Juoda skylė yra paslaptingiausias visatos objektas.

Neribota visata pilna paslapčių, mįslių ir paradoksų. Nepaisant to, kad šiuolaikinis mokslas padarė didžiulį šuolį į kosmoso tyrinėjimą, daugelis šiame didžiuliame pasaulyje lieka nesuprantamas žmogaus pasaulio suvokimui. Mes daug žinome apie žvaigždes, ūkus, grupes ir planetas. Tačiau visatos mastelyje yra tokių objektų, kurių egzistavimą galime tik atspėti. Pavyzdžiui, labai mažai žinome apie juodas skyles. Pagrindinė informacija ir žinios apie juodųjų skylučių pobūdį yra paremtos prielaidomis ir spėjimais. Astrofizikai, branduoliniai mokslininkai kovoja su šiuo klausimu daugiau nei dešimt metų. Kas yra juoda skylė erdvėje? Koks yra tokių objektų pobūdis?

Juoda skylė

Kalbant apie juodas skyles paprasta kalba

Įsivaizduoti, kaip atrodo juoda skylė, pakanka matyti traukinio uodegą, einantį į tunelį. Paskutinio automobilio signalai, kai traukinys giliau į tunelį, sumažės, kol jie visiškai išnyks. Kitaip tariant, tai yra objektai, kuriuose dėl baisaus patrauklumo net išnyksta šviesa. Elementariosios dalelės, elektronai, protonai ir fotonai nesugeba įveikti nematomo barjero, jie patenka į juodą nebuvimo bedugnę, todėl tokia skylė erdvėje buvo vadinama juoda. Jame nėra mažiausio šviesos ploto, tvirto juodumo ir begalybės. Nežinoma, kas yra kitoje juodosios skylės pusėje.

Šis erdvinis dulkių siurblys turi didžiulį sunkumą ir sugeba įsisavinti visą galaktiką su visais žvaigždžių klasteriais ir superklustrais, su miglotais ir tamsiomis medžiagomis. Kaip tai įmanoma? Jis lieka tik atspėti. Šiuo metu mums žinomi fizikos įstatymai išskiria siūles ir nepateikia paaiškinimų apie vykstančius procesus. Paradoksalumo esmė yra ta, kad šioje Visatos dalyje kūno gravitacinę sąveiką lemia jų masė. Vieno kito objekto absorbcijos procesui įtakos neturi jų kokybinė ir kiekybinė sudėtis. Dalelės, pasiekusios kritinį kiekį tam tikroje srityje, patenka į kitą sąveikos lygį, kur gravitacinės jėgos tampa traukos jėga. Kūnas, daiktas, medžiaga ar medžiaga pagal gravitacijos įtaką pradeda susitraukti, pasiekdami didžiulį tankį.

Maždaug tokie procesai vyksta neutronų žvaigždės formavimosi metu, kai žvaigždės medžiaga, veikianti vidinio gravitacijos sąlygomis, yra suspausta tūrio. Laisvieji elektronai su protonais suformuoja elektriškai neutralias daleles - neutronus. Šios medžiagos tankis yra didžiulis. Medžiagos dalelė, kurioje yra rafinuoto cukraus gabalo dydis, yra milijardų tonų svoris. Čia tikslinga priminti bendrą reliatyvumo teoriją, kurioje erdvė ir laikas yra nuolatiniai kiekiai. Todėl suspaudimo procesas negali būti sustabdytas iki pusės ir todėl neturi ribos.

Juoda skylė

Potencialiai juoda skylė atrodo kaip skylė, kurioje gali būti perėjimas iš vieno erdvės segmento į kitą. Tuo pat metu pačios erdvės ir laiko savybės keičiasi, sukant į erdvės laiko piltuvą. Pasiekus šio piltuvo dugną, bet kokia medžiaga patenka į kvantą. Kas yra kitoje juodosios skylės pusėje, ši milžiniška skylė? Galbūt yra ir kita erdvė, kurioje taikomi kiti įstatymai, o laikas teka priešinga kryptimi.

Reliatyvumo teorijos kontekste juodosios skylės teorija yra tokia. Erdvės taškas, kuriame gravitacinės jėgos nuspaudė bet kurią medžiagą į mikroskopinį dydį, turi didžiulę traukos jėgą, kurios dydis didėja iki begalybės. Atsiranda laiko karta, o erdvė yra sulenkta, uždaryta viename taške. Juoda skylė sugeriami daiktai negali atsispirti šio baisaus dulkių siurblio jėga. Net šviesos greitis, kurį turi kvantai, neleidžia elementariosioms dalelėms įveikti traukos jėgos. Bet koks kūnas, kuris pasiekė tokį tašką, nustoja būti materialiu objektu, sujungdamas jį su erdvės laiko burbuliuku.

Objektų sugėrimas juoda skylė

Juodosios skylės moksle

Jei paklausiate, kaip suformuojamos juodosios skylės? Galutinis atsakymas nebus. Visatoje yra daug paradoksų ir prieštaravimų, kurių negalima paaiškinti mokslo požiūriu. Einšteino reliatyvumo teorija leidžia teoriškai paaiškinti tokių objektų prigimtį, tačiau šiuo atveju kvantinė mechanika ir fizika tyli.

Bandydamas paaiškinti fizikos įstatymuose vykstančius procesus, vaizdas atrodys taip. Objektas susidaro dėl didžiulio masinio ar supermazinio kosminio kūno gravitacinio susitraukimo. Šis procesas turi mokslinį pavadinimą - gravitacinį žlugimą. Terminas „juodoji skylė“ pirmą kartą skambėjo mokslinėje bendruomenėje 1968 m., Kai amerikiečių astronomas ir fizikas Johnas Wheeleris bandė paaiškinti žvaigždžių žlugimo būklę. Pagal savo teoriją, vietoj masyvios žvaigždės, kuriai gresia gravitacinis žlugimas, atsiranda erdvinis ir laikinas gedimas, kuriame nuolat didėja suspaudimo veiksmai. Viskas, ką žvaigždė buvo pagaminta, eina viduje.

Juodosios skylės evoliucija

Šis paaiškinimas leidžia mums daryti išvadą, kad juodųjų skylučių pobūdis jokiu būdu nėra susijęs su visatoje vykstančiais procesais. Viskas, kas vyksta šio objekto viduje, neatsispindi aplinkinėje erdvėje su vienu „BUT“. Juodosios skylės gravitacinė jėga yra tokia stipri, kad lenkia erdvę, verčia galaktikas suktis aplink juodąsias skyles. Todėl tampa aišku, kodėl galaktikos yra spiralės. Kiek laiko užtruks, kol milžiniška Paukščių tako galaktika išnyks į supermazinio juodosios skylės bedugnę. Įdomu tai, kad juodosios skylės gali atsirasti bet kuriame išorinės erdvės taške, kur tam yra sukurtos idealios sąlygos. Toks laiko ir erdvės atotrūkis pašalina didžiulį greitį, kuriuo žvaigždės sukasi ir juda galaktikos erdvėje. Laikas juodoje skylėje teka kitu aspektu. Šioje srityje nė vienas gravitacijos įstatymas negali būti interpretuojamas fizikos požiūriu. Ši būsena vadinama juodosios skylės savitumu.

Juodosios skylės sudėtis

Juodosios skylės nerodo jokių išorinių atpažinimo ženklų, jų egzistavimą gali lemti kitų kosminių objektų, paveiktų gravitacinių laukų, elgesys. Visa kova dėl gyvenimo ir mirties vyksta juodos skylės, kuri yra padengta membrana, ribose. Šis įsivaizduojamasis piltuvo paviršius vadinamas „įvykių horizontu“. Viskas, ką matome šioje riboje, yra materialus ir materialus.

Juodosios skylės scenarijai

Kurdami Johno Wheelerio teoriją, galime daryti išvadą, kad juodųjų skylių paslaptis labiau tikėtina, kad jos formavimo procese nėra. Juoda skylė susidaro dėl neutrono žvaigždės žlugimo. Be to, tokio objekto masė tris ar daugiau kartų turi viršyti Saulės masę. Neutroninė žvaigždė susitraukia, kol savo šviesa nebegalės išsilaisvinti nuo įtempto gravitacijos. Yra ribinė riba, kuriai žvaigždė gali susitraukti, gimdydama juodąją skylę. Šis spindulys vadinamas gravitaciniu spinduliu. Masyvios žvaigždės paskutiniame jų vystymosi etape turėtų būti kelių kilometrų gravitacijos spinduliu.

Gravitacinis žlugimas

Šiandien mokslininkai netiesiogiai įrodė, kad dešimtyje rentgeno binarinių žvaigždžių yra juodųjų skylių. Rentgeno žvaigždės, pulsaras ar žievelė neturi kieto paviršiaus. Be to, jų masė yra didesnė už trijų Saulės masę. Dabartinė erdvės erdvė žvaigždyne Cygnus - rentgeno žvaigždė Cygnus X-1 - leidžia atsekti šių įdomių objektų formavimąsi.

Remiantis tyrimais ir teorinėmis prielaidomis, šiandien moksle yra keturi juodųjų žvaigždžių formavimo scenarijai:

  • masyvios žvaigždės gravitacinis žlugimas paskutiniame jo evoliucijos etape;
  • galaktikos centrinio regiono žlugimas;
  • juodųjų skylių formavimas Didžiojo sprogimo procese;
  • kvantinių juodųjų skylių formavimas.

Pirmasis scenarijus yra realiausias, tačiau juodųjų žvaigždžių, su kuriomis šiandien pažįstame, skaičius viršija žinomų neutronų žvaigždžių skaičių. Visatos amžius nėra toks didelis, kad tiek daug masyvių žvaigždžių galėtų eiti per visą evoliucijos procesą.

Žvaigždžių evoliucija - juodosios skylės susidarymas

Antrasis scenarijus turi teisę į gyvenimą, ir yra ryškus pavyzdys - supermazinis juodas skylė Šaulys A *, esantis mūsų galaktikos centre. Šio objekto masė yra 3,7 masės saulės. Šio scenarijaus mechanizmas yra panašus į gravitacinio žlugimo scenarijų, kurio vienintelis skirtumas yra tas, kad žiauriai susitinka tarpžvaigždinė dujos, o ne žvaigždė. Pagal gravitacines jėgas dujos suspaustos iki kritinės masės ir tankio. Kritiniu momentu medžiaga išskaidoma į kvantą ir sudaro juodą skylę. Tačiau ši teorija abejotina, nes neseniai Kolumbijos universiteto astronomai nustatė juodosios skylės palydovų A * palydovus. Jie pasirodė esąs daug mažų juodųjų skylių, kurios tikriausiai buvo suformuotos kitu būdu.

Juoda skylė galaktikos centre

Trečiasis scenarijus yra labiau teorinis ir yra susijęs su Big Bang teorijos egzistavimu. Visatos formavimosi metu materijos dalis ir gravitaciniai laukai patyrė svyravimus. Kitaip tariant, procesai buvo kitaip, nesusiję su žinomais kvantinės mechanikos ir branduolinės fizikos procesais.

Pastarasis scenarijus orientuotas į branduolinio sprogimo fiziką. Branduolinių reakcijų metu susidarančių medžiagų krešuliuose, veikiant gravitacinėms jėgoms, atsiranda sprogimas, kurio vietoje susidaro juoda skylė. Medžiaga sprogsta į vidų, sugeria visas daleles.

Juoda skylių buvimas ir evoliucija

Turint apytikslę idėją apie tokių svetimų erdvės objektų pobūdį, kažkas yra įdomu. Kokie yra tikrieji juodųjų skylių matmenys, kaip greitai jie auga? Juoda skylių dydį lemia jų gravitacinis spindulys. Juoda skylė juodosios skylės spindulį lemia jos masė ir vadinama Schwarzschild spinduliu. Pavyzdžiui, jei objektas turi masę, lygią mūsų planetos masei, tada Schwarzschild spindulys šiuo atveju yra 9 mm. Mūsų pagrindinis kūnas yra 3 km spinduliu. Vidutinė juodosios skylės tankis, susidaręs žvaigždės vietoje, kurios masė yra 10⁸ Saulės masės, bus artimas vandens tankiui. Tokio išsilavinimo spindulys bus 300 mln. Kilometrų.

Gravitacinis spindulys

Tikėtina, kad tokios milžiniškos juodosios skylės yra galaktikų centre. Iki šiol yra žinomos 50 galaktikų, kurių centre yra didžiuliai laikini ir erdviniai šuliniai. Tokių gigantų masė yra milijardai Saulės masės. Galima tik įsivaizduoti, kokia didžiulė ir baisi traukos jėga turi tokią skylę.

Mažų skylių atveju tai yra mini objektai, kurių spindulys pasiekia nereikšmingas vertes, tik 10 ² ² Tokio trupinio masė yra 10 gr. Tokios formacijos atsirado Didžiojo sprogimo metu, tačiau su laiku jos padidėjo ir šiandien šypsosi išorinėje erdvėje kaip monstras. Sąlygos, kuriomis įvyko mažų juodųjų skylučių susidarymas, šiandien mokslininkai bando atkurti sausumos sąlygomis. Šiais tikslais eksperimentai atliekami elektronų kolektoriuose, per kuriuos elementariosios dalelės pagreitėja iki šviesos greičio. Pirmieji eksperimentai leido laboratorinėmis sąlygomis gauti kvarko-gluono plazmą - medžiagą, kuri egzistavo Visatos formavimo aušroje. Tokie eksperimentai rodo, kad juoda skylė Žemėje yra laiko klausimas. Kitas dalykas yra tai, ar toks žmogiškojo mokslo pasiekimas taps katastrofa mums ir mūsų planetai. Sukūrę dirbtinai juodą skylę, galime atidaryti Pandoros dėžutę.

Elektroninis kolektorius

Naujausi kitų galaktikų stebėjimai leido mokslininkams atrasti juodas skyles, kurių dydis viršija visus numatomus lūkesčius ir prielaidas. Tokių objektų evoliucija leidžia mums geriau suprasti, kaip auga juodųjų skylių masė, kokia yra jo tikroji riba. Mokslininkai padarė išvadą, kad visos žinomos juodosios skylės išaugo iki tikrojo dydžio per 13–14 mlrd. Metų. Dydžio skirtumas atsiranda dėl aplinkinės erdvės tankio. Jei juodoji skylė turi pakankamai maisto sunkiai pasiekiamoje vietoje, ji auga kaip mielės ir pasiekia šimtų ir tūkstančių saulės masių. Todėl tokių objektų gigantiški matmenys galaktikų centre. Masyvi žvaigždžių grupė, didžiulė tarpžvaigždinių dujų masė yra gausus augimo maistas. Galaktikų sujungimo metu juodosios skylės gali sujungti kartu, sudarant naują supermazinį objektą.

Juoda skylių tipai

Sprendžiant iš evoliucinių procesų analizės, įprasta atskirti dvi juodųjų skylių klases:

  • objektai, kurių masė yra 10 kartų didesnė už saulės masę;
  • masiniai objektai, kurių masė yra šimtai tūkstančių, milijardų saulės masių.

Yra juodųjų skylių, kurių vidutinė tarpinė masė yra 100–10 tūkst. Kartų didesnė už Saulės masę, tačiau jų pobūdis vis dar nežinomas. Galaktikoje yra maždaug vienas toks objektas. Rentgeno žvaigždžių tyrimas leido surasti dvi vidutinio dydžio juodas skyles 12 milijonų šviesmečių atstumu galaktikoje M82. Vieno objekto masė svyruoja nuo 200 iki 800 saulės masių. Kitas objektas yra daug didesnis ir turi 10–40 tūkst. Saulės masių. Tokių objektų likimas yra įdomus. Jie yra netoli žvaigždžių grupių, palaipsniui pritraukdami į supermazinį juodąją skylę, esančią centrinėje galaktikos dalyje.

Mūsų planetos ir juodosios skylės

Nepaisant to, kad ieškoma clue apie juodųjų skylučių prigimtį, mokslinis pasaulis yra susirūpinęs dėl juodosios skylės vietos ir vaidmens Paukščių tako galaktikos likime ir ypač Žemės planetos likime. Paukščių tako centre esantis laikas ir erdvė palaipsniui sugeria visus aplinkinius objektus. Milijonai žvaigždžių ir trilijonų tonų tarpžvaigždinių dujų jau buvo įsisavintos į juodąją skylę. Laikui bėgant linija pasieks Cygnus ir Šaulio rankas, kuriose yra Saulės sistema, keliavusi 27 tūkst. Šviesmečių.

Juodoji skylė ir Paukščių takas

Kita netoliese esanti juodoji skylė yra centrinėje Andromedos galaktikos dalyje. Tai yra apie 2,5 mln. Šviesmečių nuo mūsų. Tikriausiai, kol mūsų objektas Šaulys A * nurys savo galaktiką, turėtume tikėtis dviejų kaimyninių galaktikų sujungimo. Atitinkamai atsiras dviejų supermazinių juodųjų skylučių sujungimas į vieną visumą, siaubingą ir baisų dydį.

Visiškai kitoks dalykas - mažos juodosios skylės. Žemės įsisavinimas yra gana juoda skylė, kurios spindulys yra kelis centimetrus. Problema yra ta, kad juoda skylė yra visiškai beprasmiškas objektas. Iš jo įsčių nėra spinduliuotės ar spinduliuotės, todėl gana sunku pastebėti tokį paslaptingą objektą. Tik artimiausiu metu galime aptikti fono šviesos kreivumą, kuris rodo, kad šiame Visatos regione erdvėje yra skylė.

Juodosios skylės sintezė

Iki šiol mokslininkai nustatė, kad juoda skylė, esanti arčiausiai Žemės, yra V616 Monocerotis objektas. Monstras yra 3000 šviesmečių nuo mūsų sistemos. Dydis, tai yra didelė formacija, jos masė yra 9-13 saulės masės. Kitas glaudus objektas, kuris kelia grėsmę mūsų pasauliui, yra juoda skylė Gygnus X-1. Su šiuo monstru mes išskiriame 6000 šviesmečių. Juodosios skylės, aptiktos mūsų kaimynystėje, yra dvejetainės sistemos dalis, t.y. egzistuoja arti žvaigždės, kuri maitina nepasotinamą objektą.

Išvada

Žinoma, tokių paslaptingų ir paslaptingų objektų, kaip juodosios skylės, buvimas erdvėje verčia mus būti budėtoju. Tačiau viskas, kas vyksta su juodomis skylėmis, vyksta gana retai, jei atsižvelgiame į Visatos amžių ir didelius atstumus. 4,5 mlrd. Metų saulės sistema yra poilsio būsenoje, egzistuojančioje pagal mums žinomus įstatymus. Per šį laiką nieko neatsirado, taip pat nėra iškreipta erdvė ar laiko sulankstymas netoli Saulės sistemos. Tam tikriausiai nėra tinkamų sąlygų. Ši Paukščių tako dalis, kurioje gyvena Saulės žvaigždė, yra rami ir stabili erdvės dalis.

Žemės ir juodoji skylė

Mokslininkai mano, kad juodųjų skylių išvaizda nėra atsitiktinė. Tokie objektai visatoje atlieka ordinų vaidmenį, kuris sunaikina kosminių kūnų perteklių. Kalbant apie pačių monstrų likimą, jų raida dar nėra visiškai suprantama. Существует версия, что черные дыры не вечны и на определенном этапе могут прекратить свое существование. Уже ни для кого не секрет, что такие объекты представляют собой мощнейшие источники энергии. Какая это энергия и в чем она измеряется - это другое дело.

Стивен Хокинг

Стараниями Стивена Хокинга науке была предъявлена теория о то, что черная дыра все-таки излучает энергию, теряя свою массу. В своих предположениях ученый руководствовался теорией относительности, где все процессы взаимосвязаны друг с другом. Ничего просто так не исчезает, не появившись в другом месте. Любая материя может трансформироваться в другую субстанцию, при этом один вид энергии переходит на другой энергетический уровень. Так, может быть, обстоит дело и с черными дырами, которые являются переходным порталом, из одного состояния в другое.

Žiūrėti vaizdo įrašą: Andaja - Karys (Kovo 2024).