Ang kamangha-manghang kasaysayan ng mga black hole. Itim na butas: ang kwento ng pagtuklas ng mga pinaka mahiwagang bagay sa uniberso na hindi natin makikita

« Science fiction maaaring maging kapaki-pakinabang - pinasisigla nito ang imahinasyon at pinapawi ang takot sa hinaharap. Gayunpaman siyentipikong katotohanan maaaring maging mas kamangha-mangha. Ang science fiction ay hindi man lang naisip ang mga bagay na gaya ng black hole »
Stephen Hawking

Sa kailaliman ng sansinukob para sa tao ay namamalagi ang hindi mabilang na mga misteryo at misteryo. Isa sa mga ito ay mga black hole - mga bagay na hindi man lang maintindihan ang pinakadakilang isip sangkatauhan. Daan-daang mga astrophysicist ang nagsisikap na matuklasan ang likas na katangian ng mga black hole, ngunit yugtong ito hindi pa nga namin napapatunayan ang existence nila sa practice.

Iniaalay ng mga direktor ng pelikula ang kanilang mga pelikula sa kanila, at sa ordinaryong mga tao Ang mga black hole ay naging isang kababalaghan ng kulto na sila ay nakilala sa katapusan ng mundo at nalalapit na kamatayan. Sila ay kinatatakutan at kinasusuklaman, ngunit sa parehong oras sila ay iniidolo at yumukod sa hindi alam, na kung saan ang mga kakaibang fragment ng Uniberso ay puno. Agree, ang lamunin ng black hole ay ganoong klaseng romansa. Sa tulong nila, posible, at maaari din silang maging gabay para sa atin.

Ang dilaw na press ay madalas na nag-isip tungkol sa katanyagan ng mga black hole. Ang paghahanap ng mga headline sa mga pahayagan na may kaugnayan sa katapusan ng mundo sa planeta dahil sa isa pang banggaan sa isang napakalaking black hole ay hindi isang problema. Ang mas masahol pa ay ang hindi marunong bumasa at sumulat na bahagi ng populasyon ay sineseryoso ang lahat at nagpapataas ng isang tunay na takot. Upang magbigay ng kaunting kalinawan, pupunta kami sa isang paglalakbay sa mga pinagmulan ng pagtuklas ng mga black hole at susubukan naming maunawaan kung ano ito at kung paano nauugnay dito.

hindi nakikitang mga bituin

Nagkataon na inilalarawan ng mga modernong pisiko ang istruktura ng ating Uniberso sa tulong ng teorya ng relativity, na maingat na ibinigay ni Einstein sa sangkatauhan sa simula ng ika-20 siglo. Ang lahat ng mas mahiwaga ay ang mga itim na butas, sa abot-tanaw ng kaganapan kung saan ang lahat ng mga batas ng pisika na alam natin, kabilang ang teorya ni Einstein, ay tumigil sa paggana. Hindi ba ito kahanga-hanga? Bilang karagdagan, ang haka-haka tungkol sa pagkakaroon ng mga itim na butas ay ipinahayag nang matagal bago ang kapanganakan ni Einstein mismo.

Noong 1783, nagkaroon ng makabuluhang pagtaas sa England aktibidad na pang-agham. Noong mga panahong iyon, ang agham ay sumabay sa relihiyon, sila ay nagkakasundo, at ang mga siyentipiko ay hindi na itinuturing na mga erehe. At saka, siyentipikong pananaliksik ginawa ng mga pari. Isa sa mga lingkod na ito ng Diyos ay ang English na pastor na si John Michell, na nagtanong sa kanyang sarili hindi lamang ng mga katanungan tungkol sa pagkatao, kundi pati na rin mga gawaing pang-agham. Si Michell ay isang mataas na pinalamutian na siyentipiko: siya ay orihinal na isang guro ng matematika at sinaunang linggwistika sa isa sa mga kolehiyo, at pagkatapos nito, para sa ilang mga pagtuklas, siya ay natanggap sa Royal Society of London.

Nakipag-usap si John Michell sa seismology, ngunit sa kanyang bakanteng oras ay nagustuhan niyang isipin ang walang hanggan at ang kosmos. Ito ay kung paano siya nagkaroon ng ideya na sa isang lugar sa kalaliman ng Uniberso ay maaaring mayroong mga supermassive na katawan na may napakalakas na gravity na upang madaig ang gravitational force ng naturang katawan, kinakailangan na gumalaw sa bilis na katumbas ng o mas mataas kaysa sa bilis ng liwanag. Kung tinatanggap natin ang gayong teorya bilang totoo, pagkatapos ay bumuo ng pangalawang cosmic velocity (ang bilis na kinakailangan upang madaig gravity attraction pag-iwan sa katawan) kahit na ang liwanag ay hindi magagawa, kaya ang gayong katawan ay mananatiling hindi nakikita ng mata.

Tinawag ni Michell ang kanyang bagong teorya na "madilim na mga bituin", at sa parehong oras ay sinubukang kalkulahin ang masa ng naturang mga bagay. Ipinahayag niya ang kanyang mga saloobin sa bagay sa bukas na liham Royal Society ng London. Sa kasamaang palad, noong mga panahong iyon, ang naturang pananaliksik ay hindi partikular na halaga sa agham, kaya ang liham ni Michell ay ipinadala sa archive. Pagkalipas lamang ng dalawang daang taon, sa ikalawang kalahati ng ika-20 siglo, natagpuan ito sa libu-libong iba pang mga rekord na maingat na nakaimbak sa sinaunang aklatan.

Ang unang siyentipikong ebidensya para sa pagkakaroon ng mga black hole

Matapos ilabas ang General Theory of Relativity ni Einstein, seryosong itinakda ng mga mathematician at physicist ang tungkol sa paglutas ng mga equation na ipinakita ng German scientist, na dapat sabihin sa atin ng maraming tungkol sa istruktura ng Uniberso. Ang German astronomer, physicist na si Karl Schwarzschild ay nagpasya na gawin din ito noong 1916.

Ang siyentipiko, gamit ang kanyang mga kalkulasyon, ay dumating sa konklusyon na ang pagkakaroon ng mga black hole ay posible. Siya rin ang unang naglarawan sa tinawag na romantikong pariralang "horizon ng kaganapan" - isang haka-haka na hangganan ng espasyo-oras sa isang itim na butas, pagkatapos tumawid kung saan darating ang puntong hindi na maibabalik. Walang nakatakas mula sa abot-tanaw ng kaganapan, kahit na liwanag. Ito ay lampas sa abot-tanaw ng kaganapan na ang tinatawag na "singularity" ay nangyayari, kung saan ang mga batas ng physics na kilala sa amin ay tumigil sa paggana.

Sa patuloy na pagbuo ng kanyang teorya at paglutas ng mga equation, natuklasan ni Schwarzschild ang mga bagong lihim ng black hole para sa kanyang sarili at sa mundo. Kaya, nagawa niyang kalkulahin, sa papel lamang, ang distansya mula sa gitna ng isang black hole, kung saan ang masa nito ay puro, hanggang sa abot-tanaw ng kaganapan. Tinawag ni Schwarzschild ang distansyang ito bilang gravitational radius.

Sa kabila ng katotohanan na ang mga solusyon sa matematika ni Schwarzschild ay pambihirang tama at hindi maaaring pabulaanan, komunidad ng agham ang simula ng ika-20 siglo ay hindi agad matanggap ang gayong nakakagulat na pagtuklas, at ang pagkakaroon ng mga itim na butas ay isinulat bilang isang pantasya, na ngayon at pagkatapos ay ipinakita ang sarili sa teorya ng relativity. Sa susunod na labinlimang taon, ang pag-aaral ng espasyo para sa pagkakaroon ng mga itim na butas ay mabagal, at kakaunti lamang ang mga tagasunod ng teorya ng German physicist ang nakikibahagi dito.

Mga bituin na nagsilang ng kadiliman

Matapos paghiwalayin ang mga equation ni Einstein, oras na para gamitin ang mga konklusyong ginawa upang maunawaan ang istruktura ng Uniberso. Sa partikular, sa teorya ng ebolusyon ng mga bituin. Hindi lihim na walang nagtatagal sa ating mundo. Maging ang mga bituin ay may sariling ikot ng buhay, kahit na mas mahaba kaysa sa isang tao.

Isa sa mga unang siyentipiko na naging seryosong interesado sa stellar evolution ay ang batang astrophysicist na si Subramanyan Chandrasekhar, isang katutubong ng India. Noong 1930, inilathala niya ang isang gawaing pang-agham na naglalarawan sa sinasabing panloob na istraktura mga bituin at ang kanilang mga ikot ng buhay.

Nasa simula ng ika-20 siglo, nahulaan ng mga siyentipiko ang tungkol sa isang kababalaghan bilang gravitational contraction (gravitational collapse). AT tiyak na sandali ng buhay nito, ang bituin ay nagsimulang lumiit sa napakalaking bilis sa ilalim ng impluwensya ng mga puwersa ng gravitational. Bilang isang patakaran, ito ay nangyayari sa sandali ng pagkamatay ng isang bituin, gayunpaman, sa isang gravitational collapse, mayroong ilang mga paraan para sa karagdagang pagkakaroon ng isang pulang-mainit na bola.

Ang superbisor ni Chandrasekhar, si Ralph Fowler, isang iginagalang na theoretical physicist sa kanyang panahon, ay iminungkahi na sa panahon ng gravitational collapse, anumang bituin ay nagiging mas maliit at mas mainit - isang puting dwarf. Ngunit ito ay lumabas na ang mag-aaral ay "sinira" ang teorya ng guro, na ibinahagi ng karamihan sa mga physicist sa simula ng huling siglo. Ayon sa gawain ng isang batang Hindu, ang pagkamatay ng isang bituin ay nakasalalay sa paunang masa nito. Halimbawa, ang mga bituin lamang na ang masa ay hindi hihigit sa 1.44 beses ang masa ng Araw ang maaaring maging mga puting dwarf. Ang numerong ito ay tinawag na limitasyon ng Chandrasekhar. Kung ang masa ng bituin ay lumampas sa limitasyong ito, pagkatapos ay namatay ito sa isang ganap na naiibang paraan. Sa ilalim ng ilang mga kundisyon, ang gayong bituin sa oras ng kamatayan ay maaaring ipanganak na muli sa isang bagong neutron star - isa pang misteryo ng modernong Uniberso. Ang teorya ng relativity, sa kabilang banda, ay nagsasabi sa amin ng isa pang pagpipilian - ang compression ng isang bituin sa mga ultra-maliit na halaga, at dito nagsisimula ang pinaka-interesante.

Noong 1932, lumitaw ang isang artikulo sa isa sa mga siyentipikong journal kung saan iminungkahi ng makikinang na pisiko mula sa USSR na si Lev Landau na sa panahon ng pagbagsak, ang isang supermassive na bituin ay na-compress sa isang punto na may isang infinitesimal radius at walang katapusang masa. Sa kabila ng katotohanan na ang gayong kaganapan ay napakahirap isipin mula sa pananaw ng isang hindi handa na tao, ang Landau ay hindi malayo sa katotohanan. Iminungkahi din ng physicist na, ayon sa teorya ng relativity, ang gravity sa ganoong punto ay magiging napakahusay na magsisimula itong baluktutin ang space-time.

Nagustuhan ng mga astrophysicist ang teorya ni Landau, at patuloy nilang binuo ito. Noong 1939, sa Amerika, salamat sa pagsisikap ng dalawang physicist - Robert Oppenheimer at Hartland Sneijder - lumitaw ang isang teorya na naglalarawan nang detalyado ng isang napakalaking bituin sa oras ng pagbagsak. Bilang resulta ng naturang kaganapan, dapat na lumitaw ang isang tunay na black hole. Sa kabila ng pagiging mapanghikayat ng mga argumento, patuloy na itinanggi ng mga siyentipiko ang posibilidad ng pagkakaroon ng naturang mga katawan, pati na rin ang pagbabago ng mga bituin sa kanila. Kahit na si Einstein ay lumayo sa ideyang ito, sa paniniwalang ang bituin ay hindi kaya ng mga kahanga-hangang pagbabago. Ang ibang mga physicist ay hindi maramot sa kanilang mga pahayag, na tinatawag na katawa-tawa ang posibilidad ng gayong mga kaganapan.
Gayunpaman, palaging naaabot ng agham ang katotohanan, kailangan mo lamang maghintay ng kaunti. At nangyari nga.

Ang pinakamaliwanag na bagay sa uniberso

Ang ating mundo ay isang koleksyon ng mga kabalintunaan. Minsan ang mga bagay ay magkakasamang nabubuhay dito, ang magkakasamang buhay na sumasalungat sa anumang lohika. Halimbawa, ang terminong "black hole" ay hindi maiuugnay sa isang normal na tao na may ekspresyong "hindi kapani-paniwalang maliwanag", ngunit ang pagtuklas noong unang bahagi ng 60s ng huling siglo ay nagbigay-daan sa mga siyentipiko na isaalang-alang ang pahayag na ito na hindi tama.

Sa tulong ng mga teleskopyo, nagawa ng mga astrophysicist na tuklasin ang mga hindi kilalang bagay sa mabituing kalangitan, na kumikilos nang kakaiba sa kabila ng katotohanan na sila ay parang ordinaryong mga bituin. Sa pag-aaral ng mga kakaibang luminaries na ito, ang American scientist na si Martin Schmidt ay nakakuha ng pansin sa kanilang spectrography, ang data kung saan nagpakita ng mga resulta na naiiba sa pag-scan ng iba pang mga bituin. Sa madaling salita, ang mga bituin na ito ay hindi tulad ng iba na nakasanayan natin.

Bigla itong bumangon kay Schmidt, at iginuhit niya ang pansin sa paglilipat ng spectrum sa pulang hanay. Lumalabas na ang mga bagay na ito ay mas malayo sa atin kaysa sa mga bituin na nakasanayan nating makita sa kalangitan. Halimbawa, ang bagay na naobserbahan ni Schmidt ay matatagpuan dalawa at kalahating bilyong light-years mula sa ating planeta, ngunit kumikinang nang kasingliwanag ng isang bituin mga daang light-years ang layo. Lumalabas na ang liwanag mula sa isang bagay ay maihahambing sa liwanag ng isang buong kalawakan. Ang pagtuklas na ito ay isang tunay na tagumpay sa astrophysics. Tinawag ng siyentipiko ang mga bagay na ito na "quasi-stellar" o simpleng "quasar".

Ipinagpatuloy ni Martin Schmidt ang pag-aaral ng mga bagong bagay at nalaman na ang gayong maliwanag na glow ay maaaring sanhi ng isang dahilan lamang - ang accretion. Ang accretion ay ang proseso ng pagsipsip ng nakapalibot na bagay ng isang napakalaking katawan sa tulong ng gravity. Ang siyentipiko ay dumating sa konklusyon na sa gitna ng quasars mayroong isang malaking itim na butas, na may hindi kapani-paniwalang puwersa ay kumukuha sa sarili nitong bagay na nakapalibot dito sa kalawakan. Sa proseso ng pagsipsip ng bagay sa pamamagitan ng butas, ang mga particle ay pinabilis sa napakalaking bilis at nagsisimulang lumiwanag. Ang kakaibang kumikinang na simboryo sa paligid ng isang black hole ay tinatawag na accretion disk. Ang visualization nito ay mahusay na ipinakita sa pelikula ni Christopher Nolan na "Interstellar", na nagbunga ng maraming tanong na "paano kumikinang ang isang black hole?".

Sa ngayon, natagpuan ng mga siyentipiko ang libu-libong quasar sa mabituing kalangitan. Ang mga kakaiba, hindi kapani-paniwalang maliwanag na mga bagay na ito ay tinatawag na mga beacon ng uniberso. Pinapayagan nila kaming isipin ang istraktura ng kosmos nang kaunti at mas malapit sa sandali kung saan nagsimula ang lahat.

Sa kabila ng katotohanan na ang mga astrophysicist ay nakakakuha ng hindi direktang katibayan para sa pagkakaroon ng napakalaking hindi nakikitang mga bagay sa Uniberso sa loob ng maraming taon, ang terminong "black hole" ay hindi umiral hanggang 1967. Para maiwasan kumplikadong mga pangalan, Amerikanong pisiko Iminungkahi ni John Archibald Wheeler na tawagan ang mga naturang bagay na "black holes". Bakit hindi? Sa ilang lawak sila ay itim, dahil hindi natin sila nakikita. Bilang karagdagan, inaakit nila ang lahat, maaari kang mahulog sa kanila, tulad ng sa isang tunay na butas. Oo, at umalis sa ganoong lugar ayon sa modernong mga batas imposible lang ang physics. Gayunpaman, inaangkin ni Stephen Hawking na kapag naglalakbay sa isang black hole, maaari kang makapasok sa ibang Uniberso, ibang mundo, at ito ay pag-asa.

Takot sa infinity

Dahil sa sobrang misteryo at romansa ng mga black hole, ang mga bagay na ito ay naging isang tunay na horror story sa mga tao. Gusto ng yellow press na mag-isip-isip tungkol sa kamangmangan ng populasyon, na nagbibigay ng mga kamangha-manghang kuwento tungkol sa kung paano gumagalaw ang isang malaking black hole patungo sa ating Earth, na lalamunin ang solar system sa loob ng ilang oras, o naglalabas lamang ng mga alon ng nakakalason na gas patungo sa ating Earth. planeta.

Lalo na sikat ang tema ng pagkawasak ng planeta sa tulong ng Large Hadron Collider, na itinayo sa Europa noong 2006 sa teritoryo ng European Council para sa pananaliksik sa nukleyar(CERN). Nagsimula ang alon ng gulat bilang isang tao nakakalokong biro, ngunit lumaki na parang snowball. May nagsimula ng tsismis na maaaring mabuo ang isang black hole sa particle accelerator ng collider, na lunukin nang buo ang ating planeta. Siyempre, ang mga nagagalit na tao ay nagsimulang humiling ng pagbabawal sa mga eksperimento sa LHC, natatakot sa ganoong resulta. Nagsimulang dumating ang mga demanda sa European Court na humihiling na isara ang nakabangga, at ang mga siyentipiko na lumikha nito ay parusahan hanggang sa ganap na saklaw ng batas.

Sa katunayan, hindi itinatanggi ng mga physicist na kapag ang mga particle ay nagbanggaan sa Large Hadron Collider, ang mga bagay na katulad ng mga katangian ng mga black hole ay maaaring lumitaw, ngunit ang kanilang sukat ay nasa antas ng elementarya na mga laki ng butil, at ang gayong "mga butas" ay umiiral nang napakaikling panahon. na hindi man lang natin maitala ang kanilang pangyayari.

Ang isa sa mga pangunahing eksperto na nagsisikap na iwaksi ang alon ng kamangmangan sa harap ng mga tao ay si Stephen Hawking - ang sikat na teoretikal na pisiko, na, bukod dito, ay itinuturing na isang tunay na "guru" tungkol sa mga itim na butas. Pinatunayan ni Hawking na ang mga black hole ay hindi palaging sumisipsip ng liwanag na lumilitaw sa mga accretion disk, at ang ilan sa mga ito ay nakakalat sa kalawakan. Ang phenomenon na ito ay tinatawag na Hawking radiation, o black hole evaporation. Nagtatag din si Hawking ng isang relasyon sa pagitan ng laki ng isang black hole at ang rate ng "pagsingaw" nito - kung mas maliit ito, mas mababa ito sa oras. At nangangahulugan ito na ang lahat ng mga kalaban ng Large Hadron Collider ay hindi dapat mag-alala: ang mga itim na butas sa loob nito ay hindi maaaring umiral kahit sa isang milyon ng isang segundo.

Ang teorya ay hindi napatunayan sa praktika

Sa kasamaang palad, ang mga teknolohiya ng sangkatauhan sa yugtong ito ng pag-unlad ay hindi nagpapahintulot sa amin na subukan ang karamihan sa mga teorya na binuo ng mga astrophysicist at iba pang mga siyentipiko. Sa isang banda, ang pagkakaroon ng mga itim na butas ay medyo nakakumbinsi na napatunayan sa papel at deduced gamit ang mga pormula kung saan ang lahat ay nagsasama-sama sa bawat variable. Sa kabilang banda, sa pagsasagawa, hindi pa namin nakikita ang isang tunay na black hole gamit ang aming sariling mga mata.

Sa kabila ng lahat ng hindi pagkakasundo, iminumungkahi ng mga physicist na sa gitna ng bawat isa sa mga kalawakan ay mayroong napakalaking black hole, na kumukolekta ng mga bituin sa mga kumpol na may gravity nito at ginagawa kang maglakbay sa palibot ng Uniberso sa isang malaki at mapagkaibigang kumpanya. Sa ating Milky Way galaxy, ayon sa iba't ibang mga pagtatantya, mayroong mula 200 hanggang 400 bilyong bituin. Ang lahat ng mga bituin na ito ay umiikot sa isang bagay na may malaking masa, sa paligid ng isang bagay na hindi natin nakikita gamit ang isang teleskopyo. Ito ay malamang na isang black hole. Dapat ba siyang matakot? - Hindi, hindi bababa sa susunod na ilang bilyong taon, ngunit maaari tayong gumawa ng isa pang kawili-wiling pelikula tungkol sa kanya.

Ang siyentipikong pag-iisip kung minsan ay gumagawa ng mga bagay na may kabalintunaan na mga katangian na kahit na ang pinaka matalinong mga siyentipiko sa una ay tumangging kilalanin ang mga ito. Ang pinaka-halatang halimbawa sa kasaysayan ng modernong pisika ay ang pangmatagalang kawalan ng interes sa mga black hole, matinding estado. larangan ng gravitational hinulaang halos 90 taon na ang nakalilipas. Sa loob ng mahabang panahon sila ay itinuturing na isang purong teoretikal na abstraction, at noong 1960s at 70s lamang sila naniniwala sa kanilang katotohanan. Gayunpaman, ang pangunahing equation ng teorya ng black hole ay nakuha mahigit dalawang daang taon na ang nakalilipas.

Ang pananaw ni John Michell

Ang pangalan ni John Michell, physicist, astronomer at geologist, propesor sa University of Cambridge at pastor ng Church of England, ay ganap na hindi nararapat na nawala sa mga bituin ng agham ng Ingles noong ika-18 siglo. Inilatag ni Michell ang mga pundasyon ng seismology, ang agham ng mga lindol, nagsagawa ng mahusay na pag-aaral ng magnetism, at bago pa naimbento ni Coulomb ang balanse ng pamamaluktot na ginamit niya para sa mga sukat ng gravimetric. Noong 1783, sinubukan niyang pagsamahin ang dalawang mahusay na likha ni Newton, mekanika at optika. Itinuring ni Newton ang liwanag bilang isang batis pinakamaliit na particle. Iminungkahi ni Michell na ang mga light corpuscle, tulad ng ordinaryong bagay, ay sumunod sa mga batas ng mekanika. Ang kinahinatnan ng hypothesis na ito ay naging napaka hindi mahalaga - mga katawang makalangit maaaring maging light traps.

Paano naisip ni Michell? Ang isang cannonball na pinaputok mula sa ibabaw ng planeta ay ganap na malalampasan ang gravity nito kung ito bilis ng pagsisimula lumampas sa halaga na tinatawag ngayong pangalawa bilis ng espasyo at bilis makatakas. Kung ang gravity ng planeta ay napakalakas na ang bilis ng pagtakas ay lumampas sa bilis ng liwanag, ang mga light corpuscle na pinaputok sa zenith ay hindi makakatakas sa kawalang-hanggan. Ganoon din ang mangyayari sa naaaninag na liwanag. Samakatuwid, para sa isang napakalayo na tagamasid, ang planeta ay hindi makikita. Kinakalkula ni Michell ang kritikal na halaga ng radius ng naturang planeta, Rcr, depende sa masa nito, M, na nabawasan sa masa ng ating Araw, Ms: Rcr = 3 km x M/Ms.

Naniniwala si John Michell sa kanyang mga formula at ipinapalagay na ang kalaliman ng kalawakan ay nagtatago ng maraming bituin na hindi makikita mula sa Earth gamit ang anumang teleskopyo. Mamaya, ang galing Pranses na matematiko, astronomer at physicist na si Pierre Simon Laplace, na isinama ito kapwa sa una (1796) at pangalawa (1799) na edisyon ng kanyang Exposition of the System of the World. Ngunit ang ikatlong edisyon ay nai-publish noong 1808, nang ang karamihan sa mga physicist ay itinuturing na ang liwanag bilang mga vibrations ng eter. Ang pagkakaroon ng "invisible" na mga bituin ay sumasalungat teorya ng alon liwanag, at naisip ni Laplace na pinakamahusay na huwag banggitin ang mga ito. Sa kasunod na mga panahon, ang ideyang ito ay itinuturing na isang pag-usisa, na karapat-dapat sa paglalahad lamang sa mga gawa sa kasaysayan ng pisika.

modelo ng Schwarzschild

Noong Nobyembre 1915, inilathala ni Albert Einstein ang isang teorya ng grabidad na tinawag niya pangkalahatang teorya relativity (GR). Ang gawaing ito ay agad na nakahanap ng isang mapagpahalagang mambabasa sa katauhan ng kanyang kasamahan mula sa Berlin Academy of Sciences na si Karl Schwarzschild. Si Schwarzschild ang kauna-unahan sa mundo na naglapat ng pangkalahatang relativity upang malutas ang isang partikular na problema sa astropisiko, upang kalkulahin ang sukatan ng espasyo-oras sa labas at sa loob ng isang hindi umiikot na spherical na katawan (para sa pagiging konkreto, tatawagin natin itong bituin).

Ito ay sumusunod mula sa mga kalkulasyon ni Schwarzschild na ang gravity ng isang bituin ay hindi lubos na nakakasira sa Newtonian na istraktura ng espasyo at oras lamang sa kaso yun, kung malaki ang radius nito higit pa diyan ang laki ng nakalkula ni John Michell! Ang parameter na ito ay unang tinawag na Schwarzschild radius, at ngayon ay tinatawag na gravitational radius. Ayon sa pangkalahatang relativity, ang gravity ay hindi nakakaapekto sa bilis ng liwanag, ngunit binabawasan ang dalas ng mga liwanag na vibrations sa parehong proporsyon kung saan ito ay nagpapabagal sa oras. Kung ang radius ng isang bituin ay 4 na beses na mas malaki kaysa sa gravitational radius, kung gayon ang daloy ng oras sa ibabaw nito ay bumagal ng 15%, at ang espasyo ay nakakakuha ng isang kapansin-pansing kurbada. Sa isang dobleng labis, ito ay mas yumuyuko, at ang oras ay nagpapabagal sa pagtakbo nito ng 41%. Kapag naabot ang gravitational radius, ang oras sa ibabaw ng bituin ay ganap na huminto (lahat ng mga frequency ay zero, ang radiation ay nagyelo, at ang bituin ay lumalabas), ngunit ang kurbada ng espasyo doon ay may hangganan pa rin. Malayo sa araw, ang geometry ay nananatiling Euclidean, at hindi nagbabago ang bilis ng panahon.

Sa kabila ng katotohanan na ang mga halaga ng gravitational radius para sa Michell at Schwarzschild ay pareho, ang mga modelo mismo ay walang pagkakatulad. Para kay Michell, hindi nagbabago ang espasyo at oras, ngunit bumagal ang liwanag. Ang isang bituin na ang mga sukat ay mas maliit kaysa sa gravitational radius nito ay patuloy na kumikinang, ngunit ito ay nakikita lamang ng isang hindi masyadong malayong tagamasid. Para sa Schwarzschild, ang bilis ng liwanag ay ganap, ngunit ang istraktura ng espasyo at oras ay nakasalalay sa gravity. Ang isang bituin na nahulog sa ilalim ng gravitational radius ay nawawala para sa sinumang nagmamasid, nasaan man siya (mas tiyak, maaari itong matukoy ng mga epekto ng gravitational, ngunit hindi sa pamamagitan ng radiation).

Mula sa hindi paniniwala hanggang sa paninindigan

Schwarzschild at ang kanyang mga kontemporaryo ay naniniwala na tulad kakaiba mga bagay sa kalawakan wala sa kalikasan. Si Einstein mismo ay hindi lamang sumunod sa puntong ito ng pananaw, ngunit nagkamali din na naniniwala na pinamamahalaang niyang patunayan ang kanyang opinyon sa matematika.

Noong 1930s, pinatunayan ng isang batang Indian na astrophysicist, si Chandrasekhar, na ang isang bituin na gumugol ng nuclear fuel nito ay naglalabas ng shell nito at nagiging isang mabagal na paglamig na puting dwarf lamang kung ang masa nito ay mas mababa sa 1.4 solar masa. Di-nagtagal, nahulaan ng Amerikanong si Fritz Zwicky na ang labis na siksik na mga katawan ng neutron matter ay lumitaw sa mga pagsabog ng supernova; Nang maglaon, dumating si Lev Landau sa parehong konklusyon. Matapos ang gawain ni Chandrasekhar, malinaw na ang mga bituin lamang na may mass na higit sa 1.4 solar mass ang maaaring sumailalim sa naturang ebolusyon. Samakatuwid, lumitaw ang isang natural na tanong - mayroon bang upper mass limit para sa supernovae na iniiwan ng mga neutron star?

Sa huling bahagi ng 30s, ang magiging ama ng Amerikano bomba atomika Nalaman ni Robert Oppenheimer na ang gayong limitasyon ay talagang umiiral at hindi lalampas sa ilan solar masa. Hindi posible noon na magbigay ng mas tumpak na pagtatasa; alam na ngayon na ang masa ng mga neutron na bituin ay dapat nasa hanay na 1.5-3 M s. Ngunit kahit na mula sa tinatayang mga kalkulasyon Sinundan ni Oppenheimer at ng kanyang nagtapos na estudyante na si George Volkov na ang pinakamalalaking inapo ng supernovae ay hindi nagiging mga neutron na bituin, ngunit pumunta sa ibang estado. Noong 1939, pinatunayan nina Oppenheimer at Hartland Snyder, gamit ang isang idealized na modelo, na ang isang napakalaking collapsing star ay lumiliit patungo sa gravitational radius. Mula sa kanilang mga pormula, sa katunayan, sumusunod na ang bituin ay hindi titigil doon, ngunit ang mga kapwa may-akda ay umiwas sa gayong radikal na konklusyon.

Ang huling sagot ay natagpuan sa ikalawang kalahati ng ika-20 siglo sa pamamagitan ng mga pagsisikap ng isang kalawakan ng makikinang na theoretical physicist, kabilang ang mga Sobyet. Ito ay naging tulad ng isang pagbagsak palagi pinipiga ang bituin "hanggang sa paghinto", ganap na sinisira ang sangkap nito. Bilang isang resulta, lumitaw ang isang singularity, isang "superconcentrate" ng gravitational field, sarado sa isang walang katapusang maliit na volume. Para sa isang nakapirming butas, ito ay isang punto, para sa isang umiikot na butas, ito ay isang singsing. Ang curvature ng space-time at, dahil dito, ang puwersa ng gravity na malapit sa singularity ay may posibilidad na infinity. Noong huling bahagi ng 1967, ang American physicist na si John Archibald Wheeler ang unang tumawag sa naturang huling stellar collapse bilang black hole. Bagong termino minamahal ng mga physicist at nabighani ng mga mamamahayag na nagpakalat nito sa buong mundo (bagaman hindi ito nagustuhan ng mga Pranses noong una, dahil ang ekspresyong trou noir ay nagmungkahi ng mga kahina-hinalang asosasyon).

Doon, sa kabila ng abot-tanaw

Ang black hole ay hindi bagay o radiation. Sa kaunting figurativeness, masasabi nating ito ay isang self-sustaining gravitational field, na puro sa isang mataas na hubog na rehiyon ng space-time. Ang panlabas na hangganan nito ay tinukoy ng isang saradong ibabaw, ang horizon ng kaganapan. Kung ang bituin ay hindi umikot bago ang pagbagsak, ang ibabaw na ito ay lumalabas na isang regular na globo, na ang radius ay tumutugma sa radius ng Schwarzschild.

pisikal na kahulugan napakalinaw ng abot-tanaw. Ang isang liwanag na signal na ipinadala mula sa panlabas na kapitbahayan nito ay maaaring maglakbay sa isang walang katapusang distansya. Ngunit ang mga signal na ipinadala mula sa panloob na rehiyon ay hindi lamang tatawid sa abot-tanaw, ngunit hindi maiiwasang "mahulog" sa singularidad. Ang abot-tanaw ay ang spatial na hangganan sa pagitan ng mga kaganapan na maaaring malaman ng mga terrestrial (at anumang iba pang) astronomer, at mga kaganapan na ang impormasyon tungkol sa kung saan ay hindi lalabas sa ilalim ng anumang mga pangyayari.

Tulad ng dapat na "ayon kay Schwarzschild", malayo sa abot-tanaw, ang pagkahumaling ng isang butas ay inversely proporsyonal sa parisukat ng distansya, samakatuwid, para sa isang malayong tagamasid, ito ay nagpapakita ng sarili bilang isang ordinaryong mabigat na katawan. Bilang karagdagan sa masa, ang butas ay nagmamana ng sandali ng pagkawalang-galaw ng gumuhong bituin at ang singil ng kuryente nito. At lahat ng iba pang mga katangian ng nauna na bituin (istraktura, komposisyon, parang parang multo atbp.) napunta sa limot.

Magpadala tayo ng probe sa butas na may istasyon ng radyo na nagpapadala ng signal minsan sa isang segundo ayon sa oras ng onboard. Para sa isang malayong tagamasid, habang ang probe ay lumalapit sa abot-tanaw, ang mga agwat ng oras sa pagitan ng mga signal ay tataas - sa prinsipyo, walang katiyakan. Sa sandaling tumawid ang barko sa di-nakikitang abot-tanaw, ganap itong tatahimik para sa "over-the-hole" na mundo. Gayunpaman, ang pagkawala na ito ay hindi magiging walang bakas, dahil ang probe ay magbibigay sa butas ng mass, charge at torque nito.

radiation ng black hole

Ang lahat ng mga nakaraang modelo ay binuo ng eksklusibo batay sa pangkalahatang kapamanggitan. Gayunpaman, ang ating mundo ay pinamumunuan ng mga batas quantum mechanics, na hindi binabalewala ang mga black hole. Ang mga batas na ito ay hindi nagpapahintulot sa amin na isaalang-alang ang sentral na singularidad mathematical point. Sa kontekstong quantum, ang diameter nito ay ibinibigay ng haba ng Planck-Wheeler, humigit-kumulang katumbas ng 10 -33 sentimetro. Sa rehiyong ito, hindi na umiral ang ordinaryong espasyo. Karaniwang tinatanggap na ang gitna ng butas ay pinalamanan ng iba't ibang mga topological na istruktura na lumilitaw at namamatay alinsunod sa mga quantum probabilistic na batas. Ang mga katangian ng tulad ng isang bubbling quasi-space, na tinatawag ni Wheeler na quantum foam, ay hindi pa rin gaanong naiintindihan.

Availability quantum singularity Mayroon itong direktang kaugnayan sa kapalaran ng mga materyal na katawan na nahuhulog nang malalim sa black hole. Kapag papalapit sa gitna ng butas, anumang bagay na ginawa mula sa kasalukuyang kilalang mga materyales ay madudurog at mapupunit ng tidal forces. Gayunpaman, kahit na ang hinaharap na mga inhinyero at technologist ay lumikha ng ilang uri ng napakalakas na mga haluang metal at mga pinagsama-samang may mga katangiang hindi pa naririnig ngayon, lahat sila ay tiyak na mawawala pa rin: pagkatapos ng lahat, walang karaniwang oras o karaniwang espasyo sa singularity zone.

Ngayon tingnan natin ang abot-tanaw ng butas sa pamamagitan ng isang quantum mechanical lens. Walang laman na espasyo — pisikal na vacuum- sa katunayan, ito ay hindi nangangahulugang walang laman. Dahil sa quantum fluctuation ng iba't ibang field sa vacuum, maraming virtual particle ang patuloy na ipinanganak at namamatay. Dahil ang gravity malapit sa abot-tanaw ay napakalakas, ang mga pagbabagu-bago nito ay lumilikha ng napakalakas na pagsabog ng gravitational. Kapag na-overclock sa mga ganitong larangan, nakakakuha ang mga bagong panganak na "virtual". dagdag na enerhiya at kung minsan ay nagiging normal na pangmatagalang mga particle.

Ang mga virtual na particle ay palaging ipinanganak sa mga pares na gumagalaw magkasalungat na direksyon(ito ay kinakailangan ng batas ng konserbasyon ng momentum). Kung ang isang gravitational fluctuation ay nag-extract ng isang pares ng mga particle mula sa vacuum, maaaring mangyari na ang isa sa mga ito ay materializes sa labas ng abot-tanaw, at ang pangalawa (ang antiparticle ng una) sa loob. Ang "panloob" na butil ay mahuhulog sa butas, ngunit ang "panlabas" na butil kanais-nais na mga kondisyon pwedeng umalis. Bilang isang resulta, ang butas ay nagiging isang mapagkukunan ng radiation at samakatuwid ay nawawalan ng enerhiya at, dahil dito, ang masa. Samakatuwid, ang mga itim na butas ay sa panimula ay hindi matatag.

Ang kababalaghang ito ay tinatawag na Hawking effect, pagkatapos ng kapansin-pansin Ingles na pisika-teorist na nakatuklas nito noong kalagitnaan ng 1970s. Si Stephen Hawking, sa partikular, ay nagpatunay na ang abot-tanaw ng isang black hole ay naglalabas ng mga photon sa eksaktong parehong paraan tulad ng isang ganap na itim na katawan na pinainit sa isang temperatura T = 0.5 x 10 -7 x M s /M. Kasunod nito na habang ang butas ay nagiging mas manipis, ang temperatura nito ay tumataas, at ang "pagsingaw", siyempre, ay tumataas. Ang prosesong ito ay napakabagal, at ang buhay ng isang butas ng mass M ay humigit-kumulang 10 65 x (M/M s) 3 taon. Kapag naging laki na niya katumbas ng haba Planck-Wheeler, ang butas ay nawawalan ng katatagan at sumasabog, na naglalabas ng parehong enerhiya gaya ng sabay-sabay na pagsabog ng isang milyong sampung megaton mga bomba ng hydrogen. Nakakapagtaka, ang masa ng butas sa oras ng pagkawala nito ay medyo malaki pa rin, 22 micrograms. Ayon sa ilang mga modelo, ang butas ay hindi nawawala nang walang bakas, ngunit nag-iiwan ng isang matatag na relic ng parehong masa, ang tinatawag na maximon.

Maximon ay ipinanganak 40 taon na ang nakakaraan - bilang isang termino at bilang isang pisikal na ideya. Noong 1965, iminungkahi ng Academician na si M. A. Markov na mayroong pinakamataas na limitasyon sa masa ng elementarya na mga particle. Iminungkahi niya na ang halaga ng limitasyong ito ay isaalang-alang ang halaga ng dimensyon ng masa, na maaaring pagsamahin mula sa tatlong pangunahing pisikal na constants - ang Planck constant h, ang bilis ng liwanag C at ang gravitational constant G (para sa mga mahilig sa mga detalye: upang gawin ito , kailangan mong i-multiply ang h at C, hatiin ang resulta sa G at kunin Kuwadrado na ugat). Ito ang parehong 22 micrograms na binanggit sa artikulo, ang halagang ito ay tinatawag na Planck mass. Mula sa parehong mga constants posible na bumuo ng isang halaga na may sukat ng haba (lalabas ang haba ng Planck-Wheeler, 10 -33 cm) at may sukat ng oras (10 -43 sec).
Nagpatuloy si Markov sa kanyang pangangatwiran. Ayon sa kanyang hypothesis, ang pagsingaw ng isang black hole ay humahantong sa pagbuo ng isang "dry residue" - isang maximon. Tinawag ni Markov ang gayong mga istruktura na elementarya na mga black hole. Hanggang saan ang teoryang ito ay tumutugma sa katotohanan ay isang bukas na tanong. Sa anumang kaso, ang mga analogue ng Markov maximons ay nabuhay muli sa ilang mga modelo ng black hole batay sa superstring theory.

Kalaliman ng espasyo

Ang mga black hole ay hindi ipinagbabawal ng mga batas ng pisika, ngunit mayroon ba sila sa kalikasan? Ang ganap na mahigpit na katibayan ng pagkakaroon sa espasyo ng kahit isang bagay ay hindi pa natatagpuan. Gayunpaman, malaki ang posibilidad na sa ilang mga binary system ang mga X-ray na pinagmumulan ay mga itim na butas ng stellar na pinagmulan. Ang radiation na ito ay dapat lumabas bilang isang resulta ng pagsipsip ng kapaligiran ng isang ordinaryong bituin ng gravitational field ng isang kalapit na butas. Ang gas sa panahon ng paggalaw nito sa horizon ng kaganapan ay malakas na pinainit at naglalabas ng X-ray quanta. Hindi bababa sa dalawang dosenang X-ray source ang itinuturing na ngayon na angkop na mga kandidato para sa papel ng mga black hole. Bukod dito, iminumungkahi ng mga stellar statistics na mayroong humigit-kumulang sampung milyong butas ng stellar na pinagmulan sa ating Galaxy lamang.

Ang mga black hole ay maaari ding mabuo sa proseso ng gravitational condensation ng matter sa galactic nuclei. Ito ay kung paano lumitaw ang mga naglalakihang butas na may masa na milyun-milyon at bilyun-bilyong solar mass, na, sa lahat ng posibilidad, ay matatagpuan sa maraming mga kalawakan. Tila, sa gitna ng Milky Way, na natatakpan ng mga ulap ng alikabok, mayroong isang butas na may masa na 3-4 milyong solar masa.

Si Stephen Hawking ay dumating sa konklusyon na ang mga itim na butas ng arbitrary na masa ay maaaring ipanganak kaagad pagkatapos Big Bang na nagbunga ng ating uniberso. Ang mga pangunahing butas na tumitimbang ng hanggang isang bilyong tonelada ay sumingaw na, ngunit ang mas mabibigat ay maaari pa ring magtago sa kalaliman ng kalawakan at, sa takdang panahon, ayusin ang mga cosmic na paputok sa anyo. malakas na paglaganap gamma radiation. Gayunpaman, ang mga naturang pagsabog ay hindi pa naobserbahan sa ngayon.

pabrika ng black hole

Posible bang mapabilis ang mga particle sa accelerator sa napakataas na enerhiya na ang kanilang banggaan ay magbubunga ng black hole? Sa unang sulyap, ang ideyang ito ay simpleng baliw - ang pagsabog ng butas ay sisira sa lahat ng buhay sa Earth. Bukod dito, ito ay teknikal na hindi magagawa. Kung ang pinakamababang masa ng isang butas ay talagang 22 micrograms, pagkatapos ay sa mga yunit ng enerhiya ito ay 10 28 electron volts. Ang threshold na ito ay 15 order ng magnitude na mas mataas kaysa sa kapasidad ng pinakamalakas na accelerator sa mundo, ang Large Hadron Collider (LHC), na ilulunsad sa CERN noong 2007.

Gayunpaman, posible na ang karaniwang pagtatantya ng pinakamababang masa ng isang butas ay labis na na-overestimated. Sa anumang kaso, ito ang sinasabi ng mga physicist na bumuo ng teorya ng superstrings, na kinabibilangan ng quantum theory of gravity (bagaman malayo sa kumpleto). Ayon sa teoryang ito, ang espasyo ay may hindi bababa sa tatlong dimensyon, ngunit hindi bababa sa siyam. Hindi namin napapansin ang mga dagdag na sukat, dahil ang mga ito ay naka-loop sa napakaliit na sukat na hindi nakikita ng aming mga instrumento. Gayunpaman, ang gravity ay nasa lahat ng dako, tumagos ito sa mga nakatagong sukat. AT tatlong-dimensional na espasyo ang puwersa ng grabidad ay inversely proportional sa parisukat ng distansya, at sa siyam na dimensyon sa ikawalong kapangyarihan. Samakatuwid, sa multidimensional na mundo ang intensity ng gravitational field na may pagbaba ng distansya ay tumataas nang mas mabilis kaysa sa tatlong dimensyon. Sa kasong ito, ang haba ng Planck ay tumataas nang maraming beses, at ang pinakamababang masa ng butas ay bumaba nang husto.

Ang teorya ng string ay hinuhulaan na ang isang black hole na may mass na 10 -20 g lamang ay maaaring ipanganak sa siyam na dimensyon na espasyo. Ang kinakalkula relativistikong masa pinabilis ang mga proton sa zern superaccelerator. Ayon sa pinaka-optimistikong senaryo, makakagawa siya ng isang butas bawat segundo, na mabubuhay nang humigit-kumulang 10 -26 segundo. Sa proseso ng pagsingaw nito, ang lahat ng uri ng elementarya na mga particle ay ipanganak, na magiging madaling irehistro. Ang paglaho ng butas ay hahantong sa pagpapakawala ng enerhiya, na hindi sapat kahit na magpainit ng isang microgram ng tubig bawat ikalibo ng isang degree. Samakatuwid, may pag-asa na ang LHC ay magiging isang pabrika ng hindi nakakapinsalang mga black hole. Kung tama ang mga modelong ito, ang mga bagong henerasyong orbital cosmic ray detector ay makaka-detect din ng mga naturang butas.

Nalalapat ang lahat ng nasa itaas sa mga nakatigil na black hole. Samantala, mayroon ding mga umiikot na butas na may bouquet pinaka-kagiliw-giliw na mga katangian. Ang mga resulta ng teoretikal na pagsusuri ng black hole radiation ay humantong din sa isang seryosong muling pag-iisip ng konsepto ng entropy, na nararapat din sa isang hiwalay na talakayan. Higit pa tungkol diyan sa susunod na isyu.

Ang hypothesis ng pagkakaroon ng black hole ay unang iniharap ng English astronomer na si J. Michell noong 1783 batay sa teorya ng corpuscular liwanag at ang Newtonian theory of gravity. Sa oras na iyon, Huygens' wave theory at ang kanyang sikat prinsipyo ng alon ay nakalimutan lang. Ang teorya ng alon ay hindi nakatulong sa pamamagitan ng suporta ng ilang kagalang-galang na mga siyentipiko, sa partikular, ang mga sikat na St. Petersburg academicians M.V. Lomonosov at L. Euler. Ang lohika ng pangangatwiran na humantong kay Michell sa konsepto ng isang black hole ay napaka-simple: kung ang liwanag ay binubuo ng mga particle-corpuscles ng luminiferous ether, kung gayon ang mga particle na ito, tulad ng ibang mga katawan, ay dapat makaranas ng pagkahumaling mula sa gravitational field. Dahil dito, mas malaki ang bituin (o planeta), mas malaki ang atraksyon mula sa gilid nito patungo sa mga corpuscle at mas mahirap para sa liwanag na umalis sa ibabaw ng naturang katawan.

Ang karagdagang lohika ay nagmumungkahi na sa kalikasan ay maaaring mayroong ganoon malalaking bituin, ang atraksyon kung saan hindi na mapagtagumpayan ng mga corpuscles, at palagi silang lilitaw na itim sa isang panlabas na tagamasid, bagaman sila mismo ay maaaring kumikinang sa isang nakasisilaw na kinang, tulad ng Araw. Sa pisikal, nangangahulugan ito na ang pangalawang cosmic velocity sa ibabaw ng naturang bituin ay dapat na hindi bababa sa bilis ng liwanag. Ang mga kalkulasyon ni Michell ay nagpapakita na ang liwanag ay hindi mag-iiwan ng bituin kung ang radius nito sa average na solar density ay 500 solar. Ang ganitong bituin ay matatawag nang black hole.

Pagkaraan ng 13 taon, ang Pranses na matematiko at astronomo na si P.S. Ipinahayag ni Laplace, malamang, nang nakapag-iisa kay Michell, ang isang katulad na hypothesis tungkol sa pagkakaroon ng gayong mga kakaibang bagay. Gamit ang isang masalimuot na paraan ng pagkalkula, natagpuan ni Laplace ang radius ng isang globo para sa isang partikular na density, sa ibabaw kung saan ang parabolic velocity ay katumbas ng bilis ng liwanag. Ayon kay Laplace, ang mga corpuscle ng liwanag, bilang mga gravitating particle, ay dapat na maantala ng malalaking bituin na naglalabas ng liwanag, na may density. katumbas ng density Earth, at ang radius ay 250 beses na mas malaki kaysa sa araw.

Ang teoryang ito ni Laplace ay isinama lamang sa unang dalawang panghabambuhay na edisyon ng kanyang sikat na libro"Pahayag ng sistema ng mundo", na inilathala noong 1796 at 1799. Oo, marahil kahit na ang Austrian astronomer na si F.K. von Zach ay naging interesado sa teorya ni Laplace, na inilathala ito noong 1798 sa ilalim ng pamagat na "Katibayan ng teorama na ang puwersa ng pagkahumaling ng isang mabigat na katawan ay maaaring maging napakalakas na ang liwanag ay hindi maaaring dumaloy mula rito."

Sa puntong ito, huminto ang kasaysayan ng pag-aaral ng mga black hole nang higit sa 100 taon. Tila si Laplace mismo ay tahimik na inabandona ang gayong labis na hypothesis, dahil hindi niya ito isinama sa lahat ng iba pang panghabambuhay na edisyon ng kanyang aklat, na lumabas noong 1808, 1813 at 1824. Marahil ay ayaw ni Laplace na gayahin ang halos hindi kapani-paniwalang hypothesis ng mga malalaking bituin na hindi na naglalabas ng liwanag. Marahil ay napatigil siya ng bagong astronomical na data sa kawalan ng pagbabago ng magnitude ng aberration ng liwanag sa iba't ibang bituin, na sumalungat sa ilan sa mga konklusyon ng kanyang teorya, sa batayan kung saan ibinatay niya ang kanyang mga kalkulasyon. Ngunit karamihan sa posibleng dahilan Ang katotohanan na nakalimutan ng lahat ang tungkol sa misteryosong hypothetical na mga bagay na Michell-Laplace ay ang tagumpay ng wave theory of light, ang matagumpay na prusisyon na nagsimula mula sa mga unang taon ng ika-19 na siglo.

Ang simula ng tagumpay na ito ay inilatag ng Booker lecture ng English physicist na si T. Jung "The Theory of Light and Color", na inilathala noong 1801, kung saan matapang si Jung, salungat sa Newton at iba pang sikat na tagasuporta ng corpuscular theory (kabilang ang Laplace) , binalangkas ang kakanyahan ng wave theory ng liwanag, na nagsasabi na ang ibinubuga na liwanag ay binubuo ng parang alon na paggalaw ng luminiferous eter. Dahil sa inspirasyon ng pagtuklas ng polarisasyon ng liwanag, sinimulan ni Laplace na "i-save" ang mga corpuscle sa pamamagitan ng pagbuo ng teorya ng dobleng repraksyon ng liwanag sa mga kristal batay sa dobleng pagkilos ng mga molekulang kristal sa mga light corpuscle. Ngunit ang mga kasunod na gawa ng mga physicist na si O.Zh. Fresnel, F.D. Aragon, J. Fraunhofer at iba pa ay hindi nag-iwan ng isang bato na hindi nakaligtaan mula sa teorya ng corpuscular, na seryosong naalala lamang pagkaraan ng isang siglo, pagkatapos ng pagtuklas ng quanta. Ang lahat ng pangangatwiran tungkol sa mga itim na butas sa balangkas ng teorya ng alon ng liwanag sa oras na iyon ay mukhang katawa-tawa.

Ang mga itim na butas ay hindi agad naalala pagkatapos ng "rehabilitasyon" ng corpuscular theory ng liwanag, nang magsimula silang magsalita tungkol dito sa isang bagong antas ng husay salamat sa hypothesis ng quanta (1900) at mga photon (1905). Ang mga itim na butas ay muling natuklasan sa pangalawang pagkakataon lamang pagkatapos ng paglikha ng GR noong 1916, nang ang Aleman na teoretikal na pisiko at astronomo na si K. Schwarzschild, ilang buwan pagkatapos ng paglalathala ng mga equation ni Einstein, ay ginamit ang mga ito upang siyasatin ang istruktura ng curved space-time sa ang paligid ng Araw. Bilang resulta, natuklasan niyang muli ang kababalaghan ng mga black hole, ngunit sa mas malalim na antas.

Ang pangwakas na teoretikal na pagtuklas ng mga black hole ay naganap noong 1939, nang isagawa nina Oppenheimer at Snyder ang unang tahasang solusyon ng mga equation ni Einstein sa paglalarawan ng pagbuo ng isang black hole mula sa isang gumuhong dust cloud. Ang terminong "black hole" mismo ay unang ipinakilala sa agham ng American physicist na si J. Wheeler noong 1968, sa mga taon ng mabilis na muling pagkabuhay ng interes sa pangkalahatang relativity, cosmology at astrophysics, na dulot ng mga tagumpay ng extra-atmospheric (sa partikular. , X-ray) astronomy, ang pagtuklas relic radiation, pulsar at quasar.

Kasaysayan ng mga black hole

Alexey Levin

Ang pang-agham na pag-iisip ay hindi kung minsan ay gumagawa ng mga bagay na may tulad na kabalintunaan na mga katangian na kahit na ang pinaka matalinong mga siyentipiko sa una ay tumangging kilalanin ang mga ito. Ang pinaka-halatang halimbawa sa kasaysayan ng modernong pisika ay ang pangmatagalang kawalan ng interes sa mga black hole, ang matinding estado ng gravitational field na hinulaang halos 90 taon na ang nakakaraan. Sa loob ng mahabang panahon sila ay itinuturing na isang purong teoretikal na abstraction, at noong 1960s at 70s lamang sila naniwala sa kanilang realidad. Gayunpaman, ang pangunahing equation ng teorya ng black hole ay nakuha mahigit dalawang daang taon na ang nakalilipas.