Det grenseløse universet er fullt av hemmeligheter, gåter og paradokser. Til tross for at moderne vitenskap har gjort et stort sprang frem i romforskningen, er mye i denne enorme verden uforståelig for menneskets oppfatning av verden. Vi vet mye om stjerner, nevler, klynger og planeter. Men i universets storhet er det slike gjenstander, eksistensen av som vi bare kan gjette. For eksempel vet vi veldig lite om sorte hull. Grunnleggende informasjon og kunnskap om typen av svarte hull er bygget på forutsetninger og formodninger. Astrophysicists, kjernevitenskapsmenn har slitt med dette problemet i mer enn et dusin år. Hva er et svart hull i rommet? Hva er arten av slike gjenstander?
Snakker om svarte hull i enkelt språk
For å forestille seg hva et svart hull ser ut, er det nok å se halen på toget går inn i tunnelen. Signallamper på den siste bilen når toget går dypere inn i tunnelen, vil senke i størrelse til de helt forsvinner fra utsikten. Med andre ord, det er objekter der, på grunn av monstrøs tiltrekning, forsvinner selv lys. Elementære partikler, elektroner, protoner og fotoner er ikke i stand til å overvinne den usynlige barrieren, de faller inn i den svarte avgrunnen av nonexistence, derfor ble et slikt hull i rommet svart kjent. Det er ikke det minste lysområdet i den, solid svarthet og uendelig. Det som er på den andre siden av det svarte hullet er ukjent.
Denne støvsugeren har enorm tyngdekraft og er i stand til å absorbere en hel galakse med alle klynger og superklynger av stjerner, med nevler og med mørkt materiale å starte opp. Hvordan er dette mulig? Det gjenstår bare å gjette. Fysikkloven som er kjent for oss, i dette tilfellet, skiller seg fra hverandre i sømene og gir ikke en forklaring på prosessene som finner sted. Essensen av paradoks er at i denne delen av universet er gravitasjonssamarbeidet mellom kroppene bestemt av deres masse. Prosessen med absorpsjon av en gjenstand for en annen påvirkes ikke av deres kvalitative og kvantitative sammensetning. Partikler, som har nådd en kritisk mengde i et bestemt område, skriver inn et annet nivå av samspill, hvor gravitasjonskrefter blir tiltrengningskrefter. Kroppen, objektet, substansen eller saken under påvirkning av tyngdekraften begynner å krympe og nå enorm tetthet.
Omtrent slike prosesser oppstår under dannelsen av en nøytronstjerne, hvor stjernemateriell under påvirkning av indre tyngdekraft komprimeres i volum. Fri elektroner kombinerer med protoner for å danne elektrisk nøytrale partikler - nøytroner. Tettheten av dette stoffet er stort. En partikkel av materie størrelsen på et stykke raffinerte sukker har en vekt av milliarder tonn. Her er det hensiktsmessig å huske den generelle relativitetsteorien, hvor rom og tid er kontinuerlige mengder. Følgelig kan kompresjonsprosessen ikke stoppes halvveis og har derfor ingen grense.
Potensielt ser et svart hull ut som et hull der det kan være en overgang fra ett segment av rom til et annet. Samtidig forandrer egenskapene til rom og tid seg selv, vri seg inn i en romtrakt. Når bunnen av denne trakten kommer ned, faller noe i kvanta. Hva er på den andre siden av det svarte hullet, dette gigantiske hullet? Kanskje finnes det et annet rom hvor andre lover gjelder og tiden flyter i motsatt retning.
I sammenheng med relativitetsteorien er teorien om et svart hull som følger. Punktet, hvor gravitasjonskrefter har presset noe til den mikroskopiske størrelsen, har en enorm tiltrekningskraft, hvor størrelsen øker til uendelig. En klokkeslett vises, og plassen er bøyd og lukkes ved ett punkt. Objekter som er absorbert av et svart hull, er ikke i stand til å motstå kraften i denne storslått støvsugeren. Selv lysets hastighet, som kvanta besitter, tillater ikke elementære partikler å overvinne tiltrekningskraften. Enhver kropp som har kommet til et slikt punkt, slutter å være et materiell objekt, som fusjonerer med romtidsboblen.
Black Holes in Science
Hvis du spør, hvordan blir det dannet sorte hull? Et bestemt svar vil ikke være. Det er mange paradokser og motsetninger i universet som ikke kan forklares ut fra vitenskapens synsvinkel. Einsteins relativitetsteori tillater kun teoretisk forklaring på slike objekter, men i dette tilfellet er kvantemekanikk og fysikk stille.
Forsøk på å forklare prosessene som foregår i fysikkloven, vil bildet se slik ut. Objektet er dannet som et resultat av den kolossale gravitasjonssammentrekning av en massiv eller supermassiv kosmisk kropp. Denne prosessen har et vitenskapelig navn - gravitasjonssammenbrudd. Begrepet "svart hull" ble først lansert i det vitenskapelige samfunnet i 1968, da amerikansk astronom og fysiker John Wheeler forsøkte å forklare tilstanden av stjernekollaps. Ifølge hans teori, i stedet for en massiv stjerne utsatt for en gravitasjonssammenbrudd, oppstår et romlig og tidsmessig feil, der stadig økende kompresjonshandlinger. Alt som stjernen ble laget av, går i seg selv.
Denne forklaringen tillater oss å konkludere at naturen av sorte hull ikke på noen måte er forbundet med prosessene som skjer i universet. Alt som skjer i dette objektet reflekterer ikke på noen måte i det omkringliggende rommet med en "MEN". Gravitasjonskraften til et svart hull er så sterkt at det bøyer plass og tvinger galakser til å rotere rundt sorte hull. Følgelig blir det klart hvorfor galakser har form av spiraler. Hvor lang tid det vil ta for den store Melkeveisgalaksen å forsvinne i avgrunnen til et supermassivt svart hull er ukjent. Et nysgjerrig faktum er at det kan forekomme svarte hull på et hvilket som helst tidspunkt i verdensrommet, der ideelle forhold oppstår for dette. En slik fold av tid og plass eliminerer de enorme hastighetene som stjernene roterer og beveger seg i galaksen. Tid i et svart hull flyter i en annen dimensjon. Inne i dette området er ingen tyngdelover tolkbare fra fysikkens synspunkt. Denne tilstanden kalles singulariteten til det svarte hullet.
Svarte hull viser ikke noen eksterne identifikasjonstegn, deres eksistens kan dømmes av oppførselen til andre romobjekter som berøres av gravitasjonsfelt. Hele bildet av kampen for liv og død finner sted på grensen til et svart hull, som er dekket av en membran. Denne imaginære overflaten av trakten kalles "hendelseshorisonten". Alt vi ser til denne grensen er materiell og materiell.
Black Hole Scenarios
Utvikle teorien om John Wheeler, kan vi konkludere med at hemmeligheten til svarte hull er mer sannsynlig ikke i ferd med å bli dannet. Dannelsen av et svart hull kommer fra sammenbruddet av en nøytronstjerne. Dessuten må massen av en slik gjenstand overstige solens masse tre eller flere ganger. Neutronstjernen krymper til sitt eget lys ikke lenger er i stand til å bryte seg fri fra gravitasjonens tette omfavnelse. Det er en grensegrense i størrelse som en stjerne kan krympe, noe som gir et svart hull. Denne radius kalles gravitasjonsradiusen. Massive stjerner i sluttfasen av deres utvikling bør ha en gravitasjonsradius på flere kilometer.
I dag har forskere fått indirekte bevis på forekomst av sorte hull i et dusin røntgen binære stjerner. Røntgenstjerner, en pulsar eller en burster har ikke en solid overflate. Dessuten er deres masse større enn massen av de tre solene. Den nåværende tilstanden til verdensrommet i konstellasjonen Cygnus - røntgenstjernen Cygnus X-1, gjør det mulig å spore dannelsen av disse nysgjerrige gjenstandene.
Basert på forskning og teoretiske antagelser, er det i dag i vitenskapen fire scenarier for dannelsen av sorte stjerner:
- gravitasjonssammenbrudd av en massiv stjerne i det siste stadiet av evolusjonen;
- sammenbruddet av den sentrale delen av galaksen;
- Dannelsen av sorte hull i prosessen med Big Bang;
- dannelsen av kvantesorte hull.
Det første scenariet er det mest realistiske, men antall svarte stjerner som vi kjenner i dag, overstiger antall kjente nøytronstjerner. Og universets alder er ikke så stor at så mange massive stjerner kan gå gjennom hele utviklingsprosessen.
Det andre scenariet har rett til livet, og det er et levende eksempel - det supermassive svarte hullet Skytten A *, som ligger midt i vår galakse. Massen av dette objektet er 3,7 massevis av solen. Mekanismen i dette scenariet ligner scenariet med en gravitasjonssammenbrudd med den eneste forskjellen at en interstellær gass, i stedet for en stjerne, er utsatt for sammenbrudd. Under påvirkning av gravitasjonskrefter komprimeres gass til en kritisk masse og tetthet. På det kritiske øyeblikket disintegreres materie i kvanta, danner et svart hull. Men denne teorien er tvilsom, siden nylig astronomer ved Columbia University har identifisert de svarte hulls satellittene A * -satellitter. De viste seg å være mange små, svarte hull, som trolig ble dannet på en annen måte.
Det tredje scenariet er mer teoretisk og er knyttet til eksistensen av Big Bang-teorien. På tidspunktet for universets dannelse gjennomgikk en del av materie og tyngdefelt fluktuasjon. Med andre ord gikk prosessene på en annen måte, ikke knyttet til kjente prosesser for kvantemekanikk og atomfysikk.
Sistnevnte scenario er fokusert på fysikken til en atomeksplodering. Ved kollisjon av materiell i prosessen med kjernereaksjoner under påvirkning av tyngdekraften, oppstår en eksplosjon, i stedet for hvor et svart hull dannes. Materiell eksploderer innover, absorberer alle partiklene.
Eksistensen og utviklingen av svarte hull
Å ha en omtrentlig ide om naturen til slike rare romobjekter, er noe annet interessant. Hva er de sanne dimensjonene av svarte hull, hvor fort vokser de? Størrelsene på sorte hull bestemmes av deres gravitasjonsradius. For svarte hull bestemmes radien til et svart hull av massen og kalles Schwarzschild-radiusen. For eksempel, hvis et objekt har en masse som er lik massen av vår planet, så er Schwarzschild-radiusen i dette tilfellet 9 mm. Vår hoveddel har en radius på 3 km. Gjennomsnittlig tetthet av et svart hull dannet i stedet for en stjerne med en masse på 108 av solens masse vil være nær tettheten av vann. Radien av slik utdanning vil være 300 millioner kilometer.
Det er sannsynlig at slike gigantiske sorte hull ligger i sentrum av galakser. Til nå er det kjent 50 galakser, i midten av hvilke er store midlertidige og romlige brønner. Massen av slike giganter er milliarder solens masse. Man kan bare forestille seg hva en kolossal og mektig tiltrekningskraft har et slikt hull.
Når det gjelder små hull, er disse miniobjekter hvis radius når ubetydelige verdier, bare 10 ² ² cm. Massen av en slik krummebilde er 10 gr. Slike formasjoner oppsto på Big Bangs tid, men med tiden økte de i størrelse og flaunt seg i det ytre rom som monstre. Betingelsene for dannelsen av små sorte hull fant sted, forskere prøver i dag å gjenskape seg i jordiske forhold. For disse formål utføres eksperimenter i elektronkollider, gjennom hvilke elementære partikler akselereres til lysets hastighet. De første forsøkene fikk i laboratorieforhold å oppnå et kvark-gluonplasma, som eksisterte ved begynnelsen av universets dannelse. Slike eksperimenter antyder at et svart hull på jorden er et spørsmål om tid. En annen ting er om en slik prestasjon av menneskelig vitenskap vil bli en katastrofe for oss og for vår planet. Ved å lage et kunstig svart hull kan vi åpne Pandoras boks.
Nylige observasjoner av andre galakser har gjort det mulig for forskere å oppdage svarte hull, hvis størrelse overgår alle forventbare forventninger og antagelser. Utviklingen som skjer med slike gjenstander gjør det mulig for oss å forstå bedre hvordan massen av sorte hull vokser, hva er den virkelige grensen. Forskere har konkludert med at alle kjente sorte hull har vokst til sin virkelige størrelse innen 13-14 milliarder år. Forskjellen i størrelse skyldes tettheten av det omkringliggende rommet. Hvis et svart hull har nok mat innen gravitasjonsgraden, vokser den som gjær, når en masse på hundrevis og tusenvis av solmasser. Dermed er de gigantiske dimensjonene til slike gjenstander plassert i sentrum av galakser. En massiv klynge av stjerner, store mengder interstellar gass er rikelig mat for vekst. Når galakser fusjonerer, kan svarte hull fusjonere sammen og danne et nytt supermassiv objekt.
Dømmer ved analysen av evolusjonære prosesser, er det vanlig å skille mellom to klasser av svarte hull:
- gjenstander med en masse på 10 ganger solens masse;
- massive gjenstander, hvorav masse er hundretusener, milliarder solmasser.
Det er svarte hull med en gjennomsnittlig mellommasse på 100-10 tusen ganger solens masse, men deres natur er fortsatt ukjent. Det er omtrent ett slikt objekt per galakse. Studien av røntgenstjerner gjorde det mulig å finne to mellomstore sorte hull på en gang i en avstand på 12 millioner lysår i galaksen M82. Massen av ett objekt varierer i området 200-800 solmasser. Et annet objekt er mye større og har en masse på 10-40 tusen solmasser. Skjebnen til slike gjenstander er interessant. De ligger i nærheten av stjerneklynger, som gradvis tiltrekker seg et supermassivt svart hull som ligger i den sentrale delen av galaksen.
Vår planet og sorte hull
Til tross for søket etter en anelse om naturen av sorte hull, er den vitenskapelige verden bekymret for stedet og rollen til det svarte hullet i skjebnen til Melkeveis-galaksen, og spesielt i skjebnen til planeten Jorden. Den tid og rom som ligger i midten av Milky Way absorberer gradvis alle gjenstander som eksisterer rundt. Millioner av stjerner og trillioner tonn interstellar gass har allerede blitt absorbert i det svarte hullet. Med tiden kommer linjen til Cygnus og Skyttens armer, hvor solsystemet ligger, etter å ha reist en avstand på 27 tusen lysår.
Et annet nærliggende supermassivt svart hull ligger i den sentrale delen av Andromeda-galaksen. Det er ca 2,5 millioner lysår unna oss. Sannsynligvis, til vårt objekt Skytten A * svelger sin egen galakse, bør vi forvente sammenslåing av to nærliggende galakser. Følgelig vil sammenslåingen av to supermassive sorte hull i en hel, forferdelig og uhyggelig i størrelse, forekomme.
En helt annen ting - små sorte hull. Å absorbere planeten jorden er ganske et svart hull med en radius på noen få centimeter. Problemet er at et svart hull i naturen er et helt ansiktsløst objekt. Ingen stråling eller stråling kommer ut av livmoren, derfor er det ganske vanskelig å legge merke til en så mystisk gjenstand. Bare på nært hold kan vi oppdage en krølling av bakgrunnslyset, noe som indikerer at det er et hull i rommet i denne delen av universet.
Hittil har forskere funnet ut at det svarte hullet nærmest Jorden er V616 Monocerotis-objektet. Monsteret ligger 3000 lysår fra vårt system. I størrelse er dette en stor formasjon, dens masse er 9-13 solmasser. Et annet nært objekt som truer vår verden er det svarte hullet Gygnus X-1. Med dette monsteret er vi skilt med en avstand på 6000 lysår. Svarte hull som oppdages i vårt nabolag er en del av det binære systemet, dvs. eksisterer i nærheten av stjernen som mater den umettelige gjenstanden.
konklusjon
Eksistensen i rom av slike mystiske og mystiske gjenstander som svarte hull tvinger selvfølgelig oss til å være på vaktmannen. Alt som skjer med svarte hull skjer imidlertid ganske sjelden, dersom vi tar hensyn til universets alder og store avstander. For 4,5 milliarder år er solsystemet i hvilemodus, eksisterende i henhold til lover som er kjent for oss. I løpet av denne tiden har ingenting av den typen oppstått, og heller ikke plassen er forvrengt eller tidspunkter i nærheten av solsystemet. Det er sannsynligvis ingen egnede forhold for dette. Den delen av Milky Way, der Suns stjernesystem ligger, er en rolig og stabil del av verdensrommet.
Forskere antar ideen om at utseendet på sorte hull ikke er tilfeldig. Slike objekter utfører i universet rollen som ordrer som ødelegger overskuddet av kosmiske kropper. Når det gjelder skjebnen til monstrene selv, er deres utvikling ikke fullt ut forstått. 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.
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.
