Kako nastane črna luknja. Vmesne črne luknje

Verjetno ste gledali znanstvenofantastične filme, kjer se junaki, ki potujejo po vesolju, znajdejo v drugem vesolju? Najpogosteje postanejo skrivnostne kozmične črne luknje vrata v drug svet. Izkazalo se je, da je v teh zgodbah nekaj resnice. Znanstveniki tako pravijo.

Ko v samem središču zvezde – v njenem jedru – zmanjka goriva, postanejo vsi njeni delci zelo težki. In potem se ves planet sesede v svoje središče. To povzroči močan udarni val, ki poči zunanjo, še vedno gorečo lupino zvezde in ta eksplodira v osupljivem blisku. Ena čajna žlička majhne ugasle zvezde tehta več milijard ton. Takšna zvezda se imenuje nevtron. In če je zvezda dvajset do tridesetkrat večja od našega sonca, njeno uničenje povzroči nastanek najbolj nenavadnega pojava v vesolju – črna luknja.

Gravitacija v črni luknji je tako močna, da ujame planete, pline in celo svetlobo. Črne luknje so nevidne, najdemo jih le z ogromnim lijakom vesoljskih teles, ki letijo vanj. Le okoli nekaterih lukenj nastane svetel sij. Navsezadnje je hitrost vrtenja zelo visoka, delci nebesnih teles se segrejejo na milijone stopinj in močno žarijo

Kozmična črna luknja privlači vse predmete in jih zvija v spiralo. Ko se predmeti približajo črni luknji, začnejo pospeševati in se raztezati, kot velikanski špageti. Sila privlačnosti postopoma narašča in na neki točki postane tako pošastna, da je nič ne more premagati. Ta meja se imenuje obzorje dogodkov. Vsak dogodek, ki se zgodi za njim, bo za vedno ostal neviden.

Znanstveniki domnevajo, da lahko črne luknje ustvarjajo tunele v vesolju - "črvine luknje". Če padeš vanjo, lahko greš skozi vesolje in se znajdeš v drugem vesolju, kjer obstaja nasprotna bela luknja. Mogoče bo nekega dne ta skrivnost razkrita in bodo ljudje z močnimi vesoljskimi ladjami odpotovali v druge dimenzije.

Ni kozmičnega pojava, ki bi bil v svoji lepoti bolj očarljiv od črnih lukenj. Kot veste, je predmet dobil ime zaradi dejstva, da lahko absorbira svetlobo, vendar je ne more odbijati. Črne luknje zaradi svoje ogromne gravitacije posrkajo vase vse, kar je v njihovi bližini – planete, zvezde, vesoljske smeti. Vendar pa to ni vse, kar je treba vedeti o črnih luknjah, saj je o njih veliko neverjetnih dejstev.

Črne luknje nimajo točke brez vrnitve

Dolgo časa je veljalo, da vse, kar pade v območje črne luknje, v njem tudi ostane, rezultat novejše raziskave pa je, da črna luknja čez nekaj časa vso svojo vsebino »izpljune« v vesolje, vendar v drugem prostoru. obliki, drugačni od prvotne. Obzorje dogodkov, ki je veljalo za točko brez vrnitve za vesoljska telesa, se je izkazalo le za njihovo začasno zatočišče, vendar se ta proces odvija zelo počasi.

Zemljo ogroža črna luknja

Osončje je le del neskončne galaksije, ki vsebuje ogromno črnih lukenj. Izkazalo se je, da Zemljo ogrožata dva od njih, a na srečo se nahajata na veliki razdalji – približno 1600 svetlobnih let. Odkrili so jih v galaksiji, ki je nastala kot posledica združitve dveh galaksij.


Znanstveniki so črne luknje videli le zato, ker so bile v bližini sončnega sistema s pomočjo rentgenskega teleskopa, ki je sposoben zajeti rentgenske žarke, ki jih oddajajo ti vesoljski objekti. Črne luknje, ker se nahajajo ena poleg druge in se tako rekoč zlivajo v eno, so poimenovali z enim imenom - Chandra v čast bogu Meseca iz hindujske mitologije. Znanstveniki so prepričani, da bo Chandra zaradi ogromne gravitacijske sile kmalu postala ena.

Črne luknje lahko sčasoma izginejo

Prej ali slej pride iz črne luknje vsa vsebina in ostane samo sevanje. Ko črne luknje izgubijo maso, se sčasoma zmanjšajo in nato popolnoma izginejo. Smrt vesoljskega objekta je zelo počasna in zato je malo verjetno, da bo katerikoli znanstvenik lahko videl, kako se črna luknja zmanjša in nato izgine. Stephen Hawking je trdil, da je luknja v vesolju zelo stisnjen planet in sčasoma izhlapi, začenši na robovih popačenja.

Ni nujno, da so črne luknje videti črne

Črne luknje niso ustvarjene od nikoder; temeljijo na ugasli zvezdi.

Zvezde žarijo v vesolju zaradi zaloge termonuklearnega goriva. Ko se konča, se zvezda začne ohlajati in se postopoma spremeni iz bele pritlikavke v črno pritlikavko. Tlak v ohlajeni zvezdi začne padati. Pod vplivom gravitacije se kozmično telo začne krčiti. Posledica tega procesa je, da se zdi, da zvezda eksplodira, vsi njeni delci se razpršijo v vesolju, hkrati pa še naprej delujejo gravitacijske sile, ki pritegnejo sosednje vesoljske objekte, ki jih nato absorbira, kar poveča moč črne barve. luknjo in njeno velikost.

Supermasivna črna luknja

Črna luknja, več desettisočkrat večja od velikosti Sonca, se nahaja v samem središču Rimske ceste. Znanstveniki so ga poimenovali Strelec in se nahaja na oddaljenosti od Zemlje 26.000 svetlobnih let. To področje galaksije je izjemno aktivno in hitro absorbira vse, kar je v njegovi bližini. Pogosto tudi "izpljune" izumrle zvezde.


Presenetljivo je dejstvo, da je lahko povprečna gostota črne luknje, tudi če upoštevamo njeno ogromno velikost, celo enaka gostoti zraka. Z večanjem polmera črne luknje, torej števila predmetov, ki jih ta zajame, se gostota črne luknje manjša, kar je razloženo s preprostimi fizikalnimi zakoni. Torej so lahko največja telesa v vesolju dejansko lahka kot zrak.

Črna luknja lahko ustvari nova vesolja

Ne glede na to, kako nenavadno se sliši, še posebej glede na dejstvo, da črne luknje dejansko absorbirajo in s tem uničijo vse okoli sebe, znanstveniki resno razmišljajo, da bi ti vesoljski objekti lahko pomenili začetek nastanka novega vesolja. Torej, kot vemo, črne luknje ne le absorbirajo snov, ampak jo lahko v določenih obdobjih tudi sprostijo. Vsak delec, ki pride iz črne luknje, lahko eksplodira in to bo postal nov veliki pok in po njegovi teoriji je tako nastalo naše vesolje, zato je možno, da Osončje, ki danes obstaja in v katerem kroži Zemlja, naseljena z ogromnim številom ljudi, se je nekoč rodila iz ogromne črne luknje.

V bližini črne luknje čas teče zelo počasi

Ko se predmet približa črni luknji, ne glede na to, koliko mase ima, se njegovo gibanje začne upočasnjevati in to se zgodi zato, ker se v sami črni luknji čas upočasnjuje in se vse odvija zelo počasi. To je posledica ogromne gravitacijske sile, ki jo ima črna luknja. Poleg tega se dogajanje v sami črni luknji dogaja precej hitro, tako da bi se opazovalcu, če bi črno luknjo gledal od zunaj, zdelo, da vsi procesi, ki se v njej dogajajo, potekajo počasi, če pa bi padel v njen lijak , bi ga gravitacijske sile v trenutku raztrgale.

To ime je dobil, ker absorbira svetlobo, vendar je ne odbija kot drugi predmeti. Pravzaprav obstaja veliko dejstev o črnih luknjah in danes vam bomo povedali nekaj najbolj zanimivih. Do relativno nedavnega je veljalo, da črna luknja v vesolju posrka vase vse, kar je blizu njega ali leti mimo: planeti so smeti, a nedavno so znanstveniki začeli trditi, da čez nekaj časa vsebina "izpljune" nazaj, le v popolnoma drugačni obliki. Če te zanima črne luknje v vesolju zanimiva dejstva Danes vam bomo povedali več o njih.

Ali obstaja nevarnost za Zemljo?

Obstajata dve črni luknji, ki bi lahko resnično ogrozili naš planet, vendar se na našo srečo nahajata daleč stran, na razdalji približno 1600 svetlobnih let. Znanstveniki so te predmete lahko zaznali le zato, ker so se nahajali blizu Osončja in so jih posebne naprave, ki so zajemale rentgenske žarke, lahko videle. Obstaja domneva, da lahko ogromna gravitacijska sila vpliva na črne luknje tako, da se združijo v eno.

Malo verjetno je, da bo kateri od naših sodobnikov lahko ujel trenutek, ko ti skrivnostni predmeti izginejo. Proces smrti lukenj poteka tako počasi.

Črna luknja je zvezda v preteklosti

Kako nastanejo črne luknje v vesolju? Zvezde imajo impresivno zalogo termonuklearnega goriva, zato tako močno žarijo. Toda vsi viri zmanjkajo in zvezda se ohladi, postopoma izgubi svoj sijaj in se spremeni v črnega škrata. Znano je, da se v ohlajeni zvezdi pojavi proces stiskanja, posledično ta eksplodira, njeni delci pa se razpršijo na velike razdalje v vesolju, pritegnejo sosednje predmete in s tem povečajo velikost črne luknje.

Najbolj zanimivo o črnih luknjah v vesolju moramo še preučiti, toda presenetljivo je, da je njegova gostota kljub impresivni velikosti lahko enaka gostoti zraka. To nakazuje, da imajo lahko tudi največji predmeti v vesolju enako težo kot zrak, se pravi, da so lahko neverjetno lahki. Tukaj kako se v vesolju pojavijo črne luknje.

V črni luknji in okoli nje čas teče zelo počasi, zato predmeti, ki letijo v bližini, upočasnijo svoje gibanje. Razlog za vse je ogromna gravitacijska sila, še bolj neverjetno dejstvo je, da imajo vsi procesi, ki se dogajajo v sami luknji, neverjetno hitrost. Na primer, če opazite, da kako izgleda črna luknja v vesolju, ki je zunaj meja vseobsegajoče mase, se zdi, da vse stoji. Kakor hitro pa bi predmet prišel noter, bi ga v trenutku raztrgalo. Danes nam pokažejo kako izgleda črna luknja na vesoljski fotografiji, simulirano s posebnimi programi.

Definicija črne luknje?

Zdaj vemo od kod črne luknje v vesolju. Toda kaj je še posebnega na njih? Nemogoče je a priori reči, da je črna luknja planet ali zvezda, ker to telo ni niti plinasto niti trdno. To je predmet, ki lahko popači ne samo širino, dolžino in višino, ampak tudi časovno os. Kar popolnoma nasprotuje fizikalnim zakonom. Znanstveniki trdijo, da se čas v območju horizonta prostorske enote lahko premika naprej in nazaj. Kaj je v črni luknji v vesolju? Nemogoče si je predstavljati, svetlobni kvanti, ki pridejo tja, se večkrat pomnožijo z maso singularnosti, ta proces poveča moč gravitacijske sile. Če torej s seboj vzamete svetilko in greste v črno luknjo, ne bo svetila. Singularnost je točka, v kateri vse teži v neskončnost.

Struktura črne luknje je singularnost in obzorje dogodkov. Znotraj singularnosti fizikalne teorije popolnoma izgubijo pomen, zato za znanstvenike še vedno ostaja skrivnost. S prestopom meje (horizonta dogodkov) fizični objekt izgubi možnost vrnitve. Ne vemo daleč vse o črnih luknjah v vesolju, vendar zanimanje zanje ne zbledi.

Črne luknje so morda najbolj skrivnostni in zagonetni astronomski objekti v našem vesolju, odkar so jih odkrili, pritegnejo pozornost znanstvenikov in burijo domišljijo piscev znanstvene fantastike. Kaj so črne luknje in kaj predstavljajo? Črne luknje so izumrle zvezde, ki imajo zaradi svojih fizikalnih lastnosti tako visoko gostoto in tako močno gravitacijo, da niti svetloba ne more uiti čez njih.

Zgodovina odkritja črnih lukenj

Prvič je teoretični obstoj črnih lukenj, veliko pred njihovim dejanskim odkritjem, predlagal neki D. Michel (angleški duhovnik iz Yorkshira, ki se v prostem času zanima za astronomijo) davnega leta 1783. Po njegovih izračunih, če vzamemo našo in jo stisnemo (v sodobnem računalniškem jeziku arhiviramo) na polmer 3 km, bo nastala tako velika (preprosto ogromna) gravitacijska sila, da je ne bo mogla zapustiti niti svetloba. . Tako se je pojavil pojem »črna luknja«, čeprav pravzaprav sploh ni črna; po našem mnenju bi bil bolj primeren izraz »temna luknja«, saj nastane ravno odsotnost svetlobe.

Kasneje, leta 1918, je o problematiki črnih lukenj v kontekstu relativnostne teorije pisal veliki znanstvenik Albert Einstein. Toda šele leta 1967 je s prizadevanji ameriškega astrofizika Johna Wheelerja koncept črnih lukenj končno dobil mesto v akademskih krogih.

Kakor koli že, D. Michel, Albert Einstein in John Wheeler so v svojih delih domnevali le teoretični obstoj teh skrivnostnih nebesnih objektov v vesolju, a pravo odkritje črnih lukenj se je zgodilo leta 1971, takrat so prvič opazili v teleskopu.

Tako izgleda črna luknja.

Kako nastanejo črne luknje v vesolju

Kot vemo iz astrofizike, imajo vse zvezde (vključno z našim Soncem) nekaj omejene zaloge goriva. In čeprav lahko življenje zvezde traja milijarde svetlobnih let, se ta pogojna zaloga goriva prej ali slej konča in zvezda "ugasne". Proces "bledenja" zvezde spremljajo intenzivne reakcije, med katerimi je zvezda podvržena pomembni preobrazbi in se lahko glede na svojo velikost spremeni v belo pritlikavko, nevtronsko zvezdo ali črno luknjo. Poleg tega se največje zvezde z neverjetno impresivnimi velikostmi običajno spremenijo v črno luknjo - zaradi stiskanja teh najbolj neverjetnih velikosti pride do večkratnega povečanja mase in gravitacijske sile novonastale črne luknje, ki se spremeni v nekakšen galaktični sesalnik - absorbira vse in vsakogar okoli sebe.

Črna luknja pogoltne zvezdo.

Majhna opomba - naše Sonce po galaktičnih merilih sploh ni velika zvezda in se po njegovem izumrtju, ki se bo zgodilo čez približno nekaj milijard let, najverjetneje ne bo spremenilo v črno luknjo.

A bodimo iskreni z vami – danes znanstveniki še ne poznajo vseh podrobnosti nastajanja črne luknje, nedvomno je to izjemno zapleten astrofizični proces, ki lahko sam po sebi traja milijone svetlobnih let. Čeprav je mogoče napredovati v tej smeri, bi lahko bilo odkritje in kasnejše preučevanje tako imenovanih vmesnih črnih lukenj, to je zvezd v stanju izumiranja, v katerih poteka aktiven proces nastajanja črnih lukenj. Mimogrede, podobno zvezdo so astronomi odkrili leta 2014 v rokavu spiralne galaksije.

Koliko črnih lukenj je v vesolju?

Po teorijah sodobnih znanstvenikov je lahko v naši galaksiji Rimska cesta do sto milijonov črnih lukenj. Morda jih ni nič manj v naši sosednji galaksiji, do katere iz naše Mlečne ceste ni kaj leteti - 2,5 milijona svetlobnih let.

Teorija črne luknje

Kljub ogromni masi (ki je stotisočkrat večja od mase našega Sonca) in neverjetni moči gravitacije črnih lukenj skozi teleskop ni bilo lahko videti, saj sploh ne oddajajo svetlobe. Znanstvenikom je črno luknjo uspelo opaziti šele v trenutku njenega "obroka" - absorpcije druge zvezde, v tem trenutku se pojavi značilno sevanje, ki ga je že mogoče opazovati. Tako je teorija črne luknje našla dejansko potrditev.

Lastnosti črnih lukenj

Glavna lastnost črne luknje so njena neverjetna gravitacijska polja, ki ne dovoljujejo, da bi prostor in čas v okolici ostala v običajnem stanju. Da, prav ste slišali, čas v črni luknji teče veliko počasneje kot običajno, in če bi bili tam, bi potem, ko bi se vrnili nazaj (če bi imeli tako srečo, seveda), presenečeni opazili, da so minila stoletja na Zemlji, pa se nisi niti postaral, da si uspel pravočasno. Čeprav bodimo iskreni, če bi bili v črni luknji, bi težko preživeli, saj je sila gravitacije tam tolikšna, da bi vsak materialni predmet preprosto raztrgal, niti na kose, na atome.

A če bi bili že blizu črne luknje, v dosegu njenega gravitacijskega polja, bi prav tako imeli težko delo, saj bolj ko se upirate njeni gravitaciji in poskušate odleteti, hitreje bi padli vanjo. Razlog za ta navidezni paradoks je gravitacijsko vrtinčno polje, ki ga imajo vse črne luknje.

Kaj pa, če človek pade v črno luknjo

Izhlapevanje črnih lukenj

Angleški astronom S. Hawking je odkril zanimivo dejstvo: zdi se, da tudi črne luknje oddajajo izhlapevanje. Res je, da to velja le za luknje relativno majhne mase. Močna gravitacija okoli njih rodi pare delcev in antidelcev, enega od para luknja potegne noter, drugega pa izžene. Tako črna luknja oddaja trde antidelce in žarke gama. To izhlapevanje ali sevanje iz črne luknje je dobilo ime po znanstveniku, ki ga je odkril - "Hawkingovo sevanje".

Največja črna luknja

Po teoriji črnih lukenj so v središču skoraj vseh galaksij ogromne črne luknje z maso od nekaj milijonov do nekaj milijard sončnih mas. In relativno nedavno so znanstveniki odkrili dve največji črni luknji, ki sta znani do danes; nahajata se v dveh bližnjih galaksijah: NGC 3842 in NGC 4849.

NGC 3842 je najsvetlejša galaksija v ozvezdju Leva, ki je od nas oddaljena 320 milijonov svetlobnih let. V njenem središču je ogromna črna luknja, ki tehta 9,7 milijard sončnih mas.

NGC 4849, galaksija v kopici Coma, oddaljena 335 milijonov svetlobnih let, se ponaša s prav tako impresivno črno luknjo.

Gravitacijsko polje teh velikanskih črnih lukenj, ali v akademskem smislu, njihov horizont dogodkov, je približno 5-kratna razdalja od Sonca do! Takšna črna luknja bi pojedla naš sončni sistem in se niti ne bi zadušila.

Najmanjša črna luknja

Toda v veliki družini črnih lukenj obstajajo tudi zelo majhni predstavniki. Tako je najbolj pritlikava črna luknja, ki so jo doslej odkrili znanstveniki, le 3-krat večja od mase našega Sonca. Pravzaprav je to teoretični minimum, potreben za nastanek črne luknje; če bi bila ta zvezda nekoliko manjša, luknja ne bi nastala.

Črne luknje so kanibali

Da, obstaja tak pojav, kot smo zapisali zgoraj, črne luknje so neke vrste "galaktični sesalniki", ki absorbirajo vse okoli sebe, vključno z ... drugimi črnimi luknjami. Pred kratkim so astronomi odkrili, da črno luknjo iz ene galaksije žre še večji črni požeruh iz druge galaksije.

• Po hipotezah nekaterih znanstvenikov črne luknje niso le galaktični sesalniki, ki vase posrkajo vse, ampak lahko v določenih okoliščinah same rodijo nova vesolja.
• Črne luknje lahko sčasoma izhlapijo. Zgoraj smo zapisali, da je angleški znanstvenik Stephen Hawking odkril, da imajo črne luknje lastnost sevanja in po zelo dolgem času, ko naokoli ne bo več ničesar, kar bi lahko absorbiralo, bo črna luknja začela bolj izhlapevati, dokler čez čas ne da dvigniti vso svojo maso v okoliški prostor. Čeprav je to le predpostavka, hipoteza.
• Črne luknje upočasnjujejo čas in ukrivljajo prostor. O dilataciji časa smo že pisali, vendar bo tudi prostor v pogojih črne luknje popolnoma ukrivljen.
• Črne luknje omejujejo število zvezd v vesolju. Njihova gravitacijska polja namreč preprečujejo ohlajanje plinskih oblakov v vesolju, iz katerih se, kot je znano, rojevajo nove zvezde.

Črne luknje na Discovery Channel, video

In za zaključek vam ponujamo zanimiv znanstveni dokumentarec o črnih luknjah Discovery Channel

Črne luknje so eden najbolj nenavadnih pojavov v vesolju. V vsakem primeru na tej stopnji razvoja človeka. To je objekt z neskončno maso in gostoto ter s tem privlačnostjo, čez katero ne more uiti niti svetloba – zato je luknja črna. Supermasivna črna luknja lahko posrka vase celotno galaksijo, ne da bi se zadušila, in onkraj obzorja dogodkov normalna fizika začne škripati in se zvijati v vozel. Po drugi strani pa lahko črne luknje postanejo potencialne prehodne "luknje" iz enega vozlišča vesolja v drugega. Vprašanje je, kako blizu se lahko približamo črni luknji in ali bo to imelo posledice?

Supermasivna črna luknja Strelec A*, ki se nahaja v središču naše galaksije, ne le posrka vase bližnje predmete, ampak tudi oddaja močno radijsko sevanje. Znanstveniki so dolgo poskušali razbrati te žarke, vendar jih je ovirala razpršena svetloba, ki je obdajala luknjo. Končno jim je uspelo prebiti svetlobni šum s pomočjo 13 teleskopov, ki so bili združeni v en sam močan sistem. Kasneje so odkrili zanimive informacije o prej skrivnostnih žarkih.

Pred dnevi, 14. marca, je ta svet zapustil eden najvidnejših fizikov našega časa,