Ang isang itim na butas ay lumitaw bilang isang resulta ng pagbagsak ng isang napakalaking bituin, na ang core nito ay naubusan ng "gasolina" para sa isang nuclear reaction. Habang umuusad ang pag-urong, ang temperatura ng core ay tumataas, at ang mga photon na may enerhiya na higit sa 511 keV, nagbabanggaan, ay bumubuo ng mga pares ng electron-positron, na humahantong sa isang sakuna na pagbaba sa presyon at higit pang pagbagsak ng bituin sa ilalim ng impluwensya ng kanyang sariling gravity.

Inilathala ng Astrophysicist na si Ethan Siegel ang artikulong "The Largest Black Hole in the Known Universe" kung saan nakolekta niya ang impormasyon tungkol sa masa ng mga black hole sa iba't ibang kalawakan. Nagtataka lang: saan ang pinaka-massive sa kanila?

Dahil ang mga pinakasiksik na kumpol ng mga bituin ay nasa gitna ng mga kalawakan, ngayon halos bawat kalawakan ay may napakalaking black hole sa gitna, na nabuo pagkatapos ng pagsasama ng marami pang iba. Halimbawa, sa gitna ng Milky Way mayroong isang black hole na may masa na humigit-kumulang 0.1% ng ating kalawakan, iyon ay, 4 milyong beses ang masa ng Araw.

Napakadaling matukoy ang pagkakaroon ng isang black hole sa pamamagitan ng pag-aaral sa tilapon ng paggalaw ng mga bituin, na apektado ng gravity ng isang hindi nakikitang katawan.

Ngunit ang Milky Way ay isang medyo maliit na kalawakan, at walang paraan na maaaring magkaroon ito ng pinakamalaking black hole. Halimbawa, hindi kalayuan sa amin sa kumpol ng Virgo ay ang higanteng kalawakan na Messier 87 - ito ay halos 200 beses na mas malaki kaysa sa atin.

Kaya, isang stream ng matter na halos 5000 light years ang haba ay lumabas mula sa gitna ng galaxy na ito (nakalarawan). Ito ay isang nakatutuwang anomalya, isinulat ni Ethan Siegel, ngunit mukhang napakaganda nito.

Naniniwala ang mga siyentipiko na ang tanging paliwanag para sa naturang "pagputok" mula sa gitna ng kalawakan ay maaaring isang black hole. Ang pagkalkula ay nagpapakita na ang masa ng black hole na ito ay humigit-kumulang 1500 beses na mas malaki kaysa sa masa ng isang black hole sa Milky Way, iyon ay, humigit-kumulang 6.6 bilyong solar masa.

Ngunit nasaan ang pinakamalaking black hole sa uniberso? Kung magpapatuloy tayo mula sa pagkalkula na sa gitna ng halos bawat kalawakan ay mayroong isang bagay na may mass na 0.1% ng masa ng kalawakan, kung gayon kailangan nating hanapin ang pinaka-napakalaking kalawakan. Masasagot din ng mga siyentipiko ang tanong na ito.

Ang pinaka-napakalaking galaxy na kilala sa amin ay ang IC 1101 sa gitna ng Abell 2029 cluster, na 20 beses na mas malayo sa Milky Way kaysa sa Virgo cluster.

Sa IC 1101, ang distansya mula sa gitna hanggang sa pinakamalayong gilid ay humigit-kumulang 2 milyong light years. Ang laki nito ay dalawang beses na mas malaki kaysa sa distansya mula sa Milky Way sa aming pinakamalapit na kalawakan, Andromeda. Ang masa ay halos katumbas ng masa ng buong kumpol ng Virgo!

Kung mayroong isang itim na butas sa gitna ng IC 1101 (at dapat na mayroon), kung gayon ito ay maaaring ang pinakamalaki sa kilalang Uniberso.

Sinabi ni Ethan Siegel na maaaring mali siya. Ang dahilan ay ang natatanging kalawakan NGC 1277. Ito ay hindi isang napakalaking kalawakan, bahagyang mas maliit kaysa sa atin. Ngunit ang pagsusuri sa pag-ikot nito ay nagpakita ng isang hindi kapani-paniwalang resulta: ang itim na butas sa gitna ay 17 bilyong solar masa, at ito ay 17% na ng kabuuang masa ng kalawakan. Ito ay isang talaan para sa ratio ng masa ng isang black hole sa masa ng isang kalawakan.

May isa pang kandidato para sa pinakamalaking black hole sa kilalang uniberso. Ito ay ipinapakita sa susunod na larawan.

Ang kakaibang bagay na OJ 287 ay tinatawag na blazar. Ang mga blazar ay isang espesyal na klase ng mga extragalactic na bagay, isang uri ng quasar. Ang mga ito ay nakikilala sa pamamagitan ng napakalakas na radiation, na sa OJ 287 ay nagbabago sa isang cycle ng 11-12 taon (na may double peak).

Ayon sa mga astrophysicist, ang OJ 287 ay may kasamang supermassive central black hole na umiikot sa isa pang mas maliit na black hole. Sa 18 bilyong solar mass, ang gitnang black hole ay ang pinakamalaking kilala hanggang ngayon.

Ang pares ng black hole na ito ay magiging isa sa mga pinakamahusay na eksperimento upang subukan ang pangkalahatang teorya ng relativity, katulad ng pagpapapangit ng space-time, na inilarawan sa pangkalahatang relativity.

Dahil sa relativistic effect, ang perihelion ng black hole, iyon ay, ang punto ng orbita na pinakamalapit sa gitnang black hole, ay dapat gumalaw nang 39° bawat rebolusyon! Sa paghahambing, ang perihelion ng Mercury ay lumipat lamang ng 43 arcsecond bawat siglo.

Sa pelikula, ang radius ng wormhole ay 1 kilometro, ang haba ng trough ay 10 metro, at ang lensing radius ay 50 metro na mas malaki kaysa sa butas.

Ang wormhole ay hindi matatag at talagang gustong magsara at maging dalawang black hole.

Kung mas mahaba ang wormhole, mas maraming mga smeared na kopya ng mga bagay sa likod ng butas ang makikita dito, dahil ang liwanag ay may mas maraming paraan upang makapasok sa mata (sa iba't ibang mga anggulo, maaari kang pumasok sa butas at lumabas sa isang punto).

Upang panatilihing nakabukas ang isang wormhole, kailangan mo ng maraming kakaibang negatibong masa upang itulak ang lahat sa kabilang panig palabas ng butas. Ang gayong sangkap, ayon sa teorya, ay maaaring umiral, ngunit hindi makatotohanang hanapin ito sa sapat na dami upang humawak ng isang butas.

Ngunit mayroong pangalawang pagpipilian para sa paghawak ng mga wormhole: kailangan mong gamitin ang mga puwersa ng gravitational mula sa ikalimang dimensyon. Kung ang isang four-dimensional na bagay ay tumusok sa ating tatlong-dimensional na espasyo, ito ay lumilikha ng mga kakaibang pwersa sa loob nito na hindi katulad ng iba pa. Narito ang mga ito ay gagamitin upang hawakan ang wormhole.

Gargantua sa labas

Iyan ay sapat na masa upang pigilan ang tidal forces sa planeta ni Miller na mapunit ito sa kalahati.

Ang pagtitiis ay nakaparada sa layong 10 AU, at umiikot sa c/3 (100,000 km/s), sa kabaligtaran ng direksyon ng pag-ikot ni Gargantua.

Larawan ng butas:

• Naka-flatten ang Gargantua sa kaliwa dahil umiikot ito mula kaliwa pakanan (kaugnay ng camera) at ang liwanag na gumagalaw sa direksyon ng pag-ikot ay may mas malaking pagkakataon na hindi masipsip sa horizon ng kaganapan.
• Ang bawat bituin sa likod ng black hole ay may dalawang larawan sa larawan: ang regular, na malayo sa butas, ay binibigyan ng liwanag na bahagyang nakabaluktot ng gravity. At pangalawa, sa loob ng Einstein sphere, tulad ng isang globo na nagre-refract ng lahat ng napakalakas, dahil malapit ito sa butas. Mayroong ilang higit pang mga tampok na nauugnay sa pag-ikot ng butas, ngunit halos hindi ko maipaliwanag ito, dahil ang optika ay hindi ang aking pinakamahusay na bahagi.

Upang maiwasan ang accretion disk mula sa pagprito ng lahat ng buhay sa lahat ng posibleng mga sinag, ginawa ito na may temperatura na ilang libong degrees lamang, tulad ng Araw, naglalabas ito ng liwanag at medyo gamma at X-ray. Ito ay tiyak na dahil sa kahinaan ng disk na ang mga plasma beam ay hindi sumabog mula sa timog at hilagang pole mula sa Gargantua, tulad ng mula sa isang quasar. Posible ito kung ang butas ay hindi "kumain" ng ibang mga planeta sa loob ng mahabang panahon.

Ang kumikinang sa mga larawan ay ang accretion gas disk.
At mukhang impiyerno, maunawaan iyon, dahil, salamat sa gravitational lensing, sa itaas at sa ibaba ng black hole, isang piraso ng disk sa likod ng mismong butas na ito ay nakikita.

Napakalapit sa horizon ng kaganapan ng Gargantua, mayroong dalawang kritikal na orbit na nabuo sa pamamagitan ng balanse ng gravity at centrifugal force.
Sa isa sa kanila ang planetang Manna ay gumagalaw, sa kabilang banda - Pagtitiis sa dulo ng pelikula.

limang-dimensional na espasyo

Kung ang ikalimang (pati na rin ang ikaanim, ikapito, atbp.) na mga dimensyon ay umiiral, kung gayon ang mga ito ay dapat na itiklop sa isang tubo o i-compress nang napakabilis, kung hindi, ang gravity mula sa ating tatlong dimensyon ay magpapalaganap ayon sa mga batas maliban sa 1/r^2.

Ang espasyo sa Interstellar ay binubuo ng tatlong three-dimensional na brane sa four-dimensional na anti-de Sitter space. Mayroong mga nagbubuklod na brane sa itaas at sa ibaba ng ating brane, kailangan ang mga ito upang ang hyperspace ay hubog sa pagitan ng mga layer at ang mga batas ng tao ng pamamahagi ng mga puwersa, sa partikular na gravity, ay hindi nilabag. Kaya, sa pangkalahatan, maaari mong gawin ang ikalimang dimensyon na buksan, at hindi baluktot sa isang tubo.

Ang mga hyperspace curve sa pagitan ng mga brane na ito at ng distansya na sinusukat sa itaas o ibabang brane ay magiging mas maikli kaysa sa aming brane. Ang distansya sa pagitan ng mga brane na ito ay dapat na 1.5 sentimetro - ito ay sapat na para sa distansya sa kahabaan ng tuktok na brane sa pagitan ng Earth at Gargantua upang maging 1AE, at ang aming brane ay sumunod sa mga batas ng grabidad ni Newton.

Upang mapunta sa planeta Miller, na umiikot sa bilis na 0.55 s, kailangan mong gumawa ng dalawang gravitational maneuvers: una, itigil ang pag-ikot ng Ranger nang ganap upang ang butas ay umaakit sa barko, at sa harap ng planeta Miller, mabagal. pababa ng isa pang c / 4 na bilis at lupa.

Paano ito gagawin? ito hindi ipinapakita sa pelikula, ngunit iminumungkahi ni Kip na hindi bababa sa dalawa pang maliliit na black hole, ang laki ng Earth, ay dapat na umiikot sa Gargantua. Sa pamamagitan lamang ng pagbagsak sa gravity ng naturang mga butas, maaari mong pabagalin nang labis at hindi patayin ang mga tripulante ng barko. Kasabay nito, sa pelikula, sinabi ni Cooper na kailangan niyang gumawa ng isang maniobra sa paligid ng isang neural star, at hindi isang black hole (sa totoo lang hindi ko naaalala ang pariralang ito).

Ang mga alon sa planetang Miller ay sanhi ng "wobble" ng planeta pabalik-balik, tungkol sa isang axis na patayo sa Gargantua. Parang tsunami.

Ang planeta ni Miller ay dapat nasa pagitan ng accretion disk at Gargantua. Ngunit nagpasya si Nolan na huwag i-shoot ang pagtatapos, at ilagay ang planeta na alam mo kung paano. Ang planeta ay pinainit mula sa accretion disk.

Ang planeta ni Mann ay nasa napakaliit na orbit sa c/20 .

Upang maabot ang planeta ni Manna, kinailangan ni Cooper na gumawa ng dalawang gravitational maneuvers: sa paligid ng isang maliit na black hole na umiikot sa Gargantua, pagkatapos ay lumipad hanggang sa planeta ni Manna sa bilis na c/2, at pagkatapos gumawa ng ilang orbit sa paligid nito, bawasan ang bilis sa c /20

Ang mga ulap sa planeta ni Manna ay gawa sa "dry ice" carbon dioxide. Sa ibabaw - ordinaryong yelo. Kapag lumipad ang planetang Manna palapit sa Gargantua at sa disk nito, sumingaw ang carbon dioxide - nakukuha ang mga ulap.

Lumilipad patungo sa isang black hole

Paano nakuha ni Cooper ang isang bumabagsak na Endurance? Hinila siya ng sapat na mataas para sa paghila ni Gargantua upang hilahin siya at si Cooper sa kritikal na orbit. Huwag kalimutan na kapag bumagsak ang Endurance sa planeta ni Mann, napakalapit ng planeta sa Gargantua.

Ang kritikal na orbit na dinadala ni Cooper sa barko sa paligid ng Gargantua ay ang larangan kung saan ang puwersang sentripugal na nagtutulak sa barko palabas ng orbit at ang puwersa ng gravitational na humihila sa barko sa butas ay nag-tutugma. Sa orbit na ito, maaari kang umikot magpakailanman sa paligid ng Gargantua, ngunit may isang kundisyon: hindi ka makakagalaw ng isang hakbang mula sa orbit, dahil ang barko ay maaaring itatapon palayo sa Gargantua, o mahuhulog ito sa isang black hole. Ang orbit na ito ay hindi matatag. Ito ay nagkakahalaga ng pagsasabi na ang orbit ng planeta Miller ay eksaktong pareho, ngunit matatag, mahirap na bumaba dito.

Ang agham

Ang kamakailang inilabas na visually immersive na pelikula na "Interstellar" ay batay sa mga tunay na siyentipikong konsepto tulad ng umiikot na black hole, wormhole at ang paglawak ng oras.

Ngunit kung hindi ka pamilyar sa mga konseptong ito, maaaring medyo malito ka habang nanonood.

Sa pelikula, isang pangkat ng mga explorer sa kalawakan ang pumunta sa extragalactic na paglalakbay sa pamamagitan ng isang wormhole. Sa kabilang panig, pumapasok sila sa ibang solar system na may umiikot na black hole sa halip na isang bituin.

Nasa karera sila na may espasyo at oras para tapusin ang kanilang misyon. Ang ganitong paglalakbay sa kalawakan ay maaaring mukhang medyo nakalilito, ngunit ito ay batay sa mga pangunahing prinsipyo ng pisika.

Narito ang mga pangunahing 5 konsepto ng pisika kung ano ang kailangan mong malaman upang maunawaan ang "Interstellar":

artipisyal na gravity

Ang pinakamalaking problema na kinakaharap nating mga tao sa pangmatagalang paglalakbay sa kalawakan ay kawalan ng timbang. Ipinanganak tayo sa Earth, at ang ating katawan ay umangkop sa ilang mga kundisyon ng gravitational, ngunit kapag tayo ay nasa kalawakan ng mahabang panahon, ang ating mga kalamnan ay nagsisimulang manghina.

Ang mga karakter sa pelikulang "Interstellar" ay nahaharap din sa problemang ito.

Upang harapin ito, lumikha ang mga siyentipiko artificial gravity sa mga spaceship. Ang isang paraan upang gawin ito ay ang paikutin ang sasakyang pangalangaang tulad ng sa pelikula. Ang pag-ikot ay lumilikha ng isang sentripugal na puwersa na nagtutulak ng mga bagay patungo sa mga panlabas na dingding ng barko. Ang pagtanggi na ito ay katulad ng gravity, sa kabilang direksyon lamang.

Ang form na ito ng artificial gravity ay ang nararanasan mo kapag nagmamaneho ka sa paligid ng isang maliit na radius curve at pakiramdam mo ay itinutulak ka palabas, palayo sa gitnang punto ng curve. Sa isang umiikot na sasakyang pangalangaang, ang mga dingding ay nagiging sahig para sa iyo.

Isang umiikot na black hole sa kalawakan

Ang mga astronomo, kahit na hindi direkta, ay naobserbahan sa ating uniberso umiikot na black hole. Walang nakakaalam kung ano ang nasa gitna ng isang black hole, ngunit may pangalan ang mga siyentipiko para dito -singularidad .

Ang mga umiikot na black hole ay nag-warp sa espasyo sa kanilang paligid nang iba kaysa sa mga nakatigil na black hole.

Ang proseso ng pagbaluktot na ito ay tinatawag na "inertial frame drag" o ang Lense-Thirring effect, at nakakaapekto ito sa magiging hitsura ng black hole sa pamamagitan ng pagbaluktot sa espasyo, at higit sa lahat ang spacetime sa paligid nito. Tama na ang black hole na nakikita mo sa pelikulanapakalapit sa konseptong siyentipiko.

• Ang Spaceship Endurance ay patungo sa Gargantua - kathang-isip na supermassive black hole 100 milyong beses ang masa ng araw.
• Ito ay nasa 10 bilyong light-years mula sa Earth at may ilang mga planeta na umiikot dito. Umiikot ang Gargantua sa kamangha-manghang 99.8 porsiyento ng bilis ng liwanag.
• Ang accretion disk ng Garagantua ay naglalaman ng gas at alikabok sa temperatura ng ibabaw ng Araw. Ang disk ay nagbibigay sa mga planeta ng Gargantua ng liwanag at init.

Ang kumplikadong hitsura ng black hole sa pelikula ay dahil sa ang katunayan na ang imahe ng accretion disk ay naka-warped sa pamamagitan ng gravitational lensing. Lumilitaw ang dalawang arko sa larawan: ang isa ay nabuo sa itaas ng black hole, at ang isa sa ibaba nito.

Butas ng nunal

Ang wormhole o wormhole na ginamit ng crew sa Interstellar ay isa sa mga phenomena sa pelikula. na ang pagkakaroon ay hindi pa napatunayan. Ito ay hypothetical, ngunit napaka-maginhawa sa mga plot ng mga kwento ng science fiction, kung saan kailangan mong pagtagumpayan ang isang malaking distansya ng espasyo.

Ang mga wormhole ay isang uri lamang ng pinakamaikling landas sa kalawakan. Ang anumang bagay na may masa ay lumilikha ng isang butas sa kalawakan, na nangangahulugan na ang espasyo ay maaaring iunat, deformed, at kahit na nakatiklop.

Ang isang wormhole ay tulad ng isang fold sa tela ng espasyo (at oras) na nag-uugnay sa dalawang napakalayo na rehiyon, na tumutulong sa mga manlalakbay sa kalawakan. maglakbay ng malayo sa loob ng maikling panahon.

Ang opisyal na pangalan para sa isang wormhole ay "Einstein-Rosen Bridge" dahil ito ay unang iminungkahi ni Albert Einstein at ng kanyang kasamahan na si Nathan Rosen noong 1935.

• Sa 2D diagram, ang bibig ng isang wormhole ay ipinapakita bilang isang bilog. Gayunpaman, kung makakakita tayo ng wormhole, magmumukha itong sphere.
• Sa ibabaw ng globo, ang isang gravitationally distorted view ng espasyo mula sa kabilang panig ng "burrow" ay makikita.
• Ang mga sukat ng wormhole sa pelikula ay 2 km ang lapad at ang distansya ng paglipat ay 10 bilyong light years.

Gravitational time dilation

Ang gravitational time dilation ay isang tunay na phenomenon na naobserbahan sa Earth. Ito ay lumitaw dahil oras na may kinalaman. Ibig sabihin, iba ang daloy nito para sa iba't ibang coordinate system.

Kapag ikaw ay nasa isang malakas na kapaligiran ng gravitational, mas mabagal ang paglipas ng oras para sa iyo kumpara sa mga tao sa mahinang kapaligiran ng gravitational.

Kamakailan lamang, ang agham ay naging mapagkakatiwalaan kung ano ang isang black hole. Ngunit sa sandaling nalaman ng mga siyentipiko ang hindi pangkaraniwang bagay na ito ng Uniberso, isang bago, mas kumplikado at nakakalito ang nahulog sa kanila: isang napakalaking black hole, na hindi mo matatawag na itim, ngunit sa halip ay nakabulag na puti. Bakit? Ngunit dahil ito ay tiyak na isang kahulugan na ibinigay sa gitna ng bawat kalawakan, na kumikinang at kumikinang. Ngunit sa sandaling makarating ka doon, at bukod sa kadiliman, walang natitira. Anong uri ng palaisipan ito?

Memo tungkol sa mga black hole

Ito ay tiyak na kilala na ang isang simpleng black hole ay isang dating nagniningning na bituin. Sa isang tiyak na yugto ng pagkakaroon nito, nagsimula silang tumaas nang labis, habang ang radius ay nanatiling pareho. Kung mas maaga ang bituin ay "pumutok", at ito ay lumaki, ngayon ang mga puwersa na nakatutok sa core nito ay nagsimulang maakit ang lahat ng iba pang mga sangkap sa sarili nito. Ang mga gilid nito ay "bumagsak" sa gitna, na bumubuo ng isang hindi kapani-paniwalang puwersa ng pagbagsak, na nagiging isang itim na butas. Ang gayong "mga dating bituin" ay hindi na kumikinang, ngunit ganap na hindi nakikitang mga bagay ng Uniberso mula sa labas. Ngunit sila ay kapansin-pansin, dahil literal nilang sinisipsip ang lahat ng bagay na nahuhulog sa kanilang gravitational radius. Hindi alam kung ano ang nasa kabila ng gayong abot-tanaw ng kaganapan. Batay sa mga katotohanan, ang anumang katawan na may ganoong kalaking gravity ay literal na madudurog. Kamakailan, gayunpaman, hindi lamang mga manunulat ng science fiction, kundi pati na rin ang mga siyentipiko ay may hawak na ideya na ang mga ito ay maaaring isang uri ng mga tunnel sa kalawakan para sa paglalakbay ng malalayong distansya.

Ano ang isang quasar

Ang mga katulad na katangian ay taglay ng isang napakalaking black hole, sa madaling salita, ang core ng isang kalawakan, na mayroong napakalakas na gravitational field na umiiral dahil sa masa nito (milyon-milyon o bilyun-bilyong solar mass). Ang prinsipyo ng pagbuo ng mga supermassive black hole ay hindi pa naitatag. Ayon sa isang bersyon, ang sanhi ng naturang pagbagsak ay masyadong naka-compress na mga ulap ng gas, ang gas kung saan ay labis na pinalabas, at ang temperatura ay hindi kapani-paniwalang mataas. Ang pangalawang bersyon ay ang pagtaas ng masa ng iba't ibang maliliit na black hole, bituin at ulap sa isang solong sentro ng gravitational.

Ang ating kalawakan

Ang napakalaking black hole sa gitna ng Milky Way ay hindi kabilang sa pinakamakapangyarihan. Ang katotohanan ay ang kalawakan mismo ay may spiral structure, na kung saan, pinipilit ang lahat ng mga kalahok nito na maging pare-pareho at medyo mabilis na paggalaw. Kaya, ang mga puwersa ng gravitational, na maaaring puro eksklusibo sa quasar, ay tila nawawala, at pantay na tumataas mula sa gilid hanggang sa core. Madaling hulaan na ang mga bagay sa elliptical o, sabihin nating, irregular galaxy ay kabaligtaran. Sa "outskirts" na espasyo ay napakabihirang, halos hindi gumagalaw ang mga planeta at bituin. Ngunit sa quasar mismo, ang buhay ay literal na puspusan.

Mga parameter ng quasar ng Milky Way

Gamit ang paraan ng radio interferometry, nakalkula ng mga mananaliksik ang masa ng supermassive black hole, ang radius nito at gravitational force. Tulad ng nabanggit sa itaas, ang ating quasar ay malabo, mahirap tawagan itong napakalakas, ngunit kahit ang mga astronomo mismo ay hindi inaasahan na ang tunay na mga resulta ay magiging ganoon. Kaya ang Sagittarius A* (iyan ang pangalan ng core) ay katumbas ng apat na milyong solar mass. Bukod dito, ayon sa malinaw na data, ang itim na butas na ito ay hindi kahit na sumisipsip ng bagay, at ang mga bagay na nasa kapaligiran nito ay hindi umiinit. Ang isang kagiliw-giliw na katotohanan ay napansin din: ang quasar ay literal na inilibing sa mga ulap ng gas, ang bagay na kung saan ay napakabihirang. Marahil, sa kasalukuyan, ang ebolusyon ng napakalaking itim na butas ng ating kalawakan ay nagsisimula pa lamang, at sa bilyun-bilyong taon ito ay magiging isang tunay na higante na aakit hindi lamang sa mga sistemang pang-planeta, kundi pati na rin sa iba pang mas maliliit.

Gaano man kaliit ang masa ng ating quasar, karamihan sa lahat ng mga siyentipiko ay natamaan ng radius nito. Sa teoryang, ang gayong distansya ay maaaring malampasan sa loob ng ilang taon sa isa sa mga modernong spacecraft. Ang laki ng isang napakalaking itim na butas ay bahagyang mas malaki kaysa sa average na distansya mula sa Earth hanggang sa Araw, katulad ng 1.2 astronomical units. Ang gravitational radius ng quasar na ito ay 10 beses na mas maliit kaysa sa pangunahing diameter. Sa gayong mga tagapagpahiwatig, natural, ang bagay ay hindi maaaring mag-isa hangga't hindi ito direktang tumawid sa abot-tanaw ng kaganapan.

Kabalintunaan na mga katotohanan

Ang kalawakan ay kabilang sa kategorya ng mga bata at bagong kumpol ng bituin. Ito ay napatunayan hindi lamang sa edad, mga parameter at posisyon nito sa mapa ng espasyo na kilala ng tao, kundi pati na rin sa kapangyarihan na taglay ng napakalaking black hole nito. Gayunpaman, tulad ng nangyari, hindi lamang mga kabataan ang maaaring magkaroon ng "katawa-tawa" na mga parameter. Maraming mga quasar, na may hindi kapani-paniwalang kapangyarihan at gravity, nagulat sa kanilang mga katangian:

• Ang ordinaryong hangin ay kadalasang mas siksik kaysa sa napakalaking black hole.
• Pagdating sa horizon ng kaganapan, ang katawan ay hindi makakaranas ng tidal forces. Ang katotohanan ay ang sentro ng singularidad ay sapat na malalim, at upang maabot ito, kailangan mong pumunta sa isang mahabang paraan, hindi man lang maghinala na wala nang babalikan.

Mga higante ng ating Uniberso

Ang isa sa pinakamalalaki at pinakamatandang bagay sa kalawakan ay ang napakalaking black hole sa quasar ng OJ 287. Ito ay isang buong black hole na matatagpuan sa konstelasyon ng Cancer, na kung saan, ay hindi gaanong nakikita mula sa Earth. Ito ay batay sa isang binary system ng mga black hole, samakatuwid, mayroong dalawang horizon ng kaganapan at dalawang punto ng singularity. Ang mas malaking bagay ay may mass na 18 bilyong solar mass, halos katulad ng isang maliit na ganap na kalawakan. Ang kasamang ito ay static, tanging ang mga bagay na nasa loob ng gravitational radius nito ang umiikot. Ang mas maliit na sistema ay tumitimbang ng 100 milyong solar mass at mayroon ding orbital period na 12 taon.

mapanganib na kapitbahayan

Ang mga kalawakan na OJ 287 at ang Milky Way ay natagpuang magkapitbahay - ang distansya sa pagitan ng mga ito ay humigit-kumulang 3.5 bilyong light years. Hindi ibinubukod ng mga astronomo ang bersyon na sa malapit na hinaharap ang dalawang cosmic na katawan na ito ay magbanggaan, na bumubuo ng isang kumplikadong istraktura ng bituin. Ayon sa isang bersyon, tiyak na dahil sa diskarte sa tulad ng isang higanteng gravitational na ang paggalaw ng mga planetary system sa ating kalawakan ay patuloy na bumibilis, at ang mga bituin ay nagiging mas mainit at mas aktibo.

Ang napakalaking black hole ay talagang puti

Sa pinakadulo simula ng artikulo, isang napakasensitibong isyu ang itinaas: ang kulay kung saan ang pinakamakapangyarihang quasar ay nakatayo sa harap natin ay halos hindi matatawag na itim. Sa mata, kahit na sa pinakasimpleng larawan ng anumang kalawakan, makikita mo na ang gitna nito ay isang malaking puting tuldok. Bakit sa tingin natin ito ay isang napakalaking black hole? Ang mga larawang kinunan sa pamamagitan ng mga teleskopyo ay nagpapakita sa amin ng malaking kumpol ng mga bituin na ang core ay umaakit sa sarili nito. Ang mga planeta at asteroid na nag-o-orbit sa malapit ay sumasalamin dahil sa kanilang kalapitan, sa gayon ay nagpaparami ng lahat ng liwanag na nasa malapit. Dahil ang mga quasar ay hindi nag-drag sa lahat ng mga kalapit na bagay sa bilis ng kidlat, ngunit pinapanatili lamang ang mga ito sa kanilang gravitational radius, hindi sila nawawala, ngunit nagsisimulang lumiwanag nang higit pa, dahil ang kanilang temperatura ay mabilis na lumalaki. Tulad ng para sa mga ordinaryong black hole na umiiral sa kalawakan, ang kanilang pangalan ay ganap na makatwiran. Ang mga sukat ay medyo maliit, ngunit ang puwersa ng grabidad ay napakalaki. "Kinakain" lang nila ang liwanag nang hindi naglalabas ng kahit isang kabuuan mula sa kanilang mga bangko.

Sinematograpiya at isang napakalaking black hole

Gargantua - ang terminong ito ng sangkatauhan ay nagsimulang gumamit ng malawak na may kaugnayan sa mga black hole pagkatapos na ipalabas ang pelikulang "Interstellar". Sa pagtingin sa larawang ito, mahirap maunawaan kung bakit napili ang partikular na pangalang ito at kung saan ang koneksyon. Ngunit sa orihinal na script, nagplano silang lumikha ng tatlong black hole, dalawa sa mga ito ay pinangalanang Gargantua at Pantagruel, na kinuha mula sa isang satirical novel. Pagkatapos na gawin ang mga pagbabago, isang "rabbit hole" na lamang ang natitira, kung saan ang unang pangalan napili. Kapansin-pansin na sa pelikula ang black hole ay inilalarawan nang makatotohanan hangga't maaari. Kaya't magsalita, ang disenyo ng hitsura nito ay isinagawa ng siyentipiko na si Kip Thorne, na batay sa mga pinag-aralan na katangian ng mga cosmic na katawan na ito.

Paano natin natutunan ang tungkol sa mga black hole?

Kung hindi dahil sa teorya ng relativity, na iminungkahi ni Albert Einstein sa simula ng ikadalawampu siglo, malamang na walang sinuman ang magbibigay pansin sa mga mahiwagang bagay na ito. Ang isang napakalaking itim na butas ay ituturing na isang ordinaryong kumpol ng mga bituin sa gitna ng kalawakan, at ang mga ordinaryong, maliliit ay ganap na hindi napapansin. Ngunit ngayon, salamat sa mga teoretikal na kalkulasyon at mga obserbasyon na nagpapatunay sa kanilang kawastuhan, maaari nating obserbahan ang gayong kababalaghan bilang ang kurbada ng espasyo-oras. Sinasabi ng mga modernong siyentipiko na ang paghahanap ng "butas ng kuneho" ay hindi napakahirap. Sa paligid ng gayong bagay, ang bagay ay kumikilos nang hindi natural, hindi lamang ito lumiliit, ngunit kung minsan ay kumikinang. Isang maliwanag na halo ang nabubuo sa paligid ng itim na tuldok, na nakikita sa pamamagitan ng isang teleskopyo. Sa maraming paraan, ang likas na katangian ng mga black hole ay tumutulong sa atin na maunawaan ang kasaysayan ng pagbuo ng Uniberso. Sa kanilang gitna ay isang punto ng singularity, katulad ng isa kung saan ang buong mundo sa paligid natin ay nabuo dati.

Hindi alam kung ano ang maaaring mangyari sa isang tao na tumatawid sa abot-tanaw ng kaganapan. Madudurog ba siya ng gravity, o mapupunta siya sa ibang lugar? Ang tanging bagay na masasabi nang may ganap na katiyakan ay ang gargantua ay nagpapabagal sa oras, at sa ilang mga punto ang kamay ng orasan sa wakas at hindi na mababawi na huminto.

Ang black hole ay isang rehiyon ng espasyo-oras, ang grabidad na atraksyon nito ay napakalakas na kahit ang liwanag ay hindi makaalis dito. Ang mga itim na butas na lumaki sa malalaking sukat ay bumubuo sa mga core ng karamihan sa mga kalawakan.

Ang supermassive black hole ay isang black hole na may mass na humigit-kumulang 105-1010 solar mass. Noong 2014, natagpuan ang napakalaking black hole sa gitna ng maraming galaxy, kabilang ang ating Milky Way.

Ang pinakamabigat na supermassive black hole sa labas ng ating galaxy ay nasa isang galaxy sa higanteng elliptical galaxy NGC 4889 sa constellation na Coma Berenices. Ang masa nito ay humigit-kumulang 21 bilyong solar mass!

Sa larawang ito, ang kalawakan NGC 4889 ay nasa gitna. Sa isang lugar sa labas ay nakatago ang parehong higante.

Walang pangkalahatang tinatanggap na teorya ng pagbuo ng mga black hole ng naturang masa. Mayroong ilang mga hypotheses, ang pinaka-halata kung saan ay ang hypothesis na naglalarawan ng unti-unting pagtaas sa masa ng isang black hole sa pamamagitan ng gravitational attraction ng matter (karaniwan ay gas) mula sa outer space. Ang kahirapan sa pagbuo ng isang napakalaking itim na butas ay nakasalalay sa katotohanan na ang isang sapat na dami ng bagay para dito ay dapat na puro sa isang medyo maliit na dami.

Pananaw ng isang artist sa isang napakalaking black hole at ang accretion disk nito.

Spiral galaxy NGC 4845 (type Sa) sa constellation Virgo, na matatagpuan sa layo na 65 million light years mula sa Earth. Sa gitna ng kalawakan ay isang napakalaking black hole na may masa na humigit-kumulang 230,000 solar masa.

Ang space observatory na Chandra (Chandra X-ray Observatory, NASA) ay nagbigay kamakailan ng ebidensya na maraming supermassive black hole ang umiikot sa napakabilis na bilis. Ang sinusukat na bilis ng pag-ikot ng isa sa mga black hole ay 3.5 trilyon. Ang milya bawat oras ay halos kalahati ng bilis ng liwanag, at ang hindi kapani-paniwalang gravity nito ay humihila sa nakapalibot na espasyo para sa maraming milyong kilometro.

Spiral galaxy NGC 1097 sa constellation Furnace. Sa gitna ng kalawakan ay isang napakalaking black hole na 100 milyong beses na mas mabigat kaysa sa ating araw. Sinisipsip nito ang sarili sa anumang bagay sa paligid.

Ang pinakamakapangyarihang quasar sa kalawakan na Markarian 231 ay maaaring makatanggap ng enerhiya mula sa dalawang black hole sa gitnang kinalalagyan na umiikot sa bawat isa. Ayon sa mga siyentipiko, ang masa ng gitnang black hole ay lumampas sa solar mass ng 150 milyong beses, ang masa ng satellite black hole ay 4 milyong beses na mas malaki kaysa sa solar. Ang dynamic na duo na ito ay kumokonsumo ng galactic matter at bumubuo ng napakalaking halaga ng enerhiya, na nagdudulot ng ningning sa gitna ng kalawakan na maaaring madaig ang ningning ng bilyun-bilyong bituin.

Ang mga Quasar ay ang pinakamaliwanag na pinagmumulan sa Uniberso, ang liwanag nito ay mas maliwanag kaysa sa ningning ng kanilang mga kalawakan. Mayroong hypothesis na ang quasars ay ang nuclei ng malalayong galaxy sa yugto ng hindi pangkaraniwang mataas na aktibidad. Ang quasar sa gitna ng Markarian 231 galaxy ay ang pinakamalapit na bagay sa atin at nagpapakita ng sarili bilang isang compact radio source. Tinatantya ng mga siyentipiko ang edad nito sa isang milyong taon lamang.

Ang higanteng elliptical galaxy M60 at ang spiral galaxy NGC 4647 ay mukhang isang kakaibang mag-asawa. Pareho silang nasa constellation na Virgo. Ang Bright M60, mga 54 milyong light-years ang layo, ay may simpleng hugis ng itlog, na nilikha ng mga random na swarming old star. Ang NGC 4647 (kanang itaas), sa kabaligtaran, ay binubuo ng mga batang bughaw na bituin, gas, at alikabok, na matatagpuan sa mga umiikot na braso ng isang patag na umiikot na disk.

Sa gitna ng M60 ay isang napakalaking black hole na may 4.5 bilyong solar masa.

Galaxy 4C+29.30, na matatagpuan sa layong 850 milyong light years mula sa Earth. Sa gitna ay isang napakalaking black hole. Ang masa nito ay 100 milyong beses ang masa ng ating Araw.

Matagal nang humingi ng kumpirmasyon ang mga astronomo na ang Sagittarius A, ang ating napakalaking black hole sa gitna ng Milky Way, ang pinagmulan ng plasma jet. Sa wakas, natagpuan nila ito - ito ay pinatunayan ng mga bagong resulta na nakuha ng Chandra X-ray observatory (Chandra) at ng VLA radio telescope. Ang jet o jet na ito ay nabuo sa pamamagitan ng pagsipsip ng matter ng isang napakalaking black hole, at ang pagkakaroon nito ay matagal nang hinulaan ng mga teorista.

Gamit ang pinakamataas na kalidad ng mga imahe ng X-ray, natagpuan ng mga astronomo ang unang malinaw na katibayan na ang napakalaking black hole ay magkatulad sa unang bahagi ng uniberso. Ipinakita ng mga pag-aaral at obserbasyon ng malalayong kalawakan na lahat sila ay may katulad na napakalaking black hole. Hindi bababa sa 30 milyong supermassive katulad na black hole ang natagpuan sa unang bahagi ng uniberso. Ito ay 10,000 beses na higit pa kaysa sa naisip.

Ang drawing ng artist ay naglalarawan ng lumalaking supermassive black hole.

Barred spiral galaxy NGC 4945 (SBc) sa constellation Centaurus. Ito ay medyo katulad sa ating Galaxy, ngunit ang mga obserbasyon ng X-ray ay nagpapakita ng pagkakaroon ng isang core, marahil ay naglalaman ng isang aktibong supermassive black hole.

Cluster PKS 0745-19. Ang black hole sa gitna ay isa sa 18 pinakamalaking kilalang black hole sa uniberso.

Isang malakas na stream ng mga particle mula sa isang napakalaking black hole na tumama sa isang kalapit na kalawakan. Naobserbahan ng mga astronomo ang mga banggaan ng mga kalawakan noon pa man, ngunit ito ang unang pagkakataon na naitala ang naturang "cosmic shot". Ang "insidente" ay naganap sa isang sistema ng bituin na matatagpuan sa layong 1.4 bilyong light years mula sa Earth, kung saan kasalukuyang isinasagawa ang proseso ng pagsasama-sama ng dalawang kalawakan. Ang "black hole" ng mas malaki sa dalawang kalawakan, na ikinumpara ng mga astronomo sa "Death Star" mula sa epiko ng pelikula ng Star Wars, ay naglabas ng malakas na daloy ng mga sisingilin na particle na direktang dumapo sa kalapit na kalawakan.

Ang pinakabatang black hole ay natagpuan. Ang ninuno ng bagong dating ay isang supernova na sumabog 31 taon lamang ang nakalipas.

Masining na paglalarawan ng isang black hole na lumulunok ng espasyo. Dahil ang teoretikal na hula ng mga itim na butas, ang tanong ng kanilang pag-iral ay nanatiling bukas, dahil ang pagkakaroon ng isang "black hole" na uri ng solusyon ay hindi pa ginagarantiyahan na mayroong mga mekanismo para sa pagbuo ng mga naturang bagay sa Uniberso.

Black hole flare sa spiral galaxy M83 (kilala rin bilang South Pinwheel) na kinunan ng Chandra X-ray Observatory ng NASA. Ang South Pinwheel ay matatagpuan sa layo na humigit-kumulang 15 milyong light years mula sa amin.

Barred spiral galaxy NGC 4639 sa constellation Virgo. Ang NGC 4639 ay may malaking black hole na sumisipsip ng cosmic gas at alikabok.

Galaxy M 77 sa konstelasyon ng Cetus. Sa gitna nito ay isang napakalaking black hole.

Inilarawan ng mga artista ang black hole ng ating Galaxy - Sagittarius A*. Ito ay isang bagay na may malaking masa. Sa pamamagitan ng pagsusuri sa mga elemento ng mga orbit, unang natukoy na ang bigat ng bagay ay 2.6 milyong solar masa, at ang masa na ito ay nakapaloob sa dami na hindi hihigit sa 17 light hours (120 AU) ang lapad.

Tumingin sa bibig ng isang black hole. Nakuha ng mga astronomo ng Japanese aerospace agency na JAXA ang isang natatanging imahe ng bibig ng black hole at mga bihirang phenomena sa paligid nito gamit ang WISE infrared space laboratory ng NASA. Ang object ng WISE observation ay isang black hole na 6 na beses ang masa ng araw at nakalista sa mga katalogo sa ilalim ng pangalang GX 339-4. Malapit sa GX 339-4, na matatagpuan sa layo na higit sa 20 libong light years mula sa Earth, ang isang bituin ay nag-oorbit, ang sangkap na kung saan ay iginuhit sa isang itim na butas sa ilalim ng impluwensya ng napakalaking gravitational field nito, na 30 libong beses na mas malakas. kaysa sa ibabaw ng ating planeta. Sa kasong ito, ang bahagi ng bagay na ito ay inilalabas mula sa itim na butas sa kabaligtaran na direksyon, na bumubuo ng mga jet ng mga particle na gumagalaw sa halos liwanag na bilis.

Galaxy NGC 3081 sa konstelasyon na Hydra. Ito ay matatagpuan sa layo na halos 86 milyong light years mula sa solar system. Naniniwala ang mga siyentipiko na ang NGC 3081 ay may napakalaking black hole sa gitna nito.

Natutulog at nananaginip. Halos isang dekada na ang nakalipas, ang Chandra X-ray Observatory ng NASA ay nakakuha ng mga palatandaan ng tila isang black hole na sumisipsip ng gas sa gitna mismo ng kalapit na Sculptor galaxy. Kaya naman, noong 2013, ang NuSTAR space telescope ng NASA, na nakakakita ng mga matitigas na X-ray, ay mabilis na tumitingin sa parehong direksyon at natuklasan ang isang mapayapang natutulog na black hole (sa nakalipas na 10 taon na ito ay lumipas sa isang hindi aktibong estado).

Ang masa ng isang natutulog na black hole ay humigit-kumulang 5 milyong beses ang masa ng ating Araw. Ang black hole ay nasa gitna ng Sculptor galaxy, na kilala rin bilang NGC 253.

Ang plasma na inilabas ng napakalaking black hole sa mga sentro ng mga kalawakan ay maaaring magdala ng napakalaking dami ng enerhiya sa napakalaking distansya. Ang rehiyon ng 3C353, tulad ng nakikita ng X-ray mula sa Chandra at Very Large Array telescope, ay napapalibutan ng plasma na inilabas mula sa isa sa mga black hole. Laban sa background ng higanteng "mga balahibo" ng radiation, ang mga kalawakan ay mukhang maliliit na tuldok sa gitna.

Kaya ayon sa artist, ang isang napakalaking black hole na may mass na ilang milyon hanggang bilyun-bilyong beses ang mass ng ating Araw ay maaaring kamukha nito. Ang kahirapan sa pagbuo ng isang napakalaking itim na butas ay nakasalalay sa katotohanan na ang isang sapat na dami ng bagay para dito ay dapat na puro sa isang medyo maliit na dami.