में, अंग्रेजी पुजारी और प्रकृतिवादी जॉन मिशेल ने पहली बार रॉयल सोसाइटी को एक पत्र में एक काल्पनिक विशाल शरीर का उल्लेख किया जिसमें इतना मजबूत गुरुत्वाकर्षण आकर्षण है कि इसके लिए दूसरा ब्रह्मांडीय वेग प्रकाश की गति से अधिक होगा। दूसरा ब्रह्मांडीय वेग वह गति है जो एक अपेक्षाकृत छोटी वस्तु को एक खगोलीय पिंड के गुरुत्वाकर्षण आकर्षण को दूर करने और इस पिंड के चारों ओर एक बंद कक्षा की सीमा से परे जाने की आवश्यकता होगी। उनकी गणना के अनुसार, सूर्य के घनत्व और 500 सौर त्रिज्या वाले एक पिंड की सतह पर प्रकाश की गति के बराबर एक दूसरा ब्रह्मांडीय वेग होगा। इस मामले में, प्रकाश भी ऐसे शरीर की सतह को नहीं छोड़ेगा, और इसलिए यह शरीर केवल आने वाली रोशनी को अवशोषित करेगा और पर्यवेक्षक के लिए अदृश्य रहेगा - अंधेरे स्थान की पृष्ठभूमि के खिलाफ एक प्रकार का काला धब्बा।

हालांकि, मिशेल द्वारा प्रस्तावित एक सुपरमैसिव बॉडी की अवधारणा ने आइंस्टीन के काम तक ज्यादा दिलचस्पी नहीं दिखाई। याद रखें कि बाद वाले ने प्रकाश की गति को सूचना हस्तांतरण की सीमित गति के रूप में परिभाषित किया। इसके अलावा, आइंस्टीन ने प्रकाश की गति () के करीब गति के लिए गुरुत्वाकर्षण के सिद्धांत का विस्तार किया। नतीजतन, न्यूटन के सिद्धांत को ब्लैक होल पर लागू करना प्रासंगिक नहीं रह गया था।

आइंस्टीन का समीकरण

ब्लैक होल में सामान्य सापेक्षता लागू करने और आइंस्टीन के समीकरणों को हल करने के परिणामस्वरूप, ब्लैक होल के मुख्य पैरामीटर सामने आए, जिनमें से केवल तीन हैं: द्रव्यमान, विद्युत आवेश और कोणीय गति। यह भारतीय खगोल भौतिकीविद् सुब्रमण्यम चंद्रशेखर के महत्वपूर्ण योगदान पर ध्यान दिया जाना चाहिए, जिन्होंने एक मौलिक मोनोग्राफ बनाया: "ब्लैक होल्स का गणितीय सिद्धांत"।

इस प्रकार, आइंस्टीन समीकरणों के समाधान को चार संभावित प्रकार के ब्लैक होल के लिए चार विकल्पों द्वारा दर्शाया गया है:

• एक ब्लैक होल बिना घूर्णन और बिना चार्ज के श्वार्जस्चिल्ड समाधान है। आइंस्टीन के समीकरणों का उपयोग करते हुए ब्लैक होल (1916) के पहले विवरणों में से एक, लेकिन शरीर के तीन मापदंडों में से दो को ध्यान में रखे बिना। जर्मन भौतिक विज्ञानी कार्ल श्वार्जस्चिल्ड का समाधान आपको एक गोलाकार विशाल पिंड के बाहरी गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र की गणना करने की अनुमति देता है। ब्लैक होल की जर्मन वैज्ञानिक की अवधारणा की एक विशेषता एक घटना क्षितिज की उपस्थिति और उसके पीछे एक है। श्वार्जस्चिल्ड ने सबसे पहले गुरुत्वाकर्षण त्रिज्या की गणना की, जिसे उसका नाम मिला, जो उस क्षेत्र की त्रिज्या को निर्धारित करता है जिस पर किसी दिए गए द्रव्यमान वाले शरीर के लिए घटना क्षितिज स्थित होगा।
• एक चार्ज के साथ रोटेशन के बिना एक ब्लैक होल रीस्नर-नॉर्डस्ट्रॉम समाधान है। एक ब्लैक होल के संभावित विद्युत आवेश को ध्यान में रखते हुए, 1916-1918 में एक समाधान सामने रखा गया। यह चार्ज मनमाने ढंग से बड़ा नहीं हो सकता है और परिणामी विद्युत प्रतिकर्षण के कारण सीमित है। उत्तरार्द्ध को गुरुत्वाकर्षण आकर्षण द्वारा मुआवजा दिया जाना चाहिए।
• घूर्णन और बिना आवेश वाला एक ब्लैक होल - केर का समाधान (1963)। एक घूर्णन केर ब्लैक होल तथाकथित एर्गोस्फीयर की उपस्थिति से एक स्थिर से भिन्न होता है (इसके बारे में और ब्लैक होल के अन्य घटकों के बारे में और पढ़ें)।
• BH रोटेशन और चार्ज के साथ - केर-न्यूमैन सॉल्यूशन। इस समाधान की गणना 1965 में की गई थी और यह वर्तमान में सबसे पूर्ण है, क्योंकि यह सभी तीन बीएच मापदंडों को ध्यान में रखता है। हालांकि, यह अभी भी माना जाता है कि प्रकृति में ब्लैक होल का एक नगण्य चार्ज होता है।

ब्लैक होल का बनना

ब्लैक होल कैसे बनता है और कैसे प्रकट होता है, इसके बारे में कई सिद्धांत हैं, जिनमें से सबसे प्रसिद्ध गुरुत्वाकर्षण पतन के परिणामस्वरूप पर्याप्त द्रव्यमान वाले तारे का उदय है। इस तरह का संपीड़न तीन से अधिक सौर द्रव्यमान वाले तारों के विकास को समाप्त कर सकता है। ऐसे तारों के अंदर थर्मोन्यूक्लियर प्रतिक्रियाएं पूरी होने पर, वे तेजी से एक सुपरडेंस में सिकुड़ने लगते हैं। यदि न्यूट्रॉन तारे की गैस का दबाव गुरुत्वाकर्षण बलों की भरपाई नहीं कर सकता है, अर्थात तारे का द्रव्यमान तथाकथित से अधिक हो जाता है। ओपेनहाइमर-वोल्कोव सीमा, फिर पतन जारी है, जिससे पदार्थ ब्लैक होल में सिकुड़ जाता है।

ब्लैक होल के जन्म का वर्णन करने वाला दूसरा परिदृश्य प्रोटोगैलेक्टिक गैस का संपीड़न है, जो कि इंटरस्टेलर गैस है जो आकाशगंगा या किसी प्रकार के क्लस्टर में परिवर्तन के चरण में है। समान गुरुत्वाकर्षण बलों की भरपाई के लिए अपर्याप्त आंतरिक दबाव के मामले में, एक ब्लैक होल उत्पन्न हो सकता है।

दो अन्य परिदृश्य काल्पनिक बने हुए हैं:

• परिणामस्वरूप ब्लैक होल की घटना - तथाकथित। आदिम ब्लैक होल।
• उच्च ऊर्जाओं पर परमाणु प्रतिक्रियाओं के परिणामस्वरूप घटना। ऐसी प्रतिक्रियाओं का एक उदाहरण कोलाइडर पर प्रयोग है।

ब्लैक होल की संरचना और भौतिकी

श्वार्जस्चिल्ड के अनुसार ब्लैक होल की संरचना में केवल दो तत्व शामिल हैं जिनका उल्लेख पहले किया गया था: एक ब्लैक होल की विलक्षणता और घटना क्षितिज। विलक्षणता के बारे में संक्षेप में बोलते हुए, यह ध्यान दिया जा सकता है कि इसके माध्यम से एक सीधी रेखा खींचना असंभव है, और यह भी कि अधिकांश मौजूदा भौतिक सिद्धांत इसके अंदर काम नहीं करते हैं। इस प्रकार, विलक्षणता का भौतिकी आज भी वैज्ञानिकों के लिए एक रहस्य बना हुआ है। एक ब्लैक होल की एक निश्चित सीमा होती है, जिसे पार करते हुए, एक भौतिक वस्तु अपनी सीमा से परे वापस लौटने की क्षमता खो देती है और स्पष्ट रूप से ब्लैक होल की विलक्षणता में "गिर" जाती है।

केर विलयन के मामले में, अर्थात् BH रोटेशन की उपस्थिति में, ब्लैक होल की संरचना कुछ अधिक जटिल हो जाती है। केर के समाधान का तात्पर्य है कि छेद में एक एर्गोस्फीयर है। एर्गोस्फीयर - घटना क्षितिज के बाहर स्थित एक निश्चित क्षेत्र, जिसके अंदर सभी पिंड ब्लैक होल के घूमने की दिशा में चलते हैं। यह क्षेत्र अभी तक रोमांचक नहीं है और घटना क्षितिज के विपरीत इसे छोड़ना संभव है। एर्गोस्फीयर शायद एक अभिवृद्धि डिस्क का एक प्रकार का एनालॉग है, जो बड़े पैमाने पर पिंडों के चारों ओर घूमने वाले पदार्थ का प्रतिनिधित्व करता है। यदि एक स्थिर श्वार्जस्चिल्ड ब्लैक होल को एक ब्लैक गोले के रूप में दर्शाया जाता है, तो केरी ब्लैक होल, एक एर्गोस्फीयर की उपस्थिति के कारण, एक चपटा दीर्घवृत्त का आकार होता है, जिसके रूप में हम अक्सर चित्रों में ब्लैक होल देखते थे, पुराने में फिल्में या वीडियो गेम।

• ब्लैक होल का वजन कितना होता है? - एक ब्लैक होल की उपस्थिति पर सबसे बड़ी सैद्धांतिक सामग्री एक तारे के पतन के परिणामस्वरूप इसके प्रकट होने के परिदृश्य के लिए उपलब्ध है। इस मामले में, न्यूट्रॉन स्टार का अधिकतम द्रव्यमान और ब्लैक होल का न्यूनतम द्रव्यमान ओपेनहाइमर - वोल्कोव सीमा द्वारा निर्धारित किया जाता है, जिसके अनुसार बीएच द्रव्यमान की निचली सीमा 2.5 - 3 सौर द्रव्यमान होती है। अब तक खोजा गया सबसे भारी ब्लैक होल (एनजीसी 4889 आकाशगंगा में) का द्रव्यमान 21 अरब सौर द्रव्यमान है। हालांकि, किसी को ब्लैक होल के बारे में नहीं भूलना चाहिए, जो उच्च ऊर्जाओं पर परमाणु प्रतिक्रियाओं से उत्पन्न होता है, जैसे कि कोलाइडर पर। ऐसे क्वांटम ब्लैक होल का द्रव्यमान, दूसरे शब्दों में "प्लैंक ब्लैक होल" के क्रम का है, अर्थात् 2 10 -5 ग्राम।
• ब्लैक होल का आकार। न्यूनतम बीएच त्रिज्या की गणना न्यूनतम द्रव्यमान (2.5 - 3 सौर द्रव्यमान) से की जा सकती है। यदि सूर्य का गुरुत्वाकर्षण त्रिज्या, यानी घटना क्षितिज वाला क्षेत्र लगभग 2.95 किमी है, तो 3 सौर द्रव्यमान वाले BH की न्यूनतम त्रिज्या लगभग नौ किलोमीटर होगी। इस तरह के अपेक्षाकृत छोटे आयाम सिर में फिट नहीं होते हैं जब हम बात कर रहे हेविशाल वस्तुओं के बारे में जो चारों ओर सब कुछ आकर्षित करती हैं। हालांकि, क्वांटम ब्लैक होल के लिए, त्रिज्या -10 −35 मीटर है।
• एक ब्लैक होल का औसत घनत्व दो मापदंडों पर निर्भर करता है: द्रव्यमान और त्रिज्या। लगभग तीन सौर द्रव्यमान वाले ब्लैक होल का घनत्व लगभग 6 10 26 किग्रा/वर्ग मीटर है, जबकि पानी का घनत्व 1000 किग्रा/वर्ग मीटर है। हालांकि, वैज्ञानिकों को इतने छोटे ब्लैक होल नहीं मिले हैं। अधिकांश ज्ञात बीएच में 105 सौर द्रव्यमान से अधिक द्रव्यमान होते हैं। एक दिलचस्प पैटर्न है जिसके अनुसार ब्लैक होल जितना अधिक विशाल होगा, उसका घनत्व उतना ही कम होगा। इस मामले में, परिमाण के 11 आदेशों के द्रव्यमान में परिवर्तन परिमाण के 22 आदेशों द्वारा घनत्व में परिवर्तन पर जोर देता है। इस प्रकार, 1 ·10 9 सौर द्रव्यमान वाले ब्लैक होल का घनत्व 18.5 किग्रा/वर्ग मीटर है, जो सोने के घनत्व से एक कम है। और 10 10 से अधिक सौर द्रव्यमान वाले ब्लैक होल का औसत घनत्व हवा के घनत्व से कम हो सकता है। इन गणनाओं के आधार पर, यह मान लेना तर्कसंगत है कि ब्लैक होल का निर्माण पदार्थ के संपीड़न के कारण नहीं होता है, बल्कि एक निश्चित मात्रा में बड़ी मात्रा में पदार्थ के संचय के परिणामस्वरूप होता है। क्वांटम ब्लैक होल के मामले में, उनका घनत्व लगभग 10 94 किग्रा/वर्ग मीटर हो सकता है।
• ब्लैक होल का तापमान भी उसके द्रव्यमान के व्युत्क्रमानुपाती होता है। इस तापमान का सीधा संबंध है। इस विकिरण का स्पेक्ट्रम पूरी तरह से काले शरीर के स्पेक्ट्रम के साथ मेल खाता है, यानी एक ऐसा शरीर जो सभी घटना विकिरण को अवशोषित करता है। एक ब्लैक बॉडी का विकिरण स्पेक्ट्रम उसके तापमान पर ही निर्भर करता है, फिर एक ब्लैक होल का तापमान हॉकिंग विकिरण स्पेक्ट्रम से निर्धारित किया जा सकता है। जैसा कि ऊपर उल्लेख किया गया है, यह विकिरण जितना अधिक शक्तिशाली होता है, ब्लैक होल उतना ही छोटा होता है। उसी समय, हॉकिंग विकिरण काल्पनिक बना हुआ है, क्योंकि यह अभी तक खगोलविदों द्वारा नहीं देखा गया है। इससे यह निष्कर्ष निकलता है कि यदि हॉकिंग विकिरण मौजूद है, तो देखे गए बीएच का तापमान इतना कम है कि यह किसी को संकेतित विकिरण का पता लगाने की अनुमति नहीं देता है। गणना के अनुसार, सूर्य के द्रव्यमान के कोटि के द्रव्यमान वाले छिद्र का तापमान भी नगण्य (1 10 -7 K या -272°C) होता है। क्वांटम ब्लैक होल का तापमान लगभग 10 12 K तक पहुंच सकता है, और उनके तेजी से वाष्पीकरण (लगभग 1.5 मिनट) के साथ, ऐसे ब्लैक होल दस मिलियन परमाणु बमों के क्रम की ऊर्जा का उत्सर्जन कर सकते हैं। लेकिन, सौभाग्य से, इस तरह की काल्पनिक वस्तुओं के निर्माण के लिए लार्ज हैड्रॉन कोलाइडर में आज की तुलना में 10 14 गुना अधिक ऊर्जा की आवश्यकता होगी। इसके अलावा, खगोलविदों द्वारा ऐसी घटनाएं कभी नहीं देखी गई हैं।

सीएचडी किससे बना होता है?

एक और सवाल वैज्ञानिकों और उन दोनों को चिंतित करता है जो केवल खगोल भौतिकी के शौकीन हैं - ब्लैक होल में क्या होता है? इस प्रश्न का एक भी उत्तर नहीं है, क्योंकि किसी भी ब्लैक होल के आसपास के घटना क्षितिज से परे देखना संभव नहीं है। इसके अलावा, जैसा कि पहले उल्लेख किया गया है, ब्लैक होल के सैद्धांतिक मॉडल इसके केवल 3 घटकों के लिए प्रदान करते हैं: एर्गोस्फीयर, घटना क्षितिज, और विलक्षणता। यह मान लेना तर्कसंगत है कि एर्गोस्फीयर में केवल वे वस्तुएं हैं जो ब्लैक होल द्वारा आकर्षित की गई थीं, और जो अब इसके चारों ओर घूमती हैं - विभिन्न प्रकार के ब्रह्मांडीय पिंड और ब्रह्मांडीय गैस। घटना क्षितिज सिर्फ एक पतली निहित सीमा है, जिसके एक बार परे, वही ब्रह्मांडीय पिंड अपरिवर्तनीय रूप से ब्लैक होल के अंतिम मुख्य घटक - विलक्षणता की ओर आकर्षित होते हैं। विलक्षणता की प्रकृति का आज अध्ययन नहीं किया गया है, और इसकी रचना के बारे में बात करना जल्दबाजी होगी।

कुछ मान्यताओं के अनुसार, ब्लैक होल में न्यूट्रॉन हो सकते हैं। यदि हम किसी तारे के न्यूट्रॉन तारे से उसके बाद के संपीडन के परिणामस्वरूप एक ब्लैक होल की घटना के परिदृश्य का अनुसरण करते हैं, तो, संभवतः, ब्लैक होल के मुख्य भाग में न्यूट्रॉन होते हैं, जिनमें से न्यूट्रॉन तारा होता है स्वयं होते हैं। सरल शब्दों में: जब कोई तारा ढह जाता है, तो उसके परमाणु इस तरह संकुचित हो जाते हैं कि इलेक्ट्रॉन प्रोटॉन के साथ जुड़ जाते हैं, जिससे न्यूट्रॉन बनते हैं। ऐसी प्रतिक्रिया वास्तव में प्रकृति में होती है, न्यूट्रॉन के निर्माण के साथ, न्यूट्रिनो उत्सर्जन होता है। हालाँकि, ये सिर्फ अनुमान हैं।

यदि आप ब्लैक होल में गिर जाते हैं तो क्या होता है?

एस्ट्रोफिजिकल ब्लैक होल में गिरने से शरीर में खिंचाव आता है। एक काल्पनिक आत्मघाती अंतरिक्ष यात्री पर विचार करें जो एक स्पेस सूट के अलावा कुछ भी नहीं पहने हुए ब्लैक होल में जा रहा है, पहले पैर। घटना क्षितिज को पार करते हुए, अंतरिक्ष यात्री को कोई बदलाव नहीं दिखाई देगा, इस तथ्य के बावजूद कि उसके पास अब वापस जाने का अवसर नहीं है। किसी बिंदु पर, अंतरिक्ष यात्री उस बिंदु पर पहुंच जाएगा (घटना क्षितिज से थोड़ा पीछे) जहां उसके शरीर की विकृति होने लगेगी। चूंकि एक ब्लैक होल का गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र असमान है और केंद्र की ओर बढ़ते हुए बल प्रवणता द्वारा दर्शाया गया है, उदाहरण के लिए, सिर की तुलना में अंतरिक्ष यात्री के पैरों को अधिक गुरुत्वाकर्षण प्रभाव के अधीन किया जाएगा। फिर, गुरुत्वाकर्षण के कारण, या बल्कि, ज्वारीय बल, पैर तेजी से "गिरेंगे"। इस प्रकार, शरीर धीरे-धीरे लंबाई में खिंचाव करना शुरू कर देता है। इस घटना का वर्णन करने के लिए, खगोल भौतिकीविद एक रचनात्मक शब्द - स्पेगेटीफिकेशन के साथ आए हैं। शरीर को और अधिक खींचने से संभवतः यह परमाणुओं में विघटित हो जाएगा, जो देर-सबेर एक विलक्षणता तक पहुंच जाएगा। इस स्थिति में व्यक्ति कैसा महसूस करेगा, इसका केवल अंदाजा ही लगाया जा सकता है। यह ध्यान देने योग्य है कि शरीर में खिंचाव का प्रभाव ब्लैक होल के द्रव्यमान के व्युत्क्रमानुपाती होता है। यही है, यदि तीन सूर्यों के द्रव्यमान वाला एक BH तुरंत शरीर को फैलाता / तोड़ता है, तो सुपरमैसिव ब्लैक होल में कम ज्वारीय बल होंगे और, ऐसे सुझाव हैं कि कुछ भौतिक सामग्री अपनी संरचना को खोए बिना इस तरह के विरूपण को "सहन" कर सकती है।

जैसा कि आप जानते हैं, विशाल वस्तुओं के पास, समय अधिक धीरे-धीरे बहता है, जिसका अर्थ है कि एक आत्मघाती अंतरिक्ष यात्री के लिए समय पृथ्वीवासियों की तुलना में बहुत अधिक धीरे-धीरे बहेगा। उस स्थिति में, शायद वह न केवल अपने दोस्तों को, बल्कि पृथ्वी को भी जीवित रखेगा। एक अंतरिक्ष यात्री के लिए कितना समय धीमा होगा, यह निर्धारित करने के लिए गणना की आवश्यकता होगी, हालांकि, ऊपर से, यह माना जा सकता है कि अंतरिक्ष यात्री बहुत धीरे-धीरे ब्लैक होल में गिरेगा और उस क्षण को देखने के लिए जीवित नहीं रह सकता है जब उसका शरीर शुरू होता है विकृत करना।

यह उल्लेखनीय है कि बाहर के एक पर्यवेक्षक के लिए, घटना क्षितिज तक बहने वाले सभी शरीर इस क्षितिज के किनारे पर तब तक रहेंगे जब तक उनकी छवि गायब नहीं हो जाती। इस घटना का कारण गुरुत्वाकर्षण रेडशिफ्ट है। कुछ हद तक सरल करते हुए, हम कह सकते हैं कि घटना क्षितिज पर "जमे हुए" एक आत्मघाती अंतरिक्ष यात्री के शरीर पर पड़ने वाला प्रकाश इसके धीमे समय के कारण इसकी आवृत्ति को बदल देगा। जैसे-जैसे समय धीरे-धीरे बीतता जाएगा, प्रकाश की आवृत्ति कम होती जाएगी और तरंगदैर्घ्य बढ़ता जाएगा। इस घटना के परिणामस्वरूप, आउटपुट पर, यानी बाहरी पर्यवेक्षक के लिए, प्रकाश धीरे-धीरे कम-आवृत्ति - लाल की ओर स्थानांतरित हो जाएगा। स्पेक्ट्रम के साथ प्रकाश की एक पारी होगी, क्योंकि आत्मघाती अंतरिक्ष यात्री पर्यवेक्षक से आगे और आगे दूर हो जाता है, यद्यपि लगभग अगोचर रूप से, और उसका समय अधिक से अधिक धीरे-धीरे बहता है। इस प्रकार, उसके शरीर द्वारा परावर्तित प्रकाश जल्द ही दृश्यमान स्पेक्ट्रम से परे चला जाएगा (छवि गायब हो जाएगी), और भविष्य में अंतरिक्ष यात्री के शरीर को केवल अवरक्त क्षेत्र में, बाद में रेडियो आवृत्ति में पकड़ा जा सकता है, और इसके परिणामस्वरूप, विकिरण पूरी तरह से मायावी होगा।

ऊपर जो लिखा गया है, उसके बावजूद, यह माना जाता है कि बहुत बड़े सुपरमैसिव ब्लैक होल में, ज्वारीय बल दूरी के साथ इतना नहीं बदलते हैं और गिरते हुए पिंड पर लगभग समान रूप से कार्य करते हैं। ऐसे में गिरने वाला अंतरिक्ष यान अपनी संरचना को बरकरार रखेगा। एक वाजिब सवाल उठता है - ब्लैक होल कहाँ ले जाता है? वर्महोल और ब्लैक होल जैसी दो घटनाओं को जोड़कर इस सवाल का जवाब कुछ वैज्ञानिकों के काम से दिया जा सकता है।

1935 में वापस, अल्बर्ट आइंस्टीन और नाथन रोसेन ने, तथाकथित वर्महोल के अस्तित्व के बारे में एक परिकल्पना को सामने रखा, जो बाद के महत्वपूर्ण वक्रता वाले स्थानों में अंतरिक्ष-समय के दो बिंदुओं को जोड़ता है - आइंस्टीन-रोसेन पुल या वर्महोल। अंतरिक्ष की इतनी शक्तिशाली वक्रता के लिए, एक विशाल द्रव्यमान वाले पिंडों की आवश्यकता होगी, जिसकी भूमिका ब्लैक होल पूरी तरह से सामना करेगी।

आइंस्टीन-रोसेन ब्रिज को एक अभेद्य वर्महोल माना जाता है, क्योंकि यह छोटा और अस्थिर है।

ब्लैक एंड व्हाइट होल के सिद्धांत के भीतर एक ट्रैवर्सेबल वर्महोल संभव है। जहां व्हाइट होल ब्लैक होल में गिरने वाली सूचना का आउटपुट है। व्हाइट होल को सामान्य सापेक्षता के ढांचे में वर्णित किया गया है, लेकिन आज यह काल्पनिक बना हुआ है और इसकी खोज नहीं की गई है। वर्महोल का एक अन्य मॉडल अमेरिकी वैज्ञानिकों किप थॉर्न और उनके स्नातक छात्र माइक मॉरिस द्वारा प्रस्तावित किया गया था, जो कि प्रचलित हो सकता है। हालांकि, मॉरिस-थॉर्न वर्महोल के मामले में, साथ ही ब्लैक एंड व्हाइट होल के मामले में, यात्रा की संभावना के लिए तथाकथित विदेशी पदार्थ के अस्तित्व की आवश्यकता होती है, जिसमें नकारात्मक ऊर्जा होती है और यह काल्पनिक भी रहता है।

ब्रह्मांड में ब्लैक होल

ब्लैक होल के अस्तित्व की अपेक्षाकृत हाल ही में (सितंबर 2015) पुष्टि की गई थी, लेकिन उस समय से पहले ब्लैक होल की प्रकृति पर बहुत सारी सैद्धांतिक सामग्री थी, साथ ही ब्लैक होल की भूमिका के लिए कई उम्मीदवार वस्तुएं थीं। सबसे पहले, किसी को ब्लैक होल के आयामों को ध्यान में रखना चाहिए, क्योंकि घटना की प्रकृति उन पर निर्भर करती है:

• तारकीय द्रव्यमान ब्लैक होल. ऐसी वस्तुएं किसी तारे के गिरने के परिणामस्वरूप बनती हैं। जैसा कि पहले उल्लेख किया गया है, ऐसे ब्लैक होल को बनाने में सक्षम पिंड का न्यूनतम द्रव्यमान 2.5 - 3 सौर द्रव्यमान है।
• इंटरमीडिएट मास ब्लैक होल. एक सशर्त मध्यवर्ती प्रकार के ब्लैक होल जो आस-पास की वस्तुओं के अवशोषण के कारण बढ़े हैं, जैसे कि गैस संचय, एक पड़ोसी तारा (दो सितारों की प्रणालियों में) और अन्य ब्रह्मांडीय पिंड।
• अत्यधिक द्रव्यमान वाला काला सुरंग. 10 5 -10 10 सौर द्रव्यमान वाली कॉम्पैक्ट वस्तुएं। ऐसे BH के विशिष्ट गुण विरोधाभासी रूप से कम घनत्व के साथ-साथ कमजोर ज्वारीय बल हैं, जिनकी चर्चा पहले की गई थी। यह हमारी मिल्की वे आकाशगंगा (धनु A*, Sgr A*) के साथ-साथ अधिकांश अन्य आकाशगंगाओं के केंद्र में स्थित यह सुपरमैसिव ब्लैक होल है।

सीएचडी . के लिए उम्मीदवार

निकटतम ब्लैक होल, या ब्लैक होल की भूमिका के लिए एक उम्मीदवार, एक वस्तु (V616 यूनिकॉर्न) है, जो सूर्य से (हमारी आकाशगंगा में) 3000 प्रकाश वर्ष की दूरी पर स्थित है। इसमें दो घटक होते हैं: आधा सौर द्रव्यमान वाला एक तारा, साथ ही एक अदृश्य छोटा पिंड, जिसका द्रव्यमान 3-5 सौर द्रव्यमान होता है। यदि यह पिंड तारकीय द्रव्यमान का एक छोटा ब्लैक होल निकला, तो दाईं ओर से यह निकटतम ब्लैक होल होगा।

इस वस्तु के बाद, दूसरा निकटतम ब्लैक होल Cyg X-1 (Cyg X-1) है, जो ब्लैक होल की भूमिका के लिए पहला उम्मीदवार था। इसकी दूरी लगभग 6070 प्रकाश वर्ष है। काफी अच्छी तरह से अध्ययन किया गया: इसका द्रव्यमान 14.8 सौर द्रव्यमान और लगभग 26 किमी की घटना क्षितिज त्रिज्या है।

कुछ स्रोतों के अनुसार, ब्लैक होल की भूमिका के लिए एक और निकटतम उम्मीदवार स्टार सिस्टम V4641 Sagittarii (V4641 Sgr) में एक पिंड हो सकता है, जो 1999 में अनुमान के अनुसार 1600 प्रकाश वर्ष की दूरी पर स्थित था। हालांकि, बाद के अध्ययनों ने इस दूरी को कम से कम 15 गुना बढ़ा दिया।

हमारी आकाशगंगा में कितने ब्लैक होल हैं?

इस प्रश्न का कोई सटीक उत्तर नहीं है, क्योंकि उनका निरीक्षण करना काफी कठिन है, और आकाश के पूरे अध्ययन के दौरान, वैज्ञानिकों ने आकाशगंगा के भीतर लगभग एक दर्जन ब्लैक होल का पता लगाने में कामयाबी हासिल की। गणना में शामिल हुए बिना, हम ध्यान दें कि हमारी आकाशगंगा में लगभग 100 - 400 अरब तारे हैं, और लगभग हर हजारवें तारे में ब्लैक होल बनाने के लिए पर्याप्त द्रव्यमान है। यह संभावना है कि आकाशगंगा के अस्तित्व के दौरान लाखों ब्लैक होल बने होंगे। चूंकि विशाल ब्लैक होल को पंजीकृत करना आसान है, इसलिए यह मान लेना तर्कसंगत है कि हमारी आकाशगंगा में अधिकांश बीएच सुपरमैसिव नहीं हैं। उल्लेखनीय है कि 2005 में नासा का शोध आकाशगंगा के केंद्र की परिक्रमा करते हुए ब्लैक होल (10-20 हजार) के एक पूरे झुंड की उपस्थिति का सुझाव देता है। इसके अलावा, 2016 में, जापानी खगोल भौतिकीविदों ने वस्तु * के पास एक विशाल उपग्रह की खोज की - एक ब्लैक होल, आकाशगंगा का मूल। इस पिंड की छोटी त्रिज्या (0.15 प्रकाश वर्ष) के साथ-साथ इसके विशाल द्रव्यमान (100,000 सौर द्रव्यमान) के कारण, वैज्ञानिकों का सुझाव है कि यह वस्तु एक सुपरमैसिव ब्लैक होल भी है।

हमारी आकाशगंगा का मूल, आकाशगंगा का ब्लैक होल (धनु ए *, एसजीआर ए * या धनु ए *) सुपरमैसिव है और इसका द्रव्यमान 4.31 10 6 सौर द्रव्यमान है, और 0.00071 प्रकाश वर्ष (6.25 प्रकाश घंटे) का त्रिज्या है। या 6.75 बिलियन किमी)। धनु A* का तापमान इसके चारों ओर के गुच्छों सहित लगभग 1 10 7 K होता है।

सबसे बड़ा ब्लैक होल

ब्रह्मांड में सबसे बड़ा ब्लैक होल जिसका वैज्ञानिकों ने पता लगाया है, एक सुपरमैसिव ब्लैक होल, FSRQ ब्लेज़र, आकाशगंगा S5 0014+81 के केंद्र में, पृथ्वी से 1.2 · 10 10 प्रकाश-वर्ष की दूरी पर है। अवलोकन के प्रारंभिक परिणामों के अनुसार, स्विफ्ट अंतरिक्ष वेधशाला का उपयोग करते हुए, ब्लैक होल का द्रव्यमान 40 बिलियन (40 10 9) सौर द्रव्यमान था, और ऐसे छेद का श्वार्जस्चिल्ड त्रिज्या 118.35 बिलियन किलोमीटर (0.013 प्रकाश वर्ष) था। इसके अलावा, गणना के अनुसार, यह 12.1 अरब साल पहले (बिग बैंग के 1.6 अरब साल बाद) पैदा हुआ था। यदि यह विशालकाय ब्लैक होल अपने आस-पास के पदार्थ को अवशोषित नहीं करता है, तो यह ब्लैक होल के युग को देखने के लिए जीवित रहेगा - ब्रह्मांड के विकास में युगों में से एक, जिसके दौरान ब्लैक होल इसमें हावी रहेंगे। यदि आकाशगंगा S5 0014+81 का कोर बढ़ता रहता है, तो यह ब्रह्मांड में मौजूद अंतिम ब्लैक होल में से एक बन जाएगा।

अन्य दो ज्ञात ब्लैक होल, हालांकि नामित नहीं हैं, ब्लैक होल के अध्ययन के लिए सबसे महत्वपूर्ण हैं, क्योंकि उन्होंने प्रयोगात्मक रूप से अपने अस्तित्व की पुष्टि की, और गुरुत्वाकर्षण के अध्ययन के लिए महत्वपूर्ण परिणाम भी दिए। हम बात कर रहे हैं घटना GW150914 की, जिसे दो ब्लैक होल का एक में टकराना कहा जाता है। इस घटना को पंजीकृत करने की अनुमति दी।

ब्लैक होल का पता लगाना

ब्लैक होल का पता लगाने के तरीकों पर विचार करने से पहले, इस प्रश्न का उत्तर देना चाहिए - ब्लैक होल ब्लैक क्यों है? - इसके उत्तर के लिए खगोल भौतिकी और ब्रह्मांड विज्ञान के गहन ज्ञान की आवश्यकता नहीं है। तथ्य यह है कि एक ब्लैक होल उस पर पड़ने वाले सभी विकिरणों को अवशोषित करता है और बिल्कुल भी विकिरण नहीं करता है, यदि आप काल्पनिक को ध्यान में नहीं रखते हैं। यदि हम इस घटना पर अधिक विस्तार से विचार करें, तो हम मान सकते हैं कि ब्लैक होल के अंदर ऐसी कोई प्रक्रिया नहीं है जो विद्युत चुम्बकीय विकिरण के रूप में ऊर्जा की रिहाई की ओर ले जाती है। फिर यदि ब्लैक होल विकिरण करता है, तो यह हॉकिंग स्पेक्ट्रम में है (जो एक गर्म, बिल्कुल काले शरीर के स्पेक्ट्रम के साथ मेल खाता है)। हालांकि, जैसा कि पहले उल्लेख किया गया है, इस विकिरण का पता नहीं चला था, जो ब्लैक होल के पूरी तरह से कम तापमान का सुझाव देता है।

एक अन्य आम तौर पर स्वीकृत सिद्धांत कहता है कि विद्युत चुम्बकीय विकिरण घटना क्षितिज को छोड़ने में सक्षम नहीं है। यह सबसे अधिक संभावना है कि फोटॉन (प्रकाश के कण) बड़े पैमाने पर वस्तुओं से आकर्षित नहीं होते हैं, क्योंकि सिद्धांत के अनुसार, उनका स्वयं कोई द्रव्यमान नहीं होता है। हालांकि, ब्लैक होल अभी भी अंतरिक्ष-समय के विरूपण के माध्यम से प्रकाश के फोटॉन को "आकर्षित" करता है। यदि हम अंतरिक्ष में एक ब्लैक होल की कल्पना अंतरिक्ष-समय की चिकनी सतह पर एक प्रकार के अवसाद के रूप में करते हैं, तो ब्लैक होल के केंद्र से एक निश्चित दूरी होती है, जिसके निकट प्रकाश अब उससे दूर नहीं जा सकेगा। यानी मोटे तौर पर, प्रकाश "गड्ढे" में "गिरने" के लिए शुरू होता है, जिसमें "नीचे" भी नहीं होता है।

इसके अलावा, गुरुत्वाकर्षण रेडशिफ्ट के प्रभाव को देखते हुए, यह संभव है कि ब्लैक होल में प्रकाश अपनी आवृत्ति खो देता है, स्पेक्ट्रम के साथ कम आवृत्ति वाली लंबी-तरंग विकिरण के क्षेत्र में स्थानांतरित हो जाता है, जब तक कि यह पूरी तरह से ऊर्जा खो नहीं देता।

तो, एक ब्लैक होल ब्लैक होता है और इसलिए अंतरिक्ष में इसका पता लगाना मुश्किल होता है।

पता लगाने के तरीके

उन तरीकों पर विचार करें जिनका उपयोग खगोलविद ब्लैक होल का पता लगाने के लिए करते हैं:

ऊपर वर्णित विधियों के अलावा, वैज्ञानिक अक्सर ब्लैक होल जैसी वस्तुओं को जोड़ते हैं। क्वासर ब्रह्मांडीय पिंडों और गैस के कुछ समूह हैं, जो ब्रह्मांड में सबसे चमकीले खगोलीय पिंडों में से हैं। चूंकि उनके पास अपेक्षाकृत छोटे आकार में ल्यूमिनेसिसेंस की उच्च तीव्रता है, इसलिए यह मानने का कारण है कि इन वस्तुओं का केंद्र एक सुपरमैसिव ब्लैक होल है, जो आसपास के पदार्थ को अपनी ओर आकर्षित करता है। इतने शक्तिशाली गुरुत्वाकर्षण आकर्षण के कारण, आकर्षित पदार्थ इतना गर्म होता है कि वह तीव्रता से विकिरण करता है। ऐसी वस्तुओं का पता लगाने की तुलना आमतौर पर ब्लैक होल के पता लगाने से की जाती है। कभी-कभी क्वासर गर्म प्लाज्मा के जेट को दो दिशाओं में उत्सर्जित कर सकते हैं - सापेक्षतावादी जेट। ऐसे जेट (जेट) के उद्भव के कारण पूरी तरह से स्पष्ट नहीं हैं, लेकिन वे संभवतः BH और अभिवृद्धि डिस्क के चुंबकीय क्षेत्रों की परस्पर क्रिया के कारण होते हैं, और प्रत्यक्ष ब्लैक होल द्वारा उत्सर्जित नहीं होते हैं।

M87 आकाशगंगा में एक जेट ब्लैक होल के केंद्र से टकरा रहा है

उपरोक्त को संक्षेप में, कोई कल्पना कर सकता है, करीब से: यह एक गोलाकार काली वस्तु है, जिसके चारों ओर अत्यधिक गर्म पदार्थ घूमता है, जिससे एक चमकदार अभिवृद्धि डिस्क बनती है।

ब्लैक होल का विलय और टकराना

खगोल भौतिकी में सबसे दिलचस्प घटनाओं में से एक ब्लैक होल की टक्कर है, जिससे ऐसे विशाल खगोलीय पिंडों का पता लगाना भी संभव हो जाता है। ऐसी प्रक्रियाएं न केवल खगोल भौतिकीविदों के लिए रुचिकर हैं, क्योंकि वे भौतिकविदों द्वारा खराब अध्ययन की गई घटनाओं के परिणामस्वरूप होती हैं। सबसे स्पष्ट उदाहरण GW150914 नामक पहले उल्लेखित घटना है, जब दो ब्लैक होल इतने करीब आ गए कि, पारस्परिक गुरुत्वाकर्षण आकर्षण के परिणामस्वरूप, वे एक में विलीन हो गए। इस टक्कर का एक महत्वपूर्ण परिणाम गुरुत्वाकर्षण तरंगों का उदय था।

गुरुत्वाकर्षण तरंगों की परिभाषा के अनुसार, ये गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र में परिवर्तन हैं जो बड़े पैमाने पर चलती वस्तुओं से तरंग की तरह फैलते हैं। जब दो ऐसी वस्तुएं एक दूसरे के पास आती हैं, तो वे गुरुत्वाकर्षण के एक सामान्य केंद्र के चारों ओर घूमना शुरू कर देती हैं। जैसे-जैसे वे एक-दूसरे के करीब आते हैं, अपनी धुरी के चारों ओर उनका घूमना बढ़ता जाता है। किसी बिंदु पर गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र के ऐसे परिवर्तनशील दोलन एक शक्तिशाली गुरुत्वाकर्षण तरंग बना सकते हैं जो अंतरिक्ष में लाखों प्रकाश वर्ष तक फैल सकती है। तो, 1.3 बिलियन प्रकाश वर्ष की दूरी पर, दो ब्लैक होल की टक्कर हुई, जिसने एक शक्तिशाली गुरुत्वाकर्षण तरंग बनाई जो 14 सितंबर, 2015 को पृथ्वी पर पहुंची और LIGO और VIRGO डिटेक्टरों द्वारा रिकॉर्ड की गई।

ब्लैक होल कैसे मरते हैं?

जाहिर है, ब्लैक होल के अस्तित्व को समाप्त करने के लिए, उसे अपना सारा द्रव्यमान खोना होगा। हालांकि, उसकी परिभाषा के अनुसार, ब्लैक होल को तब तक नहीं छोड़ा जा सकता जब तक वह अपने घटना क्षितिज को पार कर गया हो। यह ज्ञात है कि पहली बार सोवियत सैद्धांतिक भौतिक विज्ञानी व्लादिमीर ग्रिबोव ने एक अन्य सोवियत वैज्ञानिक याकोव ज़ेल्डोविच के साथ अपनी चर्चा में ब्लैक होल द्वारा कणों के उत्सर्जन की संभावना का उल्लेख किया था। उन्होंने तर्क दिया कि क्वांटम यांत्रिकी के दृष्टिकोण से, एक ब्लैक होल एक सुरंग प्रभाव के माध्यम से कणों को उत्सर्जित करने में सक्षम है। बाद में, क्वांटम यांत्रिकी की मदद से, उन्होंने अपना खुद का, कुछ अलग सिद्धांत, अंग्रेजी सैद्धांतिक भौतिक विज्ञानी स्टीफन हॉकिंग का निर्माण किया। आप इस घटना के बारे में अधिक पढ़ सकते हैं। संक्षेप में, निर्वात में तथाकथित आभासी कण होते हैं, जो लगातार जोड़े में पैदा होते हैं और एक-दूसरे का सफाया करते हैं, जबकि आसपास की दुनिया के साथ बातचीत नहीं करते हैं। लेकिन अगर ऐसे जोड़े ब्लैक होल के घटना क्षितिज पर उत्पन्न होते हैं, तो मजबूत गुरुत्वाकर्षण काल्पनिक रूप से उन्हें अलग करने में सक्षम होता है, जिसमें एक कण ब्लैक होल में गिरता है, और दूसरा ब्लैक होल से दूर जाता है। और चूंकि एक कण जो एक छेद से दूर उड़ गया है, देखा जा सकता है, और इसलिए सकारात्मक ऊर्जा है, एक कण जो छेद में गिर गया है, उसमें नकारात्मक ऊर्जा होनी चाहिए। इस प्रकार, ब्लैक होल अपनी ऊर्जा खो देगा और ब्लैक होल वाष्पीकरण नामक एक प्रभाव होगा।

ब्लैक होल के उपलब्ध मॉडलों के अनुसार, जैसा कि पहले उल्लेख किया गया है, जैसे-जैसे इसका द्रव्यमान घटता है, इसका विकिरण अधिक तीव्र होता जाता है। फिर, ब्लैक होल के अस्तित्व के अंतिम चरण में, जब इसे क्वांटम ब्लैक होल के आकार में घटाया जा सकता है, तो यह विकिरण के रूप में भारी मात्रा में ऊर्जा छोड़ेगा, जो हजारों या यहां तक ​​​​कि बराबर हो सकता है। लाखों परमाणु बम। यह घटना कुछ हद तक उसी बम की तरह ब्लैक होल के विस्फोट की याद दिलाती है। गणना के अनुसार, आदिकालीन ब्लैक होल बिग बैंग के परिणामस्वरूप पैदा हो सकते थे, और उनमें से जिनका द्रव्यमान 10 12 किलोग्राम के क्रम पर है, हमारे समय के आसपास वाष्पित और विस्फोट हो जाना चाहिए था। हालांकि ऐसा विस्फोट खगोलविदों ने कभी नहीं देखा होगा।

ब्लैक होल के विनाश के लिए हॉकिंग द्वारा प्रस्तावित तंत्र के बावजूद, हॉकिंग विकिरण के गुण क्वांटम यांत्रिकी के ढांचे में एक विरोधाभास का कारण बनते हैं। यदि कोई ब्लैक होल किसी शरीर को अवशोषित कर लेता है, और फिर इस शरीर के अवशोषण से उत्पन्न द्रव्यमान को खो देता है, तो शरीर की प्रकृति की परवाह किए बिना, ब्लैक होल शरीर के अवशोषण से पहले की तुलना में भिन्न नहीं होगा। इस मामले में, शरीर के बारे में जानकारी हमेशा के लिए खो जाती है। सैद्धांतिक गणना के दृष्टिकोण से, प्रारंभिक शुद्ध अवस्था का परिणामी मिश्रित ("थर्मल") अवस्था में परिवर्तन क्वांटम यांत्रिकी के वर्तमान सिद्धांत के अनुरूप नहीं है। इस विरोधाभास को कभी-कभी ब्लैक होल में जानकारी का गायब होना कहा जाता है। इस विरोधाभास का वास्तविक समाधान कभी नहीं मिला। विरोधाभास को हल करने के लिए ज्ञात विकल्प:

• हॉकिंग के सिद्धांत की असंगति। यह ब्लैक होल को नष्ट करने और इसके निरंतर विकास की असंभवता पर जोर देता है।
• सफेद छिद्रों की उपस्थिति। इस मामले में, अवशोषित जानकारी गायब नहीं होती है, लेकिन बस दूसरे ब्रह्मांड में फेंक दी जाती है।
• क्वांटम यांत्रिकी के आम तौर पर स्वीकृत सिद्धांत की असंगति।

ब्लैक होल भौतिकी की अनसुलझी समस्या

पहले वर्णित हर चीज को देखते हुए, ब्लैक होल, हालांकि उनका अपेक्षाकृत लंबे समय तक अध्ययन किया गया है, फिर भी कई विशेषताएं हैं, जिनके तंत्र अभी भी वैज्ञानिकों को ज्ञात नहीं हैं।

• 1970 में, एक अंग्रेजी वैज्ञानिक ने तथाकथित तैयार किया। "ब्रह्मांडीय सेंसरशिप का सिद्धांत" - "प्रकृति नंगे विलक्षणता से घृणा करती है।" इसका मतलब यह है कि एक ब्लैक होल के केंद्र की तरह, दृश्य से छिपे हुए स्थानों में ही विलक्षणता का निर्माण होता है। हालाँकि, यह सिद्धांत अभी तक सिद्ध नहीं हुआ है। सैद्धांतिक गणनाएं भी हैं जिनके अनुसार "नग्न" विलक्षणता हो सकती है।
• "नो-हेयर थ्योरम", जिसके अनुसार ब्लैक होल के केवल तीन पैरामीटर हैं, या तो सिद्ध नहीं हुआ है।
• ब्लैक होल मैग्नेटोस्फीयर का एक पूर्ण सिद्धांत विकसित नहीं किया गया है।
• गुरुत्वाकर्षण विलक्षणता की प्रकृति और भौतिकी का अध्ययन नहीं किया गया है।
• यह निश्चित रूप से ज्ञात नहीं है कि ब्लैक होल के अस्तित्व के अंतिम चरण में क्या होता है, और इसके क्वांटम क्षय के बाद क्या रहता है।

ब्लैक होल के बारे में रोचक तथ्य

उपरोक्त को सारांशित करते हुए, हम ब्लैक होल की प्रकृति की कई रोचक और असामान्य विशेषताओं को उजागर कर सकते हैं:

• ब्लैक होल के केवल तीन पैरामीटर हैं: द्रव्यमान, विद्युत आवेश और कोणीय गति। इस शरीर की इतनी कम संख्या की विशेषताओं के परिणामस्वरूप, इसे बताते हुए प्रमेय को "नो-हेयर प्रमेय" कहा जाता है। यह वह जगह भी है जहां से "ब्लैक होल में बाल नहीं होते" वाक्यांश आया है, जिसका अर्थ है कि दो ब्लैक होल बिल्कुल समान हैं, उनके उल्लिखित तीन पैरामीटर समान हैं।
• ब्लैक होल का घनत्व हवा के घनत्व से कम हो सकता है, और तापमान पूर्ण शून्य के करीब होता है। इससे हम यह मान सकते हैं कि ब्लैक होल का निर्माण पदार्थ के संपीड़न के कारण नहीं होता है, बल्कि एक निश्चित मात्रा में बड़ी मात्रा में पदार्थ के संचय के परिणामस्वरूप होता है।
• ब्लैक होल द्वारा अवशोषित पिंडों के लिए समय बाहरी पर्यवेक्षक की तुलना में बहुत धीमा होता है। इसके अलावा, अवशोषित पिंड ब्लैक होल के अंदर काफी खिंचे हुए होते हैं, जिसे वैज्ञानिकों ने स्पेगेटीफिकेशन कहा है।
• हमारी आकाशगंगा में लगभग दस लाख ब्लैक होल हो सकते हैं।
• शायद हर आकाशगंगा के केंद्र में एक सुपरमैसिव ब्लैक होल होता है।
• भविष्य में, सैद्धांतिक मॉडल के अनुसार, ब्रह्मांड ब्लैक होल के तथाकथित युग में पहुंच जाएगा, जब ब्लैक होल ब्रह्मांड में प्रमुख निकाय बन जाएंगे।

ब्लैक होल की अवधारणा सभी को पता है - स्कूली बच्चों से लेकर बुजुर्गों तक, इसका उपयोग विज्ञान और कथा साहित्य में, येलो मीडिया में और वैज्ञानिक सम्मेलनों में किया जाता है। लेकिन हर कोई नहीं जानता कि वास्तव में ये छेद क्या हैं।

ब्लैक होल के इतिहास से

1783ब्लैक होल जैसी घटना के अस्तित्व के लिए पहली परिकल्पना 1783 में अंग्रेजी वैज्ञानिक जॉन मिशेल द्वारा सामने रखी गई थी। अपने सिद्धांत में, उन्होंने न्यूटन की दो कृतियों को जोड़ा - प्रकाशिकी और यांत्रिकी। मिशेल का विचार यह था: यदि प्रकाश छोटे कणों की एक धारा है, तो अन्य सभी पिंडों की तरह, कणों को भी गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र के आकर्षण का अनुभव करना चाहिए। यह पता चला है कि तारा जितना अधिक विशाल होता है, प्रकाश के लिए उसके आकर्षण का विरोध करना उतना ही कठिन होता है। मिशेल के 13 साल बाद, फ्रांसीसी खगोलशास्त्री और गणितज्ञ लाप्लास ने एक समान सिद्धांत (अपने ब्रिटिश समकक्ष से स्वतंत्र रूप से स्वतंत्र रूप से) सामने रखा।

1915हालाँकि, उनके सभी कार्य 20वीं शताब्दी की शुरुआत तक लावारिस बने रहे। 1915 में, अल्बर्ट आइंस्टीन ने सापेक्षता के सामान्य सिद्धांत को प्रकाशित किया और दिखाया कि गुरुत्वाकर्षण पदार्थ के कारण अंतरिक्ष-समय की वक्रता है, और कुछ महीने बाद, जर्मन खगोलशास्त्री और सैद्धांतिक भौतिक विज्ञानी कार्ल श्वार्ज़स्चिल्ड ने एक विशिष्ट खगोलीय समस्या को हल करने के लिए इसका इस्तेमाल किया। उन्होंने सूर्य के चारों ओर घुमावदार अंतरिक्ष-समय की संरचना की खोज की और ब्लैक होल की घटना को फिर से खोजा।

(जॉन व्हीलर ने "ब्लैक होल" शब्द गढ़ा)

1967अमेरिकी भौतिक विज्ञानी जॉन व्हीलर ने एक ऐसे स्थान की रूपरेखा तैयार की, जिसे कागज के एक टुकड़े की तरह, एक अतिसूक्ष्म बिंदु में कुचला जा सकता है और "ब्लैक होल" शब्द को नामित किया है।

1974ब्रिटिश भौतिक विज्ञानी स्टीफन हॉकिंग ने साबित किया कि ब्लैक होल, हालांकि वे बिना वापसी के पदार्थ को निगल जाते हैं, विकिरण उत्सर्जित कर सकते हैं और अंततः वाष्पित हो सकते हैं। इस घटना को "हॉकिंग विकिरण" कहा जाता है।

आजकल।पल्सर और क्वासर पर नवीनतम शोध के साथ-साथ कॉस्मिक माइक्रोवेव बैकग्राउंड रेडिएशन की खोज ने आखिरकार ब्लैक होल की अवधारणा का वर्णन करना संभव बना दिया है। 2013 में, गैस क्लाउड G2 ब्लैक होल के बहुत करीब आ गया और इसके द्वारा अवशोषित होने की संभावना है, अनूठी प्रक्रिया को देखते हुए ब्लैक होल की विशेषताओं की नई खोजों के लिए महान अवसर प्रदान करेगा।

ब्लैक होल वास्तव में क्या हैं?

घटना की एक संक्षिप्त व्याख्या इस तरह लगती है। ब्लैक होल एक अंतरिक्ष-समय क्षेत्र है जिसका गुरुत्वाकर्षण आकर्षण इतना मजबूत है कि प्रकाश क्वांटा सहित कोई भी वस्तु इसे छोड़ नहीं सकती है।

एक ब्लैक होल कभी एक विशाल तारा था। जब तक थर्मोन्यूक्लियर प्रतिक्रियाएं अपनी आंतों में उच्च दबाव बनाए रखती हैं, तब तक सब कुछ सामान्य रहता है। लेकिन समय के साथ, ऊर्जा की आपूर्ति समाप्त हो जाती है और आकाशीय पिंड अपने ही गुरुत्वाकर्षण के प्रभाव में सिकुड़ने लगता है। इस प्रक्रिया का अंतिम चरण तारकीय कोर का पतन और ब्लैक होल का निर्माण है।

• 1. उच्च गति पर ब्लैक होल जेट का निष्कासन


• 2. पदार्थ की एक डिस्क एक ब्लैक होल में विकसित होती है


• 3. ब्लैक होल


• 4. ब्लैक होल क्षेत्र की विस्तृत योजना


• 5. पाए गए नए अवलोकनों का आकार

सबसे आम सिद्धांत कहता है कि हमारी आकाशगंगा के केंद्र सहित हर आकाशगंगा में समान घटनाएं होती हैं। छेद का विशाल गुरुत्वाकर्षण अपने चारों ओर कई आकाशगंगाओं को धारण करने में सक्षम है, उन्हें एक दूसरे से दूर जाने से रोकता है। "कवरेज क्षेत्र" अलग हो सकता है, यह सब उस तारे के द्रव्यमान पर निर्भर करता है जो एक ब्लैक होल में बदल गया है, और हजारों प्रकाश वर्ष हो सकता है।

श्वार्जस्चिल्ड त्रिज्या

ब्लैक होल का मुख्य गुण यह है कि कोई भी पदार्थ जो इसमें जाता है वह कभी वापस नहीं आ सकता। यही बात प्रकाश पर भी लागू होती है। उनके मूल में, छिद्र ऐसे पिंड होते हैं जो अपने ऊपर पड़ने वाले सभी प्रकाश को पूरी तरह से अवशोषित कर लेते हैं और स्वयं का उत्सर्जन नहीं करते हैं। ऐसी वस्तुएं नेत्रहीन पूर्ण अंधेरे के थक्कों के रूप में प्रकट हो सकती हैं।

• 1. प्रकाश की आधी गति से गतिमान पदार्थ


• 2. फोटॉन रिंग


• 3. आंतरिक फोटॉन रिंग


• 4. ब्लैक होल में घटना क्षितिज

आइंस्टीन के सापेक्षता के सामान्य सिद्धांत के आधार पर, यदि कोई पिंड छेद के केंद्र से एक महत्वपूर्ण दूरी तक पहुंचता है, तो वह वापस नहीं आ सकता है। इस दूरी को श्वार्जस्चिल्ड त्रिज्या कहा जाता है। इस दायरे में वास्तव में क्या होता है यह निश्चित रूप से ज्ञात नहीं है, लेकिन सबसे सामान्य सिद्धांत है। ऐसा माना जाता है कि ब्लैक होल का सारा पदार्थ एक असीम रूप से छोटे बिंदु में केंद्रित होता है, और इसके केंद्र में अनंत घनत्व वाली वस्तु होती है, जिसे वैज्ञानिक एकवचन गड़बड़ी कहते हैं।

यह ब्लैक होल में कैसे गिरता है

(तस्वीर में, धनु A* का ब्लैक होल प्रकाश के अत्यंत चमकीले समूह जैसा दिखता है)

बहुत पहले नहीं, 2011 में, वैज्ञानिकों ने एक गैस बादल की खोज की, इसे साधारण नाम G2 दिया, जो असामान्य प्रकाश उत्सर्जित करता है। ऐसी चमक गैस और धूल में घर्षण दे सकती है, जो ब्लैक होल धनु A* की क्रिया के कारण होती है और जो इसके चारों ओर अभिवृद्धि डिस्क के रूप में घूमती है। इस प्रकार, हम एक सुपरमैसिव ब्लैक होल द्वारा गैस बादल के अवशोषण की अद्भुत घटना के पर्यवेक्षक बन जाते हैं।

हाल के अध्ययनों के अनुसार, ब्लैक होल के सबसे निकट का दृष्टिकोण मार्च 2014 में होगा। हम एक तस्वीर को फिर से बना सकते हैं कि यह रोमांचक तमाशा कैसे चलेगा।

• 1. जब यह पहली बार डेटा में दिखाई देता है, तो गैस बादल गैस और धूल की एक विशाल गेंद जैसा दिखता है।


• 2. अब, जून 2013 तक, बादल ब्लैक होल से दसियों अरबों किलोमीटर दूर है। यह 2500 किमी/सेकेंड की रफ्तार से इसमें गिरती है।


• 3. बादल के ब्लैक होल से गुजरने की उम्मीद है, लेकिन बादल के अग्रणी और पीछे के किनारों पर अभिनय के आकर्षण में अंतर के कारण होने वाली ज्वारीय ताकतों के कारण यह अधिक से अधिक लम्बी हो जाएगी।


• 4. बादल के टूटने के बाद, इसका अधिकांश भाग धनु A* के आस-पास अभिवृद्धि डिस्क में शामिल हो जाएगा, जिससे उसमें आघात तरंगें उत्पन्न होंगी। तापमान कई मिलियन डिग्री तक बढ़ जाएगा।


• 5. बादल का एक हिस्सा सीधे ब्लैक होल में गिरेगा। कोई नहीं जानता कि वास्तव में इस पदार्थ का क्या होगा, लेकिन यह उम्मीद की जाती है कि गिरने की प्रक्रिया में यह एक्स-रे की शक्तिशाली धाराओं का उत्सर्जन करेगा, और कोई भी इसे नहीं देख पाएगा।

वीडियो: ब्लैक होल गैस के बादल को निगलता है

(ब्लैक होल धनु A* द्वारा G2 गैस क्लाउड का कितना हिस्सा नष्ट और उपभोग किया जाएगा, इसका कंप्यूटर सिमुलेशन)

ब्लैक होल के अंदर क्या है?

एक सिद्धांत है जो दावा करता है कि अंदर एक ब्लैक होल व्यावहारिक रूप से खाली है, और इसका सारा द्रव्यमान इसके केंद्र में स्थित एक अविश्वसनीय रूप से छोटे बिंदु पर केंद्रित है - एक विलक्षणता।

आधी सदी से मौजूद एक अन्य सिद्धांत के अनुसार ब्लैक होल में जो कुछ भी गिरता है वह ब्लैक होल में ही स्थित दूसरे ब्रह्मांड में चला जाता है। अब यह सिद्धांत मुख्य नहीं है।

और एक तीसरा, सबसे आधुनिक और दृढ़ सिद्धांत है, जिसके अनुसार ब्लैक होल में गिरने वाली हर चीज इसकी सतह पर तारों के कंपन में घुल जाती है, जिसे घटना क्षितिज के रूप में नामित किया गया है।

तो घटना क्षितिज क्या है? एक सुपर-शक्तिशाली दूरबीन के साथ भी ब्लैक होल के अंदर देखना असंभव है, क्योंकि एक विशाल ब्रह्मांडीय फ़नल के अंदर आने वाले प्रकाश को भी वापस उभरने का कोई मौका नहीं है। हर चीज जिस पर किसी तरह विचार किया जा सकता है, वह अपने आसपास के क्षेत्र में है।

घटना क्षितिज सतह की एक सशर्त रेखा है जिसके नीचे से कुछ भी (न तो गैस, न धूल, न तारे, न प्रकाश) बच सकता है। और यह ब्रह्मांड के ब्लैक होल में बिना किसी वापसी के बहुत ही रहस्यमय बिंदु है।

ब्लैक होल हमारे ब्रह्मांड में सबसे आश्चर्यजनक और एक ही समय में भयावह वस्तुओं में से एक हैं। वे उस समय उत्पन्न होते हैं जब एक विशाल द्रव्यमान वाले तारे परमाणु ईंधन से बाहर निकलते हैं। परमाणु प्रतिक्रियाएं रुक जाती हैं और तारे ठंडे होने लगते हैं। एक तारे का शरीर गुरुत्वाकर्षण के प्रभाव में सिकुड़ता है और धीरे-धीरे वह छोटी वस्तुओं को अपनी ओर आकर्षित करने लगता है, ब्लैक होल में बदल जाता है।

पहला अध्ययन

विज्ञान के प्रकाशकों ने बहुत पहले ब्लैक होल का अध्ययन करना शुरू नहीं किया था, इस तथ्य के बावजूद कि उनके अस्तित्व की बुनियादी अवधारणाएं पिछली शताब्दी में विकसित हुई थीं। "ब्लैक होल" की अवधारणा को 1967 में जे. व्हीलर द्वारा पेश किया गया था, हालांकि यह निष्कर्ष कि ये वस्तुएं अनिवार्य रूप से बड़े सितारों के पतन के दौरान उत्पन्न होती हैं, पिछली शताब्दी के 30 के दशक में वापस की गई थीं। ब्लैक होल के अंदर सब कुछ - क्षुद्रग्रह, प्रकाश, धूमकेतु द्वारा अवशोषित - एक बार इस रहस्यमय वस्तु की सीमाओं के बहुत करीब पहुंच गए और उन्हें छोड़ने में विफल रहे।

ब्लैक होल बॉर्डर

ब्लैक होल की पहली सीमा को स्थैतिक सीमा कहा जाता है। यह उस क्षेत्र की सीमा है, जिसमें गिरकर कोई विदेशी वस्तु आराम से नहीं रह सकती है और ब्लैक होल में गिरने से बचने के लिए उसके सापेक्ष घूमना शुरू कर देती है। दूसरी सीमा को घटना क्षितिज कहा जाता है। ब्लैक होल के अंदर सब कुछ एक बार अपनी बाहरी सीमा को पार कर गया और विलक्षणता के बिंदु की ओर बढ़ गया। वैज्ञानिकों के अनुसार, यहां पदार्थ इस केंद्रीय बिंदु में बहता है, जिसका घनत्व अनंत के मान तक जाता है। लोग यह नहीं जान सकते कि इतने घनत्व वाली वस्तुओं के अंदर भौतिकी के कौन से नियम काम करते हैं, और इसलिए इस स्थान की विशेषताओं का वर्णन करना असंभव है। शब्द के शाब्दिक अर्थ में, यह हमारे आसपास की दुनिया के बारे में मानव जाति के ज्ञान में एक "ब्लैक होल" (या, शायद, एक "अंतराल") है।

ब्लैक होल की संरचना

घटना क्षितिज एक ब्लैक होल की अभेद्य सीमा है। इस सीमा के अंदर एक ऐसा क्षेत्र है जिसे प्रकाश की गति के बराबर गति की गति वाली वस्तुएं भी नहीं छोड़ सकती हैं। यहां तक ​​कि प्रकाश का क्वांटा भी घटना क्षितिज को नहीं छोड़ सकता। इस बिंदु पर होने के कारण कोई भी वस्तु ब्लैक होल से बाहर नहीं निकल सकती है। परिभाषा के अनुसार, हम यह नहीं जान सकते कि ब्लैक होल के अंदर क्या है - आखिरकार, इसकी गहराई में एक तथाकथित विलक्षणता बिंदु होता है, जो पदार्थ के अंतिम संपीड़न के कारण बनता है। एक बार जब कोई वस्तु घटना क्षितिज में प्रवेश करती है, तो उस बिंदु से वह फिर कभी उससे बाहर नहीं निकल सकती है और पर्यवेक्षकों को दिखाई नहीं दे सकती है। दूसरी ओर, जो लोग ब्लैक होल के अंदर होते हैं वे बाहर कुछ भी नहीं देख सकते हैं।

इस रहस्यमय ब्रह्मांडीय वस्तु के आसपास के घटना क्षितिज का आकार हमेशा छेद के द्रव्यमान के सीधे आनुपातिक होता है। यदि इसका द्रव्यमान दोगुना कर दिया जाए, तो बाहरी सीमा भी इससे दोगुनी हो जाएगी। यदि वैज्ञानिक पृथ्वी को ब्लैक होल में बदलने का कोई तरीका खोज सकते हैं, तो घटना क्षितिज केवल 2 सेमी के पार होगा।

मुख्य कैटेगरी

एक नियम के रूप में, औसत ब्लैक होल का द्रव्यमान लगभग तीन सौर द्रव्यमान या अधिक के बराबर होता है। दो प्रकार के ब्लैक होल में से, तारकीय और सुपरमैसिव वाले प्रतिष्ठित हैं। उनका द्रव्यमान सूर्य के द्रव्यमान से कई लाख गुना अधिक है। बड़े आकाशीय पिंडों की मृत्यु के बाद तारे बनते हैं। साधारण द्रव्यमान के ब्लैक होल बड़े तारों का जीवन चक्र पूरा होने के बाद दिखाई देते हैं। दोनों प्रकार के ब्लैक होल, उनकी अलग-अलग उत्पत्ति के बावजूद, समान गुण रखते हैं। सुपरमैसिव ब्लैक होल आकाशगंगाओं के केंद्रों में स्थित होते हैं। वैज्ञानिकों का सुझाव है कि इनका निर्माण आकाशगंगाओं के निर्माण के दौरान निकटवर्ती तारों के विलय के कारण हुआ था। हालाँकि, ये केवल अनुमान हैं, तथ्यों से इसकी पुष्टि नहीं होती है।

ब्लैक होल के अंदर क्या है: अनुमान

कुछ गणितज्ञों का मानना ​​​​है कि ब्रह्मांड की इन रहस्यमय वस्तुओं के अंदर तथाकथित वर्महोल हैं - अन्य ब्रह्मांडों में संक्रमण। दूसरे शब्दों में, स्पेस-टाइम टनल विलक्षणता बिंदु पर स्थित है। इस अवधारणा ने कई लेखकों और निर्देशकों की सेवा की है। हालांकि, अधिकांश खगोलविदों का मानना ​​है कि ब्रह्मांडों के बीच कोई सुरंग नहीं है। हालांकि, भले ही वे वास्तव में थे, किसी व्यक्ति के लिए यह जानने का कोई तरीका नहीं है कि ब्लैक होल के अंदर क्या है।

एक और अवधारणा है, जिसके अनुसार ऐसी सुरंग के विपरीत छोर पर एक सफेद छेद होता है, जहां से ब्लैक होल के माध्यम से हमारे ब्रह्मांड से दूसरी दुनिया में भारी मात्रा में ऊर्जा आती है। हालांकि, पर यह अवस्थाइस तरह की यात्रा के बारे में विज्ञान और प्रौद्योगिकी के विकास का कोई सवाल ही नहीं है।

सापेक्षता के सिद्धांत के साथ संबंध

ब्लैक होल ए आइंस्टीन की सबसे आश्चर्यजनक भविष्यवाणियों में से एक है। यह ज्ञात है कि किसी भी ग्रह की सतह पर बनने वाला गुरुत्वाकर्षण बल उसकी त्रिज्या के वर्ग के व्युत्क्रमानुपाती होता है और सीधे उसके द्रव्यमान के समानुपाती होता है। इस खगोलीय पिंड के लिए, आप दूसरे ब्रह्मांडीय वेग की अवधारणा को परिभाषित कर सकते हैं, जो इस गुरुत्वाकर्षण बल को दूर करने के लिए आवश्यक है। पृथ्वी के लिए यह 11 किमी/सेकंड के बराबर है। यदि आकाशीय पिंड का द्रव्यमान बढ़ता है, और व्यास, इसके विपरीत, घटता है, तो दूसरा ब्रह्मांडीय वेग अंततः प्रकाश की गति से अधिक हो सकता है। और चूंकि, सापेक्षता के सिद्धांत के अनुसार, कोई भी वस्तु प्रकाश की गति से तेज गति से नहीं चल सकती है, एक ऐसी वस्तु का निर्माण होता है जो किसी भी चीज को अपनी सीमा से बाहर निकलने नहीं देती है।

1963 में, वैज्ञानिकों ने क्वासर - अंतरिक्ष वस्तुओं की खोज की जो रेडियो उत्सर्जन के विशाल स्रोत हैं। वे हमारी आकाशगंगा से बहुत दूर स्थित हैं - उनकी दूरदर्शिता पृथ्वी से अरबों प्रकाश वर्ष दूर है। क्वासरों की अत्यधिक उच्च गतिविधि की व्याख्या करने के लिए, वैज्ञानिकों ने परिकल्पना पेश की है कि उनके अंदर ब्लैक होल स्थित हैं। यह दृष्टिकोण अब आम तौर पर वैज्ञानिक हलकों में स्वीकार किया जाता है। पिछले 50 वर्षों में किए गए अध्ययनों ने न केवल इस परिकल्पना की पुष्टि की है, बल्कि वैज्ञानिकों को यह निष्कर्ष भी निकाला है कि हर आकाशगंगा के केंद्र में ब्लैक होल होते हैं। हमारी आकाशगंगा के केंद्र में एक ऐसी वस्तु भी है, जिसका द्रव्यमान 4 मिलियन सौर द्रव्यमान है। इस ब्लैक होल को धनु A कहा जाता है, और क्योंकि यह हमारे सबसे करीब है, इसलिए यह खगोलविदों द्वारा सबसे अधिक अध्ययन किया जाने वाला ब्लैक होल है।

हॉकिंग विकिरण

प्रसिद्ध भौतिक विज्ञानी स्टीफन हॉकिंग द्वारा खोजे गए इस प्रकार के विकिरण ने आधुनिक वैज्ञानिकों के जीवन को बहुत जटिल बना दिया है - इस खोज के कारण ब्लैक होल के सिद्धांत में कई कठिनाइयाँ सामने आई हैं। शास्त्रीय भौतिकी में निर्वात की अवधारणा है। यह शब्द पूर्ण शून्यता और पदार्थ की अनुपस्थिति को दर्शाता है। हालांकि, क्वांटम भौतिकी के विकास के साथ, निर्वात की अवधारणा को संशोधित किया गया है। वैज्ञानिकों ने पाया है कि यह तथाकथित आभासी कणों से भरा है - एक मजबूत क्षेत्र के प्रभाव में, वे वास्तविक में बदल सकते हैं। 1974 में, हॉकिंग ने पाया कि इस तरह के परिवर्तन ब्लैक होल के मजबूत गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र में हो सकते हैं - इसकी बाहरी सीमा के पास, घटना क्षितिज। ऐसा जन्म युग्मित होता है - एक कण और एक प्रतिकण दिखाई देते हैं। एक नियम के रूप में, एंटीपार्टिकल ब्लैक होल में गिरने के लिए अभिशप्त है, और कण उड़ जाता है। नतीजतन, वैज्ञानिक इन अंतरिक्ष वस्तुओं के आसपास कुछ विकिरण देखते हैं। इसे हॉकिंग रेडिएशन कहते हैं।

इस रेडिएशन के दौरान ब्लैक होल के अंदर का पदार्थ धीरे-धीरे वाष्पित हो जाता है। छिद्र द्रव्यमान खो देता है, जबकि विकिरण की तीव्रता उसके द्रव्यमान के वर्ग के व्युत्क्रमानुपाती होती है। ब्रह्मांडीय मानकों के अनुसार हॉकिंग विकिरण की तीव्रता नगण्य है। यदि हम मान लें कि 10 सूर्यों के द्रव्यमान वाला एक छेद है, और उस पर न तो प्रकाश और न ही कोई भौतिक वस्तु गिरती है, तो इस मामले में भी इसके क्षय का समय राक्षसी रूप से लंबा होगा। इस तरह के एक छेद का जीवन परिमाण के 65 आदेशों से हमारे ब्रह्मांड के पूरे जीवनकाल को पार कर जाएगा।

जानकारी बचाने का सवाल

हॉकिंग विकिरण की खोज के बाद सामने आई मुख्य समस्याओं में से एक सूचना हानि की समस्या है। यह एक ऐसे प्रश्न से जुड़ा है जो पहली नज़र में बहुत आसान लगता है: क्या होता है जब ब्लैक होल पूरी तरह से वाष्पित हो जाता है? दोनों सिद्धांत - क्वांटम भौतिकी और शास्त्रीय दोनों - प्रणाली की स्थिति के विवरण से निपटते हैं। सिस्टम की प्रारंभिक स्थिति के बारे में जानकारी होने पर, सिद्धांत की मदद से यह वर्णन करना संभव है कि यह कैसे बदलेगा।

उसी समय, विकास की प्रक्रिया में, प्रारंभिक अवस्था के बारे में जानकारी खो नहीं जाती है - सूचना के संरक्षण पर एक प्रकार का कानून संचालित होता है। लेकिन अगर ब्लैक होल पूरी तरह से वाष्पित हो जाता है, तो प्रेक्षक भौतिक दुनिया के उस हिस्से के बारे में जानकारी खो देता है जो एक बार छेद में गिर गया था। स्टीफन हॉकिंग का मानना ​​​​था कि ब्लैक होल के पूरी तरह से वाष्पित हो जाने के बाद सिस्टम की प्रारंभिक स्थिति के बारे में जानकारी किसी तरह बहाल हो जाती है। लेकिन कठिनाई इस तथ्य में निहित है कि, परिभाषा के अनुसार, एक ब्लैक होल से सूचना का प्रसारण असंभव है - कुछ भी घटना क्षितिज को नहीं छोड़ सकता है।

यदि आप ब्लैक होल में गिर जाते हैं तो क्या होता है?

यह माना जाता है कि अगर कोई व्यक्ति किसी अविश्वसनीय तरीके से ब्लैक होल की सतह पर पहुंच सकता है, तो वह तुरंत उसे अपनी दिशा में खींचना शुरू कर देगा। आखिरकार, व्यक्ति इतना अधिक फैल जाएगा कि वे उप-परमाणु कणों की एक धारा बन जाएंगे जो विलक्षणता के बिंदु की ओर बढ़ रहे हैं। बेशक, इस परिकल्पना को साबित करना असंभव है, क्योंकि वैज्ञानिकों को यह जानने की संभावना नहीं है कि ब्लैक होल के अंदर क्या होता है। अब कुछ भौतिकविदों का कहना है कि अगर कोई व्यक्ति ब्लैक होल में गिर गया, तो उसके पास एक क्लोन होगा। उनके पहले संस्करण को हॉकिंग विकिरण के गर्म कणों की एक धारा द्वारा तुरंत नष्ट कर दिया जाएगा, और दूसरा वापस लौटने की संभावना के बिना घटना क्षितिज से गुजरेगा।

अंक 39

एक नए खगोल विज्ञान वीडियो पाठ में, प्रोफेसर इस बारे में बात करेंगे कि ब्लैक होल कैसे बनते हैं और वे खतरनाक क्यों हैं।

ब्लैक होल कैसे बनते हैं

ब्लैक होल को छुआ नहीं जा सकता और न चल सकता है। ब्लैक होल को अंतरिक्ष-समय में क्षेत्र कहा जाता है, जो एक अति-शक्तिशाली आकर्षण का निर्माण करते हैं। गुरुत्वाकर्षण स्थान और समय को झुकाता है, जिसका अर्थ है कि ब्लैक होल के अंदर कोई सीधी रेखाएं नहीं हैं, अंतरिक्ष टूट गया है और आपस में जुड़ा हुआ है। यदि ब्लैक होल के बगल में कोई तारा बनता है, तो ब्लैक होल के गुरुत्वाकर्षण बल तारे को अलग कर देंगे और वह होल की आंतों में गायब हो जाएगा। अगर कोई चीज ब्लैक होल में गिरती है, तो वह हमेशा के लिए वहीं रहती है। ब्लैक होल के शक्तिशाली आकर्षण को दूर करने के लिए, प्रकाश की गति से अधिक गति विकसित करना आवश्यक है, लेकिन अफसोस, यह असंभव है। वैज्ञानिकों को ठीक-ठीक पता नहीं है कि सुपरमैसिव ब्लैक होल कैसे बनते हैं, लेकिन साधारण ब्लैक होल के साथ सब कुछ कमोबेश स्पष्ट होता है। एक तारे के विकास की प्रक्रिया में, क्रमशः हाइड्रोजन का क्रमिक बर्नआउट होता है, इसकी मात्रा कम हो जाती है, जिससे यह तथ्य सामने आता है कि प्रकाश दबाव बल गुरुत्वाकर्षण संपीड़न के बल से अधिक होने लगता है। तारा आकार में बहुत बढ़ जाता है और एक लाल विशालकाय में बदल जाता है, जो बाद में फट जाता है। विस्फोट के बाद, संपीड़न शुरू होता है, फिर तारा ठंडा हो जाता है और यह सीधे दिखाई नहीं देता है। लेकिन, अगर लाल विशालकाय के अवशेष का द्रव्यमान सौर द्रव्यमान से 2-2.5 गुना अधिक हो जाता है, तो इसका संपीड़न बंद नहीं हो सकता है, क्योंकि गुरुत्वाकर्षण बल संपीड़न के प्रतिरोध को पूरी तरह से दबा देता है, परिणामस्वरूप, यह अवशेष एक घने में संकुचित हो जाता है। छोटा शरीर, मानो अपने आप में बंद हो। और यह गुरुत्वाकर्षण पतन (संपीड़न) के इस क्षण में है कि ब्लैक होल बनते हैं। नतीजतन, यह पता चला है कि द्रव्यमान इतने छोटे क्षेत्र में केंद्रित है कि प्रकाश की गति भी इसके आसपास के क्षेत्र को छोड़ने के लिए पर्याप्त नहीं है। इसलिए नाम का पहला भाग काला है, क्योंकि यह प्रकाश को भी अवशोषित करने में सक्षम है। दूसरा भाग - एक छेद - का अर्थ है कि जो कुछ भी ब्लैक होल के क्षेत्र में पड़ता है वह अवलोकन के लिए हमेशा के लिए दुर्गम हो जाता है।

« काला छेद » ब्रह्मांड।

"ब्लैक होल"

अंतरिक्ष में नया क्या है? ब्लैक होल्स? न केवल खगोलविद, बल्कि वे भी जो जिज्ञासु स्कूली बच्चों सहित ब्रह्मांड के जीवन में रुचि रखते हैं, उन्हें देखने से कोई गुरेज नहीं है," ई. लेविटन, डॉक्टर ऑफ पेडागोगिकल साइंसेज ने कहा।

लोकप्रिय वैज्ञानिक साहित्य में, ब्रह्मांड के बारे में लेखों में, "ब्लैक होल" शब्द अक्सर देखा जा सकता है। जब आप इस वाक्यांश को पहली बार पढ़ते हैं, तो आपके पास तुरंत दीवार में एक छेद की छवि होती है। ब्रह्मांडों में छिद्रों का उल्लेख, मूल रूप से आकाश में एक छेद से भी जुड़ा हुआ है। तो ब्लैक होल क्या है?

ब्लैक होल - यह अविश्वसनीय घनत्व की एक ब्रह्मांडीय वस्तु है, पूर्ण गुरुत्वाकर्षण के साथ, जैसे कि कोई भी ब्रह्मांडीय शरीर, और यहां तक ​​​​कि अंतरिक्ष और समय भी, इसे अवशोषित कर लेता है, यह हर चीज का एक प्रकार का अंत बिंदु है।

"ब्लैक होल" वे एक वैक्यूम क्लीनर की तरह हैं जो अंतरिक्ष में काम करता है, लेकिन एक वैक्यूम क्लीनर के विपरीत, ब्लैक होल अपने प्रभाव क्षेत्र में सभी वस्तुओं को नहीं चूसते हैं, लेकिन, अपने गुरुत्वाकर्षण का उपयोग करके, केवल सब कुछ आकर्षित करते हैं। इसे वैक्यूम इफेक्ट (हवा की कमी) कहा जाता है, जिसे आप घर पर अपने कमरे में देख सकते हैं। जब कमरे की सफाई करते समय वैक्यूम क्लीनर को चालू किया जाता है, तो आप देख सकते हैं कि किस प्रकार टुकड़ों, गंदगी और छोटी वस्तुएं वैक्यूम क्लीनर की ओर बढ़ने लगती हैं। एक ब्लैक होल का चूषण बल एक वैक्यूम क्लीनर जितना बड़ा नहीं होता है, इसलिए अंतरिक्ष की वस्तुओं को इसमें नहीं चूसा जाता है, बल्कि केवल आकर्षित किया जाता है।

ब्लैक होल क्या करता है? ब्लैक होल्स ब्रह्मांड के बहुत विकास को नियंत्रित करें। वे एक केंद्रीय स्थान पर हैं, लेकिन उन्हें देखा नहीं जा सकता है, उनके संकेतों का पता लगाया जा सकता है, हालांकि ब्लैक होल में नष्ट करने का गुण होता है, वे आकाशगंगाओं के निर्माण में भी मदद करते हैं।

ब्लैक होल का जन्म कैसे होता है? जब एक बड़े तारे का ईंधन खत्म हो जाता है, तो वह अपने वजन का समर्थन नहीं कर सकता है। हाइड्रोजन की भारी परतों के दबाव के कारण तारा कम और कम सिकुड़ता है। आखिरकार, तारा एक परमाणु से छोटा हो जाएगा। एक पल के लिए कल्पना कीजिए कि पूरा तारा एक परमाणु से छोटे, एक बिंदु में कुचल दिया गया है।

कुछ छोटा कैसे हो सकता है, लेकिन समान मात्रा में द्रव्यमान रखें? वास्तव में, सब कुछ बहुत सरल है। एक स्पंज लें, एक बोतल के आकार का, हम इसे आसानी से अपने हाथों में कुचल सकते हैं। लेकिन यहाँ एक दिलचस्प बात है। अगर हम इसे निचोड़ कर कुछ छोटा करते हैं, तो इसका गुरुत्वाकर्षण मजबूत हो जाता है। कल्पना कीजिए कि अगर हम किसी तारे को एक परमाणु के आकार में संकुचित कर दें, तो उसका गुरुत्वाकर्षण कितना शक्तिशाली हो जाएगा? गुरुत्वाकर्षण काला छेद इतना शक्तिशाली है कि यह सब कुछ अवशोषित कर लेता है, यहां तक ​​कि प्रकाश भी जो बहुत करीब आता है। बिल्कुल सही, ब्लैक होल से प्रकाश भी नहीं बच सकता।

ब्लैक होल की संरचना: ब्लैक होल तीन मुख्य भागों से बने होते हैं।) ब्लैक होल की बाहरी परत को बाहरी घटना क्षितिज कहा जाता है। बाहरी घटना क्षितिज के अंदर, आप अभी भी ब्लैक होल के गुरुत्वाकर्षण से बच सकते हैं क्योंकि गुरुत्वाकर्षण यहाँ उतना मजबूत नहीं है। ब्लैक होल की मध्य परत को आंतरिक घटना क्षितिज कहा जाता है। ब्लैक होल के केंद्र को सिंगुलैरिटी कहा जाता है। इस अजीब शब्द का अर्थ है कुचला हुआ तारा। विलक्षणता वह जगह है जहां ब्लैक होल का गुरुत्वाकर्षण सबसे मजबूत होता है।

अगर आप इसमें पड़ गए तो क्या होगा? यहाँ बहुत दिलचस्प है। पृथ्वी से एक पर्यवेक्षक के लिए, यह देखा जाएगा कि कैसे ब्लैक होल में उड़ान भरने वाला तुरंत उसमें गिर गया और गायब हो गया। और जो ऊपर उड़ेगा वह धीरे-धीरे पास आएगा, घड़ी धीमी और धीमी हो जाएगी, सब कुछ धीमा हो जाएगा (ऐसा इसलिए होता है क्योंकि ब्लैक होल अपने चारों ओर के स्थान (दुनिया) को झुकता है (उल्लंघन करता है)।

ब्लैक होल के बारे में वैज्ञानिक क्या सोचते हैं? कुछ वैज्ञानिकों का मानना ​​है कि ब्लैक होल समानांतर ब्रह्मांडों के प्रवेश द्वार हैं, जो कि अच्छी तरह से हो सकता है।

अब यह स्पष्ट है कि एक ब्लैक होल ब्रह्मांड में एक पूरी तरह से रहस्यमय घटना है, जिसके बारे में मानवता व्यावहारिक रूप से कुछ भी नहीं जानती है। इसलिए उनके बारे में कोई भी नई जानकारी सनसनी बन जाती है. और चूंकि अंतरिक्ष में ब्लैक होल का अध्ययन लगभग असंभव है, इसलिए उनके अनुरूप और मॉडल बनाएं।

पृथ्वी पर "ब्लैक होल" के एनालॉग्स .

- इतने विशाल अनुपात के शरीर कि किसी व्यक्ति के लिए उन्हें महसूस करना मुश्किल है। लेकिन पृथ्वी पर, यह पता चला है, इनमें से एक "लघु" एनालॉग है . और इन एनालॉग्स को हाल ही में दक्षिण अटलांटिक महासागर में खोजा गया है।

एक चीनी प्रयोगशाला में एक अंतरिक्ष राक्षस का एक एनालॉग बनाया गया था - यह प्रकाश में चूसने में सक्षम है।

"ब्लैक होल" नई पीढ़ी की सौर बैटरी बनाना संभव बना देगा, जो वर्तमान की तुलना में तारे की ऊर्जा को अधिक कुशलता से कैप्चर करने में सक्षम है।

ब्लैक होल मॉडल।

अत्याधुनिक दृश्य प्रभावों के साथ ब्लैक होल के बारे में दुनिया के प्रमुख भौतिकविदों के ज्ञान को मिलाकर, फिल्म इंटरस्टेलर ने विज्ञान कथा के इतिहास में सबसे सटीक ब्लैक होल मॉडल दिखाया। दुनिया के प्रमुख वैज्ञानिकों ने हॉलीवुड साइंस-फाई के इस्तेमाल का प्रस्ताव रखा है फिल्म "इंटरस्टेलर" ब्लैक होल पर बच्चों के लिए एक शिक्षण सहायता के रूप में

वैज्ञानिकों ने अनुकरण करके प्रयोग किए "स्नानघर में" उनके घटना क्षितिज के साथ ब्लैक होल।

धारा में लहरें अंतरिक्ष-समय में प्रकाश तरंगों की तरह ही व्यवहार करता है। पत्थर के पास, प्रवाह असमान हो जाता है, लहरें झुक जाती हैं, और तरंग दैर्ध्य बदल जाते हैं। तारों और ग्रहों के गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र में प्रकाश के साथ भी ऐसा ही होता है। कुछ मामलों में, प्रवाह इतना तेज़ होता है कि तरंगें धारा के विरुद्ध प्रचार नहीं कर सकतीं, जैसे प्रकाश ब्लैक होल से बचने में असमर्थ होता है।

पानी की एक बूंद, एक ब्लैक होल और एक परमाणु में क्या समानता है? ब्रिटिश वैज्ञानिकों के एक समूह के नेतृत्व में प्रो. पानी की एक बूंद में बदल गया क्योंकि सतह तनाव बल जो इसे बरकरार रखते हैं, परमाणु से ब्लैक होल तक अन्य वस्तुओं में अभिनय करने वाले अन्य बलों के एनालॉग के रूप में उपयोग किया जा सकता है।

"ब्लैक होल" का एक और दिलचस्प मॉडल बनाया गया था नोवोसिबिर्स्क तारामंडल। बच्चों के लिए मजेदार खेलों में से एक। यह तुलना करना बहुत दिलचस्प है कि छेद में कितनी तेजी से और कितनी भारी और हल्की गेंदें खींची जाती हैं। सबसे लंबे समय तक, स्वाभाविक रूप से, भारी रहता है।

"ब्लैक होल" को नेत्रहीन कैसे दिखाएं और प्रस्तुत करें?

एक "ब्लैक होल" को कोई नेत्रहीन कैसे दिखा और कल्पना कर सकता है ताकि हमारे लिए इसकी संरचना को समझना आसान हो जाए।

एक झरने के रूप में एक ब्लैक होल की कल्पना करें, झरने की ओर बहने वाली नदी के रूप में गुरुत्वाकर्षण और एक कश्ती के रूप में प्रकाश की किरण की कल्पना करें। झरने के ऊपर, करंट कमजोर है, नाव में सवार व्यक्ति करंट के खिलाफ दौड़ सकता है और बाहर निकल सकता है। लेकिन झरने के जितना करीब होता है, धारा उतनी ही तेज और बाहर निकलना उतना ही मुश्किल होता है। झरने का किनारा ब्लैक होल का किनारा है। नाव में सवार आदमी की सारी ताकत के बावजूद वह गिर जाता है। अंतरिक्ष में भी ऐसा ही है।

"ब्लैक होल" के एक दृश्य प्रतिनिधित्व के लिए, हम क्लिंग फिल्म का एक बड़ा टुकड़ा लेते हैं, इसे अपने हाथों में फैलाते हैं और एक छोटी गेंद को केंद्र में रखते हैं ताकि यह अपने वजन के कारण एक विक्षेपण बना सके। आइए शीट पर पानी की कुछ बूंदें डालें और देखें कि वे कैसे फिल्म को सीधे गेंद पर लुढ़कते हैं। यह दिखाएगा कि गुरुत्वाकर्षण कैसे काम करता है। आइए गेंद को हटा दें और अपनी उंगली से फिल्म को स्पर्श करें और निर्धारित करें - जितना अधिक आप इसे खींचेंगे (वस्तु जितनी भारी होगी), फ़नल जितना मजबूत होगा। फिर हम फिल्म के बीच में एक छेद करते हैं, जो एक बहुत, बहुत भारी वस्तु का प्रतिनिधित्व करता है। इस छेद से पानी की बूंदें फिसलेंगी। यह पता चला है कि ब्लैक होल इतनी भारी वस्तु है कि यह अंतरिक्ष को मोड़ देती है। सब कुछ जो इसमें मिलता है (बूंदों की तरह) कभी वापस नहीं आता।"