No kā sastāv melnais caurums? Skatiet, kas ir “melnais caurums” citās vārdnīcās. Melnie caurumi un singularitātes

Noslēpumaini un netverami melnie caurumi. Fizikas likumi apstiprina to pastāvēšanas iespējamību Visumā, taču joprojām ir daudz jautājumu. Daudzi novērojumi liecina, ka Visumā pastāv caurumi un ir vairāk nekā miljons šo objektu.

Kas ir melnie caurumi?

Vēl 1915. gadā, risinot Einšteina vienādojumus, tika prognozēta tāda parādība kā “melnie caurumi”. Taču zinātnieku aprindas par tiem sāka interesēties tikai 1967. gadā. Pēc tam tās sauca par "sabrukušām zvaigznēm", "saldētām zvaigznēm".

Mūsdienās melnais caurums ir laika un telpas apgabals, kuram ir tāda gravitācija, ka no tā nevar izkļūt pat gaismas stars.

Kā veidojas melnie caurumi?

Ir vairākas melno caurumu parādīšanās teorijas, kuras iedala hipotētiskās un reālistiskās. Vienkāršākā un visizplatītākā reālistiskā ir teorija par lielu zvaigžņu gravitācijas sabrukumu.

Kad pietiekami masīva zvaigzne pirms “nāves” pieaug un kļūst nestabila, iztērējot savu pēdējo degvielu. Tajā pašā laikā zvaigznes masa paliek nemainīga, bet tās izmērs samazinās, jo notiek tā sauktā blīvēšana. Citiem vārdiem sakot, saspiežot, smagais kodols “iekrīt” sevī. Paralēli tam blīvēšana izraisa strauju temperatūras paaugstināšanos zvaigznes iekšpusē un ārējos slāņos debess ķermenis atrauties un veidot jaunas zvaigznes. Tajā pašā laikā zvaigznes centrā kodols iekrīt savā “centrā”. Gravitācijas spēku darbības rezultātā centrs sabrūk līdz punktam – tas ir, gravitācijas spēki ir tik spēcīgi, ka absorbē sablīvēto serdi. Tā rodas melnais caurums, kas sāk deformēt telpu un laiku tā, ka no tā nevar izkļūt pat gaisma.

Visu galaktiku centrā ir supermasīvs melnais caurums. Saskaņā ar Einšteina relativitātes teoriju:

"Jebkura masa izkropļo telpu un laiku."

Tagad iedomājieties, cik ļoti melnais caurums izkropļo laiku un telpu, jo tā masa ir milzīga un tajā pašā laikā saspiesta īpaši mazā tilpumā. Šī spēja izraisa šādu dīvainību:

“Melnajiem caurumiem ir iespēja praktiski apturēt laiku un saspiest telpu. Šo ārkārtējo kropļojumu dēļ caurumi mums kļūst neredzami.

Ja melnie caurumi nav redzami, kā mēs zinām, ka tie pastāv?

Jā, lai gan melnais caurums ir neredzams, tam vajadzētu būt pamanāmam tajā iekrītošās vielas dēļ. Kā arī zvaigžņu gāze, kuru pievelk melnais caurums, tuvojoties notikumu horizontam, gāzes temperatūra sāk paaugstināties līdz īpaši augstām vērtībām, kas noved pie spīduma. Tāpēc melnie caurumi spīd. Pateicoties šim, kaut arī vājam, mirdzumam, astronomi un astrofiziķi skaidro objekta klātbūtni galaktikas centrā ar nelielu tilpumu, bet milzīgu masu. IN Šis brīdis Novērojumu rezultātā tika atklāti aptuveni 1000 objekti, kas pēc uzvedības ir līdzīgi melnajiem caurumiem.

Melnie caurumi un galaktikas

Kā melnie caurumi var ietekmēt galaktikas? Šis jautājums nomoka zinātniekus visā pasaulē. Pastāv hipotēze, saskaņā ar kuru galaktikas formu un attīstību ietekmē melnie caurumi, kas atrodas galaktikas centrā. Un ka, saduroties divām galaktikām, melnie caurumi saplūst un šī procesa laikā tiek atbrīvots tik milzīgs enerģijas un matērijas daudzums, ka veidojas jaunas zvaigznes.

Melno caurumu veidi

Saskaņā ar esošo teoriju ir trīs veidu melnie caurumi: zvaigžņu, supermasīvie un miniatūrie. Un katrs no tiem tika izveidots īpašā veidā.
- Zvaigžņu masu melnie caurumi, tie izaug līdz milzīgiem izmēriem un sabrūk.
- Supermasīvie melnie caurumi, kuru masa var būt līdzvērtīga miljoniem Saules, visticamāk, pastāv gandrīz visu galaktiku centros, tostarp mūsu Piena Ceļā. Zinātniekiem joprojām ir dažādas hipotēzes par supermasīvu melno caurumu veidošanos. Pagaidām zināms tikai viens – supermasīvie melnie caurumi ir galaktiku veidošanās blakusprodukts. Supermasīvie melnie caurumi - tie atšķiras no regulāras tēmas, kuriem ir ļoti liels izmērs, bet paradoksāli zems blīvums.
- Nevienam vēl nav izdevies atklāt miniatūru melno caurumu, kura masa būtu mazāka par Sauli. Iespējams, ka miniatūras bedrītes varēja veidoties neilgi pēc "Lielā sprādziena", kas ir precīzs mūsu Visuma pastāvēšanas sākums (apmēram pirms 13,7 miljardiem gadu).
- Pavisam nesen tika ieviests jauns jēdziens kā “baltie melnie caurumi”. Tas joprojām ir hipotētisks melnais caurums, kas ir pretējs melnajam caurumam. Stīvens Hokings aktīvi pētīja balto caurumu pastāvēšanas iespēju.
- Kvantu melnie caurumi - tie pagaidām pastāv tikai teorētiski. Kvantu melnie caurumi var veidoties, kad kodolreakcijas rezultātā saduras īpaši mazas daļiņas.
- Primārie melnie caurumi arī ir teorija. Tie tika izveidoti tūlīt pēc to izcelsmes.

Pašlaik pastāv liels skaits atklātie jautājumi, uz kuriem vēl jāatbild nākamajām paaudzēm. Piemēram, vai tiešām var pastāvēt tā saucamās “tārpu bedres”, ar kuru palīdzību var ceļot telpā un laikā. Kas īsti notiek melnā cauruma iekšpusē un kādiem likumiem šīs parādības pakļaujas. Un kā ar informācijas pazušanu melnajā caurumā?

Salīdzinoši nesen pieaugot interesei par populārzinātnisku filmu veidošanu par kosmosa izpētes tēmu, mūsdienu skatītāji ir daudz dzirdējuši par tādām parādībām kā singularitāte jeb melnais caurums. Tomēr filmas acīmredzami neatklāj visu šo parādību būtību un dažreiz pat izkropļo konstruēto. zinātniskās teorijas lielākai efektivitātei. Šī iemesla dēļ daudzu pārstāvniecība mūsdienu cilvēki par šīm parādībām ir vai nu pilnīgi virspusēja, vai pilnīgi kļūdaina. Viens no radušās problēmas risinājumiem ir šis raksts, kurā mēģināsim izprast esošos pētījumu rezultātus un atbildēt uz jautājumu – kas ir melnais caurums?

1784. gadā angļu priesteris un dabaszinātnieks Džons Mišels vēstulē Karaliskajai biedrībai pirmo reizi pieminēja noteiktu hipotētisku masīvu ķermeni, kam ir tik spēcīga gravitācijas pievilcība, ka tā otrais bēgšanas ātrums pārsniegs gaismas ātrumu. Otrais bēgšanas ātrums ir ātrums, kāds salīdzinoši mazam objektam būs nepieciešams, lai pārvarētu debess ķermeņa gravitācijas pievilcību un pārsniegtu slēgto orbītu ap šo ķermeni. Pēc viņa aprēķiniem, ķermenim ar Saules blīvumu un 500 Saules rādiusu rādiusu uz virsmas būs otrs kosmiskais ātrums, kas vienāds ar gaismas ātrumu. Šajā gadījumā pat gaisma nepametīs šāda ķermeņa virsmu, un tāpēc šis ķermenis tikai absorbēs ienākošo gaismu un paliks neredzams novērotājam - sava veida melns plankums uz tumšās telpas fona.

Tomēr Mišela supermasīva ķermeņa koncepcija neizraisīja lielu interesi līdz pat Einšteina darbam. Atcerēsimies, ka pēdējais definēja gaismas ātrumu kā maksimālo informācijas pārraides ātrumu. Turklāt Einšteins paplašināja gravitācijas teoriju līdz ātrumam, kas ir tuvu gaismas ātrumam (). Rezultātā vairs nebija aktuāli Ņūtona teoriju piemērot melnajiem caurumiem.

Einšteina vienādojums

Melnajiem caurumiem piemērojot vispārējo relativitāti un risinot Einšteina vienādojumus, tika identificēti galvenie melnā cauruma parametri, no kuriem ir tikai trīs: masa, elektriskais lādiņš un leņķiskais impulss. Ir vērts atzīmēt Indijas astrofiziķa Subramaniana Čandrasekhara nozīmīgo ieguldījumu, kurš izveidoja fundamentālo monogrāfiju "Melno caurumu matemātiskā teorija".

Tādējādi Einšteina vienādojumu risinājums ir attēlots ar četriem četriem variantiem iespējamie veidi melnie caurumi:

BH bez rotācijas un bez uzlādes – Švarcšilda risinājums. Viens no pirmajiem melnā cauruma aprakstiem (1916), izmantojot Einšteina vienādojumus, bet neņemot vērā divus no trim ķermeņa parametriem. Vācu fiziķa Karla Švarcšilda risinājums ļauj aprēķināt sfēriska masīva ķermeņa ārējo gravitācijas lauku. Vācu zinātnieka melno caurumu jēdziena īpatnība ir notikumu horizonta klātbūtne un slēpšanās aiz tā. Švarcšilds bija arī pirmais, kurš aprēķināja gravitācijas rādiusu, kas saņēma viņa vārdu, kas nosaka sfēras rādiusu, uz kuras atrodas notikumu horizonts ķermenim ar noteiktu masu.
BH bez rotācijas ar uzlādi – Reisner-Nordström risinājums. Risinājums, kas izvirzīts 1916.-1918.gadā, ņemot vērā iespējamo melnā cauruma elektrisko lādiņu. Šis lādiņš nevar būt patvaļīgi liels un ir ierobežots rezultātā radušās elektriskās atgrūšanās dēļ. Pēdējais ir jākompensē ar gravitācijas pievilcību.
BH ar rotāciju un bez lādiņa - Kerra šķīdums (1963). Rotējošais Kerra melnais caurums no statiskā atšķiras ar tā sauktās ergosfēras klātbūtni (vairāk lasiet par šo un citām melnā cauruma sastāvdaļām).
BH ar rotāciju un lādiņu - Kerr-Newman risinājums. Šis risinājums tika aprēķināts 1965. gadā un šobrīd ir vispilnīgākais, jo tajā ir ņemti vērā visi trīs melnā cauruma parametri. Tomēr joprojām tiek pieņemts, ka dabā melnajiem caurumiem ir nenozīmīgs lādiņš.

Melno caurumu veidošanās

Ir vairākas teorijas par to, kā veidojas un parādās melnais caurums, no kurām slavenākā ir tāda, ka tas rodas zvaigznes ar pietiekamu masu gravitācijas sabrukšanas rezultātā. Šāda saspiešana var izbeigt to zvaigžņu attīstību, kuru masa pārsniedz trīs Saules masas. Pabeidzot kodoltermiskās reakcijas šādu zvaigžņu iekšienē, tās sāk strauji saspiesties superblīvā veidā. Ja neitronu zvaigznes gāzes spiediens nevar kompensēt gravitācijas spēkus, tas ir, zvaigznes masa pārvar t.s. Oppenheimera-Volkofa robežas, tad sabrukums turpinās, kā rezultātā matērija tiek saspiesta melnajā caurumā.

Otrais scenārijs, kas apraksta melnā cauruma rašanos, ir protogalaktiskās gāzes saspiešana, tas ir, starpzvaigžņu gāze transformācijas stadijā galaktikā vai kāda veida kopā. Ja nav pietiekama iekšējā spiediena, lai kompensētu tos pašus gravitācijas spēkus, var rasties melnais caurums.

Divi citi scenāriji joprojām ir hipotētiski:

Melnā cauruma rašanās rezultātā t.s pirmatnējie melnie caurumi.
Rašanās kodolreakciju rezultātā, kas notiek pie lielām enerģijām. Šādu reakciju piemērs ir eksperimenti ar kolideriem.

Melno caurumu struktūra un fizika

Melnā cauruma struktūrā saskaņā ar Švarcšildu ir tikai divi elementi, kas tika minēti iepriekš: melnā cauruma singularitāte un notikumu horizonts. Īsi runājot par singularitāti, var atzīmēt, ka tai nav iespējams novilkt taisnu līniju, un arī lielākā daļa esošo fizisko teoriju tajā nedarbojas. Tādējādi singularitātes fizika joprojām ir noslēpums zinātniekiem šodien. melnais caurums ir noteikta robeža, kuru pārkāpjot fiziskais objekts zaudē iespēju atgriezties ārpus robežām un noteikti “iekritīs” melnā cauruma singularitātē.

Melnā cauruma struktūra kļūst nedaudz sarežģītāka Kerra risinājuma gadījumā, proti, melnā cauruma rotācijas klātbūtnē. Kerra risinājums pieņem, ka caurumam ir ergosfēra. Ergosfēra ir noteikts apgabals, kas atrodas ārpus notikumu horizonta, kurā visi ķermeņi pārvietojas melnā cauruma rotācijas virzienā. Šī teritorija vēl nav aizraujoša un to ir iespējams pamest, atšķirībā no notikumu horizonta. Ergosfēra, iespējams, ir sava veida akrecijas diska analogs, kas attēlo rotējošu vielu ap masīviem ķermeņiem. Ja statisks Švarcšilda melnais caurums ir attēlots kā melna sfēra, tad Kerija melnajam caurumam ergosfēras klātbūtnes dēļ ir izliekta elipsoīda forma, kuras formā mēs bieži redzējām melnos caurumus zīmējumos, vecos laikos. filmas vai videospēles.

Cik sver melnais caurums? – Teorētiskākais materiāls par melnā cauruma rašanos ir pieejams scenārijam par tā rašanos zvaigznes sabrukšanas rezultātā. Šajā gadījumā neitronu zvaigznes maksimālo masu un melnā cauruma minimālo masu nosaka Oppenheimera - Volkofa robeža, saskaņā ar kuru melnā cauruma masas apakšējā robeža ir 2,5 - 3 Saules masas. Smagākā atklātā melnā cauruma (galaktikā NGC 4889) masa ir 21 miljards Saules masu. Tomēr mēs nedrīkstam aizmirst par melnajiem caurumiem, kas hipotētiski rodas kodolreakciju rezultātā ar lielu enerģiju, piemēram, kolideriem. Šādu kvantu melno caurumu, citiem vārdiem sakot, “Planka melnajiem caurumiem”, masa ir aptuveni 2,10–5 g.
Melnā cauruma izmērs. Melnā cauruma minimālo rādiusu var aprēķināt no minimālās masas (2,5 – 3 Saules masas). Ja Saules gravitācijas rādiuss, tas ir, apgabals, kurā atrastos notikumu horizonts, ir aptuveni 2,95 km, tad 3 Saules masu melnā cauruma minimālais rādiuss būs aptuveni deviņi kilometri. Šādus salīdzinoši mazus izmērus ir grūti aptvert, ja runājam par masīviem objektiem, kas pievelk visu apkārt. Tomēr kvantu melnajiem caurumiem rādiuss ir 10–35 m.
Melnā cauruma vidējais blīvums ir atkarīgs no diviem parametriem: masas un rādiusa. Melnā cauruma, kura masa ir aptuveni trīs Saules masas, blīvums ir aptuveni 6 10 26 kg/m³, bet ūdens blīvums ir 1000 kg/m³. Taču tik mazus melnos caurumus zinātnieki nav atraduši. Lielākajai daļai atklāto melno caurumu masa ir lielāka par 105 Saules masām. Ir interesants modelis, saskaņā ar kuru, jo masīvāks ir melnais caurums, jo mazāks ir tā blīvums. Šajā gadījumā masas izmaiņas par 11 pakāpēm nozīmē blīvuma izmaiņas par 22 kārtībām. Tādējādi melnā cauruma, kura masa ir 1,10 9 Saules masas, blīvums ir 18,5 kg/m³, kas ir par vienu mazāks nekā zelta blīvums. Un melnajiem caurumiem, kuru masa pārsniedz 10 10 saules masas, vidējais blīvums var būt mazāks nekā gaisa blīvums. Pamatojoties uz šiem aprēķiniem, ir loģiski pieņemt, ka melnā cauruma veidošanās notiek nevis vielas saspiešanas dēļ, bet gan liela daudzuma vielas uzkrāšanās rezultātā noteiktā tilpumā. Kvantu melno caurumu gadījumā to blīvums var būt aptuveni 10 94 kg/m³.
Melnā cauruma temperatūra ir arī apgriezti atkarīga no tā masas. Šī temperatūra ir tieši saistīta ar. Šī starojuma spektrs sakrīt ar absolūti melna ķermeņa spektru, tas ir, ķermeņa, kas absorbē visu krītošo starojumu. Absolūti melna ķermeņa starojuma spektrs ir atkarīgs tikai no tā temperatūras, tad melnā cauruma temperatūru var noteikt pēc Hokinga starojuma spektra. Kā minēts iepriekš, šis starojums ir jaudīgāks, jo mazāks ir melnais caurums. Tajā pašā laikā Hokinga starojums joprojām ir hipotētisks, jo astronomi to vēl nav novērojuši. No tā izriet, ka, ja Hokinga starojums eksistē, tad novēroto melno caurumu temperatūra ir tik zema, ka neļauj šo starojumu noteikt. Pēc aprēķiniem, pat temperatūra caurumam, kura masa ir aptuveni Saules masas kārta, ir niecīgi maza (1·10 -7 K vai -272°C). Kvantu melno caurumu temperatūra var sasniegt aptuveni 10 12 K, un ar to straujo iztvaikošanu (apmēram 1,5 minūtes) šādi melnie caurumi var izstarot aptuveni desmit miljonu atombumbu enerģiju. Bet, par laimi, lai izveidotu šādus hipotētiskus objektus, būtu nepieciešama enerģija, kas 10 14 reizes pārsniedz to, kas šodien tiek sasniegta Lielajā hadronu paātrinātājā. Turklāt šādas parādības astronomi nekad nav novērojuši.

No kā sastāv melnais caurums?

Vēl viens jautājums satrauc gan zinātniekus, gan tos, kas vienkārši interesējas par astrofiziku – no kā sastāv melnais caurums? Uz šo jautājumu nav skaidras atbildes, jo nav iespējams skatīties tālāk par notikumu horizontu, kas ieskauj jebkuru melno caurumu. Turklāt, kā minēts iepriekš, melnā cauruma teorētiskie modeļi paredz tikai 3 tā sastāvdaļas: ergosfēru, notikumu horizontu un singularitāti. Ir loģiski pieņemt, ka ergosfērā ir tikai tie objekti, kurus piesaistīja melnais caurums un kas tagad griežas ap to - dažāda veida kosmiskie ķermeņi un kosmiskā gāze. Notikumu horizonts ir tikai tieva netieša robeža, aiz kuras reiz tie paši kosmiskie ķermeņi tiek neatgriezeniski piesaistīti melnā cauruma pēdējai galvenajai sastāvdaļai - singularitātei. Singularitātes būtība mūsdienās nav pētīta un par tās sastāvu runāt ir pāragri.

Saskaņā ar dažiem pieņēmumiem melnais caurums var sastāvēt no neitroniem. Ja sekojam scenārijam par melnā cauruma rašanos zvaigznes saspiešanas rezultātā par neitronu zvaigzni ar sekojošu saspiešanu, tad, iespējams, melnā cauruma galveno daļu veido neitroni, no kuriem ir pati neitronu zvaigzne. sastādīts. Vienkāršiem vārdiem sakot: Kad zvaigzne sabrūk, tās atomi tiek saspiesti tā, ka elektroni savienojas ar protoniem, tādējādi veidojot neitronus. Līdzīga reakcija faktiski notiek dabā, un, veidojoties neitronam, rodas neitrīno starojums. Tomēr tie ir tikai pieņēmumi.

Kas notiek, ja jūs iekrītat melnajā caurumā?

Iekrītot astrofiziskā melnajā caurumā, ķermenis izstiepjas. Apsveriet hipotētisku pašnāvnieku kosmonautu, kurš dodas melnajā caurumā, valkājot tikai skafandru, kājas pa priekšu. Šķērsojot notikumu horizontu, astronauts nepamanīs nekādas izmaiņas, neskatoties uz to, ka viņam vairs nav iespējas atgriezties. Kādā brīdī astronauts sasniegs punktu (nedaudz aiz notikumu horizonta), kurā sāks notikt viņa ķermeņa deformācija. Tā kā melnā cauruma gravitācijas lauks ir nevienmērīgs un to attēlo spēka gradients, kas palielinās virzienā uz centru, astronauta kājas tiks pakļautas ievērojami lielākai gravitācijas ietekmei nekā, piemēram, galva. Tad gravitācijas vai, pareizāk sakot, plūdmaiņu spēku dēļ kājas “nokritīs” ātrāk. Tādējādi ķermenis sāk pakāpeniski izstiepties garumā. Lai aprakstītu šo fenomenu, astrofiziķi ir izdomājuši diezgan radošu terminu – spagetifikāciju. Ķermeņa tālāka stiepšana, iespējams, sadalīs to atomos, kas agri vai vēlu sasniegs singularitāti. Var tikai minēt, kā cilvēks jutīsies šajā situācijā. Ir vērts atzīmēt, ka ķermeņa izstiepšanas efekts ir apgriezti proporcionāls melnā cauruma masai. Tas ir, ja melnais caurums ar trīs Saules masu acumirklī izstiepj/pārrauj ķermeni, tad supermasīvajam melnajam caurumam būs mazāki plūdmaiņu spēki un ir pieņēmumi, ka daži fiziski materiāli varētu “paciest” šādu deformāciju, nezaudējot savu struktūru.

Kā zināms, masīvu objektu tuvumā laiks plūst lēnāk, kas nozīmē, ka pašnāvnieka astronauta laiks plūdīs daudz lēnāk nekā zemes iedzīvotājiem. Šajā gadījumā, iespējams, viņš pārdzīvos ne tikai savus draugus, bet arī pašu Zemi. Lai noteiktu, cik daudz laika astronautam palēnināsies, būs nepieciešami aprēķini, taču no iepriekš minētā var pieņemt, ka astronauts melnajā caurumā iekritīs ļoti lēni un, iespējams, vienkārši nenodzīvos līdz brīdim, kad viņa ķermenis sāk deformēties.

Zīmīgi, ka novērotājam no ārpuses visi ķermeņi, kas uzlido līdz notikumu horizontam, paliks šī horizonta malā, līdz pazudīs to attēls. Šīs parādības iemesls ir gravitācijas sarkanā nobīde. Nedaudz vienkāršojot, var teikt, ka gaisma, kas krīt uz pašnāvnieka kosmonauta ķermeni, kas “sastingusi” notikuma horizontā, palēninātā laika dēļ mainīs savu frekvenci. Jo laiks skrien lēnāk, gaismas frekvence samazināsies un viļņa garums palielināsies. Šīs parādības rezultātā izejā, tas ir, ārējam novērotājam, gaisma pakāpeniski novirzīsies uz zemu frekvenci - sarkanu. Gaismas nobīde pa spektru notiks, pašnāvniekam kosmonautam attālinoties arvien tālāk no novērotāja, lai gan gandrīz nemanāmi, un viņa laiks plūst arvien lēnāk. Tādējādi viņa ķermeņa atstarotā gaisma drīzumā izies ārpus redzamā spektra (attēls pazudīs), un turpmāk astronauta ķermeni varēs noteikt tikai infrasarkanā starojuma reģionā, vēlāk radiofrekvencē un rezultātā starojums būs pilnīgi nenotverams.

Neskatoties uz iepriekš minēto, tiek pieņemts, ka ļoti lielos supermasīvos melnos caurumos plūdmaiņu spēki tik ļoti nemainās līdz ar attālumu un gandrīz vienmērīgi iedarbojas uz krītošo ķermeni. Šajā gadījumā krītošais kosmosa kuģis saglabātu savu struktūru. Rodas pamatots jautājums: kur ved melnais caurums? Uz šo jautājumu var atbildēt dažu zinātnieku darbs, saistot divas parādības, piemēram, tārpu caurumus un melnos caurumus.

Jau 1935. gadā Alberts Einšteins un Neitans Rozens izvirzīja hipotēzi par tā saukto tārpu caurumu esamību, kas savieno divus telpas-laika punktus caur vietām ar pēdējo ievērojamu izliekumu - Einšteina-Rozena tiltu jeb tārpa caurumu. Tik spēcīgam telpas izliekumam būtu nepieciešami ķermeņi ar gigantisku masu, kuru lomu lieliski pildītu melnie caurumi.

Einšteina-Rozena tilts tiek uzskatīts par neizbraucamu tārpa caurumu, jo tas ir maza izmēra un nestabils.

Melno un balto caurumu teorijas ietvaros ir iespējama šķērsojama tārpa caurums. Kur baltais caurums ir melnajā caurumā iesprostotās informācijas izvade. Baltais caurums ir aprakstīts vispārējās relativitātes teorijas ietvaros, taču šodien tas paliek hipotētisks un nav atklāts. Amerikāņu zinātnieki Kips Torns un viņa maģistrants Maiks Moriss ierosināja vēl vienu tārpu cauruma modeli, kas var būt izturīgs. Taču gan Morisa-Torna tārpa cauruma, gan melno un balto caurumu gadījumā ceļošanas iespējai ir nepieciešama tā saucamās eksotiskās matērijas esamība, kurai ir negatīva enerģija un kas arī paliek hipotētiska.

Melnie caurumi Visumā

Melno caurumu esamība tika apstiprināta salīdzinoši nesen (2015. gada septembrī), taču pirms tam jau bija daudz teorētisku materiālu par melno caurumu dabu, kā arī daudzi kandidāti melnā cauruma lomai. Pirmkārt, jāņem vērā melnā cauruma lielums, jo no tiem ir atkarīgs pats parādības raksturs:

Zvaigžņu masas melnais caurums. Šādi objekti veidojas zvaigznes sabrukšanas rezultātā. Kā minēts iepriekš, ķermeņa minimālā masa, kas spēj izveidot šādu melno caurumu, ir 2,5–3 saules masas.
Vidējas masas melnie caurumi. Nosacīts starpposma melnais caurums, kas ir izaudzis tuvumā esošu objektu, piemēram, gāzu kopas, blakus esošās zvaigznes (divu zvaigžņu sistēmās) un citu kosmisko ķermeņu absorbcijas dēļ.
Supermasīvs melnais caurums. Kompakti objekti ar 10 5 -10 10 saules masām. Šādu melno caurumu atšķirīgās īpašības ir to paradoksāli zemais blīvums, kā arī iepriekš minētie vājie plūdmaiņu spēki. Tas ir tieši supermasīvais melnais caurums mūsu galaktikas centrā. piena ceļš(Sagittarius A*, Sgr A*), kā arī vairums citu galaktiku.

ChD kandidāti

Tuvākais melnais caurums vai drīzāk melnā cauruma lomas kandidāts ir objekts (V616 Monoceros), kas atrodas 3000 gaismas gadu attālumā no Saules (mūsu galaktikā). Tas sastāv no divām sastāvdaļām: zvaigznes, kuras masa ir puse no Saules masas, kā arī neredzama neliela ķermeņa, kuras masa ir 3–5 Saules masas. Ja šis objekts izrādīsies neliels zvaigžņu masas melnais caurums, tad tas pamatoti kļūs par tuvāko melno caurumu.

Pēc šī objekta otrs tuvākais melnais caurums ir objekts Cygnus X-1 (Cyg X-1), kas bija pirmais kandidāts uz melnā cauruma lomu. Attālums līdz tai ir aptuveni 6070 gaismas gadi. Diezgan labi izpētīts: tā masa ir 14,8 Saules masas un notikumu horizonta rādiuss ir aptuveni 26 km.

Saskaņā ar dažiem avotiem, vēl viens tuvākais kandidāts melnā cauruma lomai varētu būt ķermenis zvaigžņu sistēmā V4641 Sagittarii (V4641 Sgr), kas saskaņā ar aplēsēm 1999. gadā atradās 1600 gaismas gadu attālumā. Tomēr turpmākie pētījumi ir palielinājuši šo attālumu vismaz 15 reizes.

Cik melno caurumu ir mūsu galaktikā?

Uz šo jautājumu nav precīzas atbildes, jo to novērošana ir diezgan sarežģīta, un visā debesu izpētes laikā zinātnieki ir spējuši atklāt apmēram duci melno caurumu Piena ceļā. Neiesaistoties aprēķinos, mēs atzīmējam, ka mūsu galaktikā ir aptuveni 100–400 miljardu zvaigžņu, un aptuveni katrai tūkstošajai zvaigznei ir pietiekami daudz masas, lai izveidotu melno caurumu. Visticamāk, ka Piena Ceļa pastāvēšanas laikā varēja veidoties miljoniem melno caurumu. Tā kā ir vieglāk atklāt milzīgu izmēru melnos caurumus, ir loģiski pieņemt, ka, visticamāk, lielākā daļa melno caurumu mūsu galaktikā nav supermasīvi. Zīmīgi, ka NASA 2005. gadā veiktie pētījumi liecina, ka ap galaktikas centru riņķo vesels melno caurumu bars (10-20 tūkstoši). Turklāt 2016. gadā japāņu astrofiziķi netālu no objekta atklāja masīvu satelītu * - melno caurumu, Piena ceļa kodolu. Šī ķermeņa mazā rādiusa (0,15 gaismas gadi), kā arī tā milzīgās masas (100 000 Saules masu) dēļ zinātnieki pieļauj, ka arī šis objekts ir supermasīvs melnais caurums.

Mūsu galaktikas kodols, Piena Ceļa melnais caurums (Sagittarius A*, Sgr A* vai Sagittarius A*) ir supermasīvs, un tā masa ir 4,31 10 6 Saules masas un rādiuss ir 0,00071 gaismas gads (6,25 gaismas stundas). jeb 6,75 miljardi km). Strēlnieka A* temperatūra kopā ar kopu ap to ir aptuveni 1,10 7 K.

Lielākais melnais caurums

Lielākais melnais caurums Visumā, ko zinātnieki ir atklājuši, ir supermasīvs melnais caurums, FSRQ blazar, galaktikas S5 0014+81 centrā, 1,2 10 10 gaismas gadu attālumā no Zemes. Saskaņā ar provizoriskiem novērojumiem, izmantojot Swift kosmosa observatoriju, melnā cauruma masa bija 40 miljardi (40·10 9) Saules masu, un šāda cauruma Švarcšilda rādiuss bija 118,35 miljardi kilometru (0,013 gaismas gadi). Turklāt, saskaņā ar aprēķiniem, tas radās pirms 12,1 miljarda gadu (1,6 miljardus gadu pēc Lielā sprādziena). Ja šis milzu melnais caurums neuzsūks apkārtējo matēriju, tas pārdzīvos melno caurumu laikmetu – vienu no Visuma attīstības ērām, kuras laikā tajā dominēs melnie caurumi. Ja galaktikas S5 0014+81 kodols turpinās augt, tas kļūs par vienu no pēdējiem melnajiem caurumiem, kas pastāvēs Visumā.

Pārējiem diviem zināmajiem melnajiem caurumiem, lai gan tiem nav sava nosaukuma, ir augstākā vērtība melno caurumu izpētei, jo tie apstiprināja to eksistenci eksperimentāli, kā arī sniedza svarīgus rezultātus gravitācijas izpētei. Mēs runājam par notikumu GW150914, kas ir divu melno caurumu sadursme vienā. Šis pasākums ļāva reģistrēties.

Melno caurumu noteikšana

Pirms apsveram melno caurumu noteikšanas metodes, mums jāatbild uz jautājumu – kāpēc melnais caurums ir melns? – atbilde uz to neprasa dziļas zināšanas astrofizikā un kosmoloģijā. Fakts ir tāds, ka melnais caurums absorbē visu uz to krītošo starojumu un neizdala vispār, ja neņem vērā hipotētisko. Ja mēs aplūkojam šo parādību sīkāk, mēs varam pieņemt, ka procesi, kas izraisa enerģijas izdalīšanos elektromagnētiskā starojuma veidā, nenotiek melno caurumu iekšpusē. Tad, ja melnais caurums izstaro, tas to dara Hokinga spektrā (kas sakrīt ar sakarsēta, absolūti melna ķermeņa spektru). Tomēr, kā minēts iepriekš, šis starojums netika atklāts, kas liecina, ka melno caurumu temperatūra ir pilnīgi zema.

Cita vispārpieņemta teorija saka, ka elektromagnētiskais starojums nemaz nav spējīgs atstāt notikumu horizontu. Visticamāk, ka fotonus (gaismas daļiņas) nepiesaista masīvi objekti, jo saskaņā ar teoriju tiem pašiem nav masas. Tomēr melnais caurums joprojām "pievelk" gaismas fotonus, izkropļojot telpas laiku. Ja iedomājamies melno caurumu telpā kā sava veida padziļinājumu uz gludās telpas-laika virsmas, tad no melnā cauruma centra ir noteikts attālums, kuram tuvojoties gaisma vairs nespēs no tā attālināties. Tas ir, rupji runājot, gaisma sāk “iekrist” “caurumā”, kam pat nav “apakšā”.

Turklāt, ja ņemam vērā gravitācijas sarkanās nobīdes efektu, iespējams, ka gaisma melnajā caurumā zaudē savu frekvenci, pārejot pa spektru zemas frekvences garo viļņu starojuma apgabalā, līdz tā pilnībā zaudē enerģiju.

Tātad melnais caurums ir melnā krāsā, un tāpēc to ir grūti noteikt kosmosā.

Atklāšanas metodes

Apskatīsim metodes, ko astronomi izmanto melnā cauruma noteikšanai:

Papildus iepriekš minētajām metodēm zinātnieki bieži saista tādus objektus kā melnie caurumi un. Kvazāri ir noteiktas kosmisko ķermeņu un gāzu kopas, kas ir vieni no spilgtākajiem astronomiskajiem objektiem Visumā. Tā kā tiem ir augsta luminiscences intensitāte salīdzinoši mazos izmēros, ir pamats uzskatīt, ka šo objektu centrs ir supermasīvs melnais caurums, kas piesaista apkārtējo vielu. Pateicoties tik spēcīgai gravitācijas pievilkšanai, piesaistītā matērija ir tik uzkarsēta, ka tā intensīvi izstaro. Šādu objektu atklāšanu parasti salīdzina ar melnā cauruma atklāšanu. Dažkārt kvazāri var izstarot uzkarsētas plazmas strūklas divos virzienos – relativistiskās strūklas. Šādu strūklu parādīšanās iemesli nav pilnībā skaidri, taču tos, iespējams, izraisa melnā cauruma un akrecijas diska magnētisko lauku mijiedarbība, un tos neizstaro tiešais melnais caurums.

Strūkla M87 galaktikā, kas šauj no melnā cauruma centra

Apkopojot iepriekš minēto, var iedomāties tuvplānā: tas ir sfērisks melns objekts, ap kuru griežas ļoti sakarsēta viela, veidojot gaismas akrecijas disku.

Melno caurumu saplūšana un sadursmes

Viena no interesantākajām parādībām astrofizikā ir melno caurumu sadursme, kas arī ļauj atklāt tik masīvus astronomiskus ķermeņus. Šādi procesi interesē ne tikai astrofiziķus, jo to rezultātā rodas fiziķu vāji pētītas parādības. Spilgtākais piemērs ir iepriekš minētais notikums ar nosaukumu GW150914, kad divi melnie caurumi pietuvojās tik tuvu, ka savstarpējās gravitācijas pievilkšanās rezultātā tie saplūda vienā. Šīs sadursmes svarīgas sekas bija gravitācijas viļņu parādīšanās.

Saskaņā ar definīciju gravitācijas viļņi ir gravitācijas lauka izmaiņas, kas izplatās viļņveidīgi no masīviem kustīgiem objektiem. Kad divi šādi objekti pietuvojas, tie sāk griezties apkārt vispārējais centrs smagums. Kad tie tuvojas, to rotācija ap savu asi palielinās. Šādas mainīgas gravitācijas lauka svārstības kādā brīdī var veidot vienu spēcīgu gravitācijas vilni, kas var izplatīties pa kosmosu miljoniem gaismas gadu. Tādējādi 1,3 miljardu gaismas gadu attālumā saskrējās divi melnie caurumi, radot spēcīgu gravitācijas vilni, kas Zemi sasniedza 2015. gada 14. septembrī un tika fiksēts ar LIGO un VIRGO detektoriem.

Kā melnie caurumi mirst?

Acīmredzot, lai melnais caurums beigtu pastāvēt, tam būtu jāzaudē visa tā masa. Tomēr saskaņā ar tās definīciju nekas nevar atstāt melno caurumu, ja tas ir šķērsojis notikumu horizontu. Ir zināms, ka daļiņu emisijas iespējamību no melnā cauruma pirmo reizi pieminēja padomju teorētiskais fiziķis Vladimirs Gribovs savā diskusijā ar citu padomju zinātnieku Jakovu Zeldoviču. Viņš apgalvoja, ka no kvantu mehānikas viedokļa melnais caurums spēj izstarot daļiņas caur tuneļa efektu. Vēlāk, izmantojot kvantu mehāniku, angļu teorētiskais fiziķis Stīvens Hokings izveidoja savu, nedaudz atšķirīgu teoriju. Lasiet vairāk par šī parādība Jūs varat lasīt. Īsi sakot, vakuumā ir tā sauktās virtuālās daļiņas, kuras pastāvīgi dzimst pa pāriem un iznīcina viena otru, nesadarbojoties ar ārpasauli. Bet, ja šādi pāri parādās melnā cauruma notikumu horizontā, tad spēcīga gravitācija hipotētiski spēj tos atdalīt, vienai daļiņai iekrītot melnajā caurumā, bet otrai attālinoties no melnā cauruma. Un tā kā var novērot daļiņu, kas lido prom no cauruma, un tāpēc tai ir pozitīva enerģija, tad daļiņai, kas iekrīt caurumā, ir jābūt negatīvai enerģijai. Tādējādi melnais caurums zaudēs savu enerģiju un parādīsies efekts, ko sauc par melnā cauruma iztvaikošanu.

Saskaņā ar esošajiem melnā cauruma modeļiem, kā minēts iepriekš, tā masai samazinoties, tā starojums kļūst intensīvāks. Pēc tam melnā cauruma pastāvēšanas beigu posmā, kad tas var sarukt līdz kvantu melnā cauruma izmēram, tas atbrīvos milzīgu enerģijas daudzumu starojuma veidā, kas varētu būt līdzvērtīgs tūkstošiem vai pat miljoniem atomu bumbas. Šis notikums nedaudz atgādina melnā cauruma sprādzienu, piemēram, to pašu bumbu. Pēc aprēķiniem, pirmatnējie melnie caurumi varēja rasties Lielā sprādziena rezultātā, un tie no tiem, kuru masa ir aptuveni 10 12 kg, būtu iztvaikojuši un eksplodējuši ap mūsu laiku. Lai kā arī būtu, šādus sprādzienus astronomi nekad nav pamanījuši.

Neskatoties uz Hokinga piedāvāto melno caurumu iznīcināšanas mehānismu, Hokinga starojuma īpašības kvantu mehānikas ietvaros rada paradoksu. Ja melnais caurums absorbē noteiktu ķermeni un pēc tam zaudē masu, kas rodas šī ķermeņa absorbcijas rezultātā, tad neatkarīgi no ķermeņa rakstura melnais caurums neatšķirsies no tā, kāds tas bija pirms ķermeņa absorbcijas. Šajā gadījumā informācija par ķermeni tiek zaudēta uz visiem laikiem. No teorētisko aprēķinu viedokļa sākotnējā tīrā stāvokļa pārveidošana iegūtajā jauktajā (“termiskajā”) stāvoklī neatbilst pašreizējai kvantu mehānikas teorijai. Šo paradoksu dažreiz sauc par informācijas pazušanu melnajā caurumā. Galīgais risinājums šim paradoksam nekad nav atrasts. Zināmi paradoksa risinājumi:

Hokinga teorijas nederīgums. Tas nozīmē, ka nav iespējams iznīcināt melno caurumu un tā pastāvīgu augšanu.
Balto caurumu klātbūtne. Šajā gadījumā absorbētā informācija nepazūd, bet vienkārši tiek izmesta citā Visumā.
Vispārpieņemtās kvantu mehānikas teorijas nekonsekvence.

Neatrisināta melnā cauruma fizikas problēma

Spriežot pēc visa iepriekš aprakstītā, lai gan melnie caurumi tiek pētīti salīdzinoši ilgu laiku, joprojām ir daudzas pazīmes, kuru darbības mehānismi zinātniekiem joprojām nav zināmi.

1970. gadā kāds angļu zinātnieks formulēja t.s. "kosmiskās cenzūras princips" - "Daba riebjas no kailas savdabības." Tas nozīmē, ka singularitātes veidojas tikai slēptās vietās, piemēram, melnā cauruma centrā. Tomēr šis princips vēl nav pierādīts. Ir arī teorētiski aprēķini, saskaņā ar kuriem var rasties “plika” singularitāte.
Nav pierādīta arī teorēma bez matiem, saskaņā ar kuru melnajiem caurumiem ir tikai trīs parametri.
Pilnīga melnā cauruma magnetosfēras teorija nav izstrādāta.
Gravitācijas singularitātes būtība un fizika nav pētīta.
Nav precīzi zināms, kas notiek melnā cauruma pastāvēšanas beigu posmā un kas paliek pēc tā kvantu sabrukšanas.

Interesanti fakti par melnajiem caurumiem

Apkopojot iepriekš minēto, varam izcelt vairākus interesantus un neparastas iezīmes Melno caurumu raksturs:

BH ir tikai trīs parametri: masa, elektriskais lādiņš un leņķiskais impulss. Tā kā šī ķermeņa īpašību skaits ir tik mazs, teorēmu, kas to nosaka, sauc par “no matu teorēmu”. Šeit arī radās frāze “melnajam caurumam nav matu”, kas nozīmē, ka divi melnie caurumi ir absolūti identiski, to trīs minētie parametri ir vienādi.
Melnā cauruma blīvums var būt mazāks par gaisa blīvumu, un temperatūra ir tuvu absolūtai nullei. No tā mēs varam pieņemt, ka melnā cauruma veidošanās notiek nevis vielas saspiešanas dēļ, bet gan liela daudzuma vielas uzkrāšanās rezultātā noteiktā tilpumā.
Laiks paiet daudz lēnāk ķermeņiem, ko absorbē melnais caurums, nekā ārējam novērotājam. Turklāt absorbētie ķermeņi ievērojami stiepjas melnā cauruma iekšpusē, ko zinātnieki sauc par spagetifikāciju.
Mūsu galaktikā var būt aptuveni miljons melno caurumu.
Droši vien katras galaktikas centrā ir supermasīvs melnais caurums.
Nākotnē, saskaņā ar teorētiskais modelis, Visums sasniegs tā saukto melno caurumu laikmetu, kad BH kļūs par dominējošajiem ķermeņiem Visumā.

Vai esat kādreiz redzējuši, ka grīda tiek sūkta? Ja tā, vai esat ievērojuši, kā putekļsūcējs uzsūc putekļus un nelielus gružus, piemēram, papīra lūžņus? Protams, viņi pamanīja. Melnie caurumi dara to pašu, ko putekļsūcējs, taču putekļu vietā tie dod priekšroku lielāku objektu iesūkšanai: zvaigznēm un planētām. Tomēr viņi nenoniecinās arī kosmiskos putekļus.

Kā parādās melnie caurumi?

Lai saprastu, no kurienes nāk melnie caurumi, būtu jauki zināt, kas ir gaismas spiediens. Izrādās, ka gaisma, kas krīt uz priekšmetiem, rada uz tiem spiedienu. Piemēram, ja mēs iedegsim spuldzi tumšā telpā, tad uz visiem apgaismotajiem objektiem sāks iedarboties papildu gaismas spiediena spēks. Šis spēks ir ļoti mazs, un Ikdiena mēs, protams, to nekad nevarēsim sajust. Iemesls ir tāds, ka spuldze ir ļoti vājš gaismas avots. (IN laboratorijas apstākļi Spuldzes gaismas spiedienu joprojām var izmērīt, pirmais to izdarīja krievu fiziķis P. N. Ļebedevs) Ar zvaigznēm situācija ir atšķirīga. Kamēr zvaigzne ir jauna un spoži spīd, tās iekšienē cīnās trīs spēki. No vienas puses, gravitācijas spēks, kas tiecas saspiest zvaigzni punktā, velk ārējos slāņus uz iekšu, virzienā uz kodolu. No otras puses, pastāv viegla spiediena spēks un karstās gāzes spiediena spēks, kam ir tendence uzpūst zvaigzni. Zvaigznes kodolā radītā gaisma ir tik intensīva, ka tā atgrūž zvaigznes ārējos slāņus un līdzsvaro gravitācijas spēku, velkot tos uz centru. Zvaigznei novecojot, tās kodols rada arvien mazāk gaismas. Tas notiek tāpēc, ka zvaigznes dzīves laikā izdeg viss tās ūdeņraža krājums, par to jau esam rakstījuši. Ja zvaigzne ir ļoti liela, 20 reizes smagāka par Sauli, tad tās ārējie apvalki pēc masas ir ļoti lieli. Tāpēc smagajā zvaigznē ārējie slāņi sāk virzīties arvien tuvāk kodolam, un visa zvaigzne sāk sarauties. Tajā pašā laikā palielinās gravitācijas spēks uz saraušanās zvaigznes virsmu. Jo vairāk zvaigzne saraujas, jo spēcīgāk tā sāk piesaistīt apkārtējo vielu. Galu galā zvaigznes gravitācija kļūst tik nežēlīgi spēcīga, ka pat tās izstarotā gaisma nevar aizbēgt. Šajā brīdī zvaigzne kļūst par melno caurumu. Tas vairs neko neizstaro, bet tikai absorbē visu, kas atrodas tuvumā, arī gaismu. No tā nenāk neviens gaismas stars, tāpēc neviens to nevar redzēt, un tāpēc to sauc par melno caurumu: viss tiek iesūkts un nekad neatgriežas.

Kā tas izskatās melnais caurums?

Ja jūs un es atrastos blakus melnajam caurumam, mēs redzētu diezgan lielu gaismas disku, kas rotē ap mazu, pilnīgi melnu kosmosa apgabalu. Šis melnais reģions ir melnais caurums. Un gaismas disks ap to ir matērija, kas iekrīt melnajā caurumā. Šādu disku sauc par akrecijas disku. Melnā cauruma gravitācija ir ļoti spēcīga, tāpēc iekšā iesūktā matērija kustas ar ļoti lielu paātrinājumu un tāpēc sāk izstarot. Pētot gaismu, kas nāk no šāda diska, astronomi var daudz uzzināt par pašu melno caurumu. Vēl vienu netiešā zīme Melnā cauruma esamība ir neparasta zvaigžņu kustība ap noteiktu telpas reģionu. Cauruma gravitācija liek tuvumā esošajām zvaigznēm pārvietoties pa elipsveida orbītām. Šādas zvaigžņu kustības fiksē arī astronomi.
Tagad zinātnieku uzmanība ir vērsta uz melno caurumu, kas atrodas mūsu galaktikas centrā. Fakts ir tāds, ka melnajam caurumam tuvojas ūdeņraža mākonis, kura masa aptuveni 3 reizes pārsniedz Zemes masu. Šis mākonis jau sācis mainīt savu formu melnā cauruma gravitācijas ietekmē, nākamajos gados tas izstiepsies vēl vairāk un tiks ievilkts melnajā caurumā.

Mēs nekad nevarēsim redzēt procesus, kas notiek melnajā caurumā, tāpēc varam būt apmierināti tikai ar diska novērošanu ap melno caurumu. Taču arī šeit mūs sagaida daudz interesantu lietu. Varbūt visinteresantākā parādība ir īpaši ātru vielu strūklu veidošanās, kas izplūst no šī diska centra. Šīs parādības mehānisms vēl ir jānoskaidro, un ir pilnīgi iespējams, ka kāds no jums radīs teoriju par šādu strūklu veidošanos. Pagaidām mēs varam reģistrēt tikai tos rentgena zibspuldzes, kas pavada šādus “šāvienus”.

Šis video parāda, kā melnais caurums pakāpeniski uztver materiālu no tuvumā esošās zvaigznes. Šajā gadījumā ap melno caurumu veidojas akrecijas disks, un daļa no tā vielas tiek izmesta kosmosā ar milzīgu ātrumu. Tas rada lielu daudzumu rentgena starojuma, ko uztver satelīts, kas pārvietojas ap Zemi.

Kā darbojas melnais caurums?

Melno caurumu var iedalīt trīs galvenajās daļās. Ārējā daļa, kurā jūs joprojām varat izvairīties no iekrišanas melnajā caurumā, ja pārvietojaties ar ļoti lielu ātrumu. Dziļāk par ārējo daļu ir notikumu horizonts – tā ir iedomāta robeža, pēc kuras šķērsošanas ķermenis zaudē visas cerības atgriezties no melnā cauruma. Viss, kas atrodas aiz notikumu horizonta, nav redzams no ārpuses, jo spēcīgas gravitācijas dēļ pat no iekšpuses virzošā gaisma nespēs aizlidot aiz tā. Tiek uzskatīts, ka pašā melnā cauruma centrā atrodas singularitāte - maza tilpuma telpas apgabals, kurā koncentrējas milzīga masa - melnā cauruma sirds.

Vai ir iespējams aizlidot līdz melnajam caurumam?

Lielā attālumā melnā cauruma pievilcība ir tieši tāda pati kā parastas zvaigznes pievilcība ar tādu pašu masu kā melnais caurums. Tuvojoties notikumu horizontam, pievilcība kļūs arvien spēcīgāka. Tāpēc jūs varat lidot līdz melnajam caurumam, bet labāk ir turēties tālāk no tā, lai varētu atgriezties. Astronomiem bija jāskatās, kā melnais caurums iesūc iekšā tuvējo zvaigzni. Kā tas izskatījās, varat redzēt šajā video:

Vai mūsu Saule pārvērtīsies melnajā caurumā?

Nē, tas negriezīsies. Saules masa tam ir pārāk maza. Aprēķini liecina, ka, lai zvaigzne kļūtu par melno caurumu, tai jābūt vismaz 4 reizes masīvākai par Sauli. Tā vietā Saule kļūs par sarkanu milzi un uzpūtīsies līdz apmēram Zemes orbītas izmēram, pirms tā nometīs ārējo apvalku un kļūs par balto punduri. Mēs noteikti pastāstīsim vairāk par Saules evolūciju.

Bezgalīgais Visums ir pilns ar noslēpumiem, mīklām un paradoksiem. Neskatoties uz to, ka mūsdienu zinātne ir veikusi milzīgu lēcienu uz priekšu kosmosa izpētē, daudz kas šajā plašajā pasaulē joprojām ir nesaprotams cilvēka pasaules redzējumam. Mēs daudz zinām par zvaigznēm, miglājiem, kopām un planētām. Tomēr Visuma plašumos ir objekti, par kuru eksistenci varam tikai minēt. Piemēram, mēs ļoti maz zinām par melnajiem caurumiem. Pamatinformācija un zināšanas par melno caurumu būtību ir balstītas uz pieņēmumiem un minējumiem. Astrofiziķi un kodolzinātnieki ir cīnījušies ar šo problēmu gadu desmitiem. Kas ir melnais caurums kosmosā? Kāda ir šādu objektu būtība?

Runājot par melnajiem caurumiem vienkāršā izteiksmē

Lai iedomāties, kā izskatās melnais caurums, vienkārši skatiet vilciena asti, kas iebrauc tunelī. Signālgaismas pēdējā vagonā samazināsies, vilcienam iedziļinoties tunelī, līdz tās pilnībā pazudīs no redzesloka. Citiem vārdiem sakot, tie ir objekti, kur zvērīgās gravitācijas dēļ pazūd pat gaisma. Elementārās daļiņas, elektroni, protoni un fotoni nespēj pārvarēt neredzamo barjeru un iekrist melnajā nebūtības bezdibenī, tāpēc šādu caurumu kosmosā sauc par melno. Tajā iekšā nav ne mazākās gaismas laukuma, pilnīgs melnums un bezgalība. Kas atrodas melnā cauruma otrā pusē, nav zināms.

Šim kosmosa putekļu sūcējam ir milzīgs gravitācijas spēks, un tas spēj absorbēt visu galaktiku ar visām zvaigžņu kopām un superkopām, ar miglājiem un tumšo vielu. Kā tas ir iespējams? Mēs varam tikai minēt. gadā mums zināmie fizikas likumi šajā gadījumā plīst pa vīlēm un nesniedz skaidrojumu par notiekošajiem procesiem. Paradoksa būtība ir tāda, ka noteiktā Visuma daļā ķermeņu gravitācijas mijiedarbību nosaka to masa. Viena objekta absorbcijas procesu neietekmē to kvalitatīvais un kvantitatīvais sastāvs. Daļiņas sasniedz kritiskais daudzums noteiktā apgabalā ieiet citā mijiedarbības līmenī, kur gravitācijas spēki kļūst par pievilkšanas spēkiem. Ķermenis, objekts, viela vai matērija gravitācijas ietekmē sāk saspiesties, sasniedzot kolosālu blīvumu.

Apmēram līdzīgi procesi notiek arī neitronu zvaigznes veidošanās laikā, kur zvaigžņu viela tiek saspiesta tilpumā iekšējās gravitācijas ietekmē. Brīvie elektroni savienojas ar protoniem, veidojot elektriski neitrālas daļiņas – neitronus. Šīs vielas blīvums ir milzīgs. Vielas daļiņa rafinēta cukura gabala lielumā sver miljardus tonnu. Šeit derētu atgādināt vispārējo relativitātes teoriju, kur telpa un laiks ir nepārtraukti lielumi. Līdz ar to saspiešanas procesu nevar apturēt pusceļā, un tāpēc tam nav ierobežojumu.

Potenciāli melnais caurums izskatās kā caurums, kurā var notikt pāreja no vienas telpas daļas uz otru. Tajā pašā laikā pašas telpas un laika īpašības mainās, savērpjoties telpas-laika piltuvē. Sasniedzot šīs piltuves dibenu, jebkura viela sadalās kvantos. Kas atrodas melnā cauruma otrā pusē, šim milzu caurumam? Varbūt ir cita telpa, kur darbojas citi likumi un laiks plūst pretējā virzienā.

Relativitātes teorijas kontekstā melnā cauruma teorija izskatās šādi. Punktam telpā, kurā gravitācijas spēki ir saspieduši jebkuru vielu līdz mikroskopiskam izmēram, ir milzīgs pievilkšanas spēks, kura lielums palielinās līdz bezgalībai. Parādās laika kroka, un telpa saliecas, vienā punktā aizveroties. Melnā cauruma apriti objekti nespēj patstāvīgi izturēt šī milzīgā putekļsūcēja vilkšanas spēku. Pat gaismas ātrums, kas piemīt kvantiem, neļauj elementārdaļiņām pārvarēt gravitācijas spēku. Jebkurš ķermenis, kas nonāk šādā punktā, pārstāj būt materiāls objekts, saplūstot ar telpas-laika burbuli.

Melnie caurumi no zinātniskā viedokļa

Ja jautājat sev, kā veidojas melnie caurumi? Skaidras atbildes nebūs. Visumā ir diezgan daudz paradoksu un pretrunu, ko nevar izskaidrot no zinātniskā viedokļa. Einšteina relativitātes teorija pieļauj tikai teorētisku skaidrojumu par šādu objektu būtību, bet kvantu mehānika un fizika šajā gadījumā klusē.

Mēģinot izskaidrot notiekošos procesus ar fizikas likumiem, attēls izskatīsies šādi. Objekts, kas izveidojies masīva vai supermasīva kosmiskā ķermeņa kolosālas gravitācijas saspiešanas rezultātā. Šis process ir zinātniskais nosaukums- gravitācijas sabrukums. Termins "melnais caurums" pirmo reizi tika dzirdēts zinātnieku aprindās 1968. gadā, kad amerikāņu astronoms un fiziķis Džons Vīlers mēģināja izskaidrot zvaigžņu sabrukuma stāvokli. Pēc viņa teorijas, gravitācijas sabrukumu piedzīvojušās masīvās zvaigznes vietā parādās telpiskā un laika plaisa, kurā darbojas arvien lielāka kompresija. Viss, no kā tika veidota zvaigzne, nonāk sevī.

Šis skaidrojums ļauj secināt, ka melno caurumu būtība nekādi nav saistīta ar Visumā notiekošajiem procesiem. Viss, kas notiek šī objekta iekšienē, nekādā veidā neatspoguļojas apkārtējā telpā ar vienu “BET”. Melnā cauruma gravitācijas spēks ir tik spēcīgs, ka tas izliek telpu, liekot galaktikām griezties ap melnajiem caurumiem. Attiecīgi kļūst skaidrs iemesls, kāpēc galaktikas iegūst spirāles formu. Cik ilgs laiks būs nepieciešams, lai milzīgā Piena Ceļa galaktika pazustu supermasīva melnā cauruma bezdibenī, nav zināms. Interesants fakts ir tas, ka melnie caurumi var parādīties jebkur kosmosā, kur tam tiek radīti ideāli apstākļi. Šāda laika un telpas kroka neitralizē milzīgos ātrumus, ar kādiem zvaigznes rotē un pārvietojas galaktikas telpā. Laiks melnajā caurumā plūst citā dimensijā. Šajā reģionā nekādus gravitācijas likumus nevar interpretēt fizikas izteiksmē. Šo stāvokli sauc par melnā cauruma singularitāti.

Melnie caurumi neuzrāda nekādas ārējās identifikācijas pazīmes, to esamību var spriest pēc citu kosmosa objektu uzvedības, ko ietekmē gravitācijas lauki. Viss dzīvības un nāves cīņas attēls notiek uz melnā cauruma robežas, kas ir pārklāta ar membrānu. Šo iedomāto piltuves virsmu sauc par “notikumu horizontu”. Viss, ko mēs redzam līdz šai robežai, ir taustāms un materiāls.

Melno caurumu veidošanās scenāriji

Izstrādājot Džona Vīlera teoriju, varam secināt, ka melno caurumu noslēpums, visticamāk, nav tā veidošanās procesā. Melnais caurums veidojas neitronu zvaigznes sabrukšanas rezultātā. Turklāt šāda objekta masai vajadzētu pārsniegt Saules masu trīs vai vairāk reizes. Neitronu zvaigzne saraujas, līdz tās pašas gaisma vairs nespēj izbēgt no gravitācijas ciešā apskāviena. Ir noteikts izmērs, līdz kuram zvaigzne var sarukt, radot melno caurumu. Šo rādiusu sauc par gravitācijas rādiusu. Masīvajām zvaigznēm to attīstības pēdējā posmā gravitācijas rādiusam vajadzētu būt vairākiem kilometriem.

Mūsdienās zinātnieki ir ieguvuši netiešus pierādījumus par melno caurumu klātbūtni desmitos rentgenstaru bināro zvaigžņu. Rentgena zvaigznēm, pulsāriem vai sprādzieniem nav cietas virsmas. Turklāt to masa ir lielāka par trīs Saules masu. Pašreizējais statuss kosmoss Cygnus zvaigznājā - rentgena zvaigzne Cygnus X-1, ļauj mums izsekot šo ziņkārīgo objektu veidošanās procesam.

Pamatojoties uz pētījumiem un teorētiskiem pieņēmumiem, šodien zinātnē ir četri melno zvaigžņu veidošanās scenāriji:

masīvas zvaigznes gravitācijas sabrukums tās evolūcijas pēdējā posmā;
galaktikas centrālā reģiona sabrukums;
melno caurumu veidošanās Lielā sprādziena laikā;
kvantu melno caurumu veidošanās.

Pirmais scenārijs ir visreālākais, taču mūsdienās pazīstamo melno zvaigžņu skaits pārsniedz zināmo neitronu zvaigžņu skaitu. Un Visuma vecums nav tik liels, lai tik daudz masīvu zvaigžņu varētu iziet cauri pilnam evolūcijas procesam.

Otrajam scenārijam ir tiesības uz dzīvību, un tas pastāv spilgts piemērs- supermasīvais melnais caurums Sagittarius A*, kas atrodas mūsu galaktikas centrā. Šī objekta masa ir 3,7 Saules masas. Šī scenārija mehānisms ir līdzīgs gravitācijas sabrukuma scenārijam, ar vienīgo atšķirību, ka sabrūk nevis zvaigzne, bet gan starpzvaigžņu gāze. Gravitācijas spēku ietekmē gāze tiek saspiesta līdz kritiskajai masai un blīvumam. Kritiskā brīdī matērija sadalās kvantos, veidojot melno caurumu. Tomēr šī teorija ir apšaubāma, jo nesen Kolumbijas universitātes astronomi identificēja melnā cauruma Sagittarius A* satelītus. Tie izrādījās daudzi mazi melni caurumi, kas, iespējams, veidojušies savādāk.

Trešais scenārijs ir vairāk teorētisks un saistīts ar Lielā sprādziena teorijas esamību. Visuma veidošanās brīdī daļa matērijas un gravitācijas lauki piedzīvoja svārstības. Citiem vārdiem sakot, procesi paņēma citu ceļu, kas nav saistīti ar zināmajiem kvantu mehānikas un kodolfizikas procesiem.

Pēdējais scenārijs ir vērsts uz kodolsprādziena fiziku. Vielas klučos kodolreakciju laikā gravitācijas spēku ietekmē notiek sprādziens, kura vietā veidojas melnais caurums. Matērija eksplodē uz iekšu, absorbējot visas daļiņas.

Melno caurumu esamība un evolūcija

Ņemot aptuvenu priekšstatu par šādu dīvainu kosmosa objektu būtību, interesants ir vēl kaut kas. Kādi ir melno caurumu patiesie izmēri un cik ātri tie aug? Melno caurumu izmērus nosaka to gravitācijas rādiuss. Melnajiem caurumiem melnā cauruma rādiusu nosaka tā masa, un to sauc par Švarcšilda rādiusu. Piemēram, ja objekta masa ir vienāda ar mūsu planētas masu, tad Švarcšilda rādiuss šajā gadījumā ir 9 mm. Mūsu galvenā gaismekļa rādiuss ir 3 km. Vidējais melnā cauruma blīvums, kas veidojas zvaigznes vietā, kura masa ir 10⁸ Saules masas, būs tuvu ūdens blīvumam. Šāda veidojuma rādiuss būs 300 miljoni kilometru.

Visticamāk, ka šādi milzu melnie caurumi atrodas galaktiku centrā. Līdz šim ir zināmas 50 galaktikas, kuru centrā ir milzīgas laika un telpiskās akas. Šādu milžu masa ir miljardiem Saules masas. Var tikai iedomāties, kāds kolosāls un milzīgs pievilkšanas spēks piemīt šādai bedrei.

Kas attiecas uz maziem caurumiem, tie ir mini objekti, kuru rādiuss sasniedz niecīgas vērtības, tikai 10¯¹² cm. Šādu drupatu masa ir 10¹⁴g. Šādi veidojumi radās Lielā sprādziena laikā, taču laika gaitā tie pieauga un mūsdienās kosmosā vicinās kā briesmoņi. Zinātnieki tagad mēģina atjaunot apstākļus, kādos zemes apstākļos veidojās mazi melnie caurumi. Šiem nolūkiem tiek veikti eksperimenti elektronu sadursmēs, caur kuriem elementārdaļiņas paātrina līdz gaismas ātrumam. Pirmie eksperimenti ļāva laboratorijas apstākļos iegūt kvarka-gluona plazmu - vielu, kas pastāvēja Visuma veidošanās rītausmā. Šādi eksperimenti ļauj cerēt, ka melnais caurums uz Zemes ir tikai laika jautājums. Cita lieta, vai šāds cilvēces zinātnes sasniegums nepārvērsīsies par katastrofu mums un mūsu planētai. Izveidojot mākslīgo melno caurumu, mēs varam atvērt Pandoras lādi.

Nesenie citu galaktiku novērojumi ir ļāvuši zinātniekiem atklāt melnos caurumus, kuru izmēri pārsniedz visas iedomājamās cerības un pieņēmumus. Evolūcija, kas notiek ar šādiem objektiem, ļauj mums labāk saprast, kāpēc melno caurumu masa aug un kāda ir tās patiesā robeža. Zinātnieki ir secinājuši, ka visi zināmie melnie caurumi izauga līdz to faktiskajam izmēram 13-14 miljardu gadu laikā. Izmēru atšķirība ir izskaidrojama ar apkārtējās telpas blīvumu. Ja melnajam caurumam ir pietiekami daudz barības tā gravitācijas spēku sasniedzamības robežās, tas strauji aug, sasniedzot simtiem vai tūkstošiem saules masu. Līdz ar to šādu objektu, kas atrodas galaktiku centrā, milzīgie izmēri. Milzīgs zvaigžņu kopums, milzīgas starpzvaigžņu gāzu masas nodrošina bagātīgu barību augšanai. Kad galaktikas saplūst, melnie caurumi var saplūst kopā, veidojot jaunu supermasīvu objektu.

Spriežot pēc analīzes evolūcijas procesi, ir ierasts izšķirt divas melno caurumu klases:

objekti, kuru masa 10 reizes pārsniedz Saules masu;
masīvi objekti, kuru masa ir simtiem tūkstošu, miljardu saules masu.

Ir melnie caurumi, kuru vidējā starpmasa ir vienāda ar 100-10 tūkstošiem saules masu, taču to raksturs joprojām nav zināms. Katrā galaktikā ir aptuveni viens šāds objekts. Rentgenstaru zvaigžņu izpēte ļāva M82 galaktikā atrast divus vidējas masas melnos caurumus 12 miljonu gaismas gadu attālumā. Viena objekta masa svārstās 200-800 saules masu robežās. Otrs objekts ir daudz lielāks, un tā masa ir 10-40 tūkstoši saules masu. Interesants ir šādu objektu liktenis. Tie atrodas netālu no zvaigžņu kopām, pamazām piesaistot supermasīvajam melnajam caurumam, kas atrodas galaktikas centrālajā daļā.

Mūsu planēta un melnie caurumi

Neskatoties uz meklējumiem par melno caurumu būtību, zinātniskā pasaule uztraucas par melnā cauruma vietu un lomu Piena Ceļa galaktikas liktenī un jo īpaši planētas Zeme liktenī. Laika un telpas kroka, kas pastāv Piena Ceļa centrā, pakāpeniski absorbē visus apkārt esošos objektus. Melnajā caurumā jau ir apriti miljoniem zvaigžņu un triljoniem tonnu starpzvaigžņu gāzes. Laika gaitā kārta pienāks Cygnus un Sagittarius ieročiem, kuros atrodas Saules sistēma, aptverot 27 tūkstošu gaismas gadu attālumu.

Otrs tuvākais supermasīvais melnais caurums atrodas Andromedas galaktikas centrālajā daļā. Tas atrodas aptuveni 2,5 miljonu gaismas gadu attālumā no mums. Iespējams, pirms mūsu objekts Strēlnieks A* aprīs savu galaktiku, mums vajadzētu sagaidīt divu blakus esošo galaktiku saplūšanu. Attiecīgi divi supermasīvi melnie caurumi saplūdīs vienā, briesmīgā un milzīgā izmērā.

Mazie melnie caurumi ir pavisam cita lieta. Lai norītu planētu Zeme, pietiek ar melno caurumu, kura rādiuss ir pāris centimetri. Problēma ir tā, ka melnais caurums pēc savas būtības ir pilnīgi bezsejas objekts. No tā vēdera neizplūst nekāds starojums vai starojums, tāpēc šādu noslēpumainu objektu ir diezgan grūti pamanīt. Tikai no tuva attāluma var noteikt fona gaismas izliekumu, kas norāda, ka šajā Visuma reģionā kosmosā ir caurums.

Līdz šim zinātnieki ir noskaidrojuši, ka Zemei tuvākais melnais caurums ir objekts V616 Monocerotis. Briesmonis atrodas 3000 gaismas gadu attālumā no mūsu sistēmas. Šis ir liels veidojums, tā masa ir 9-13 saules masas. Vēl viens tuvumā esošais objekts, kas apdraud mūsu pasauli, ir melnais caurums Gygnus X-1. Mūs no šī briesmoņa šķir 6000 gaismas gadu attālums. Mūsu apkaimē atklātie melnie caurumi ir daļa no binārās sistēmas, t.i. atrodas tiešā tuvumā zvaigznei, kas baro negausīgo objektu.

Secinājums

Tādu noslēpumainu un noslēpumainu objektu esamība kosmosā kā melnie caurumi noteikti liek mums būt piesardzīgiem. Tomēr viss, kas notiek ar melnajiem caurumiem, notiek diezgan reti, ņemot vērā Visuma vecumu un lielos attālumus. 4,5 miljardus gadu Saules sistēma ir bijusi miera stāvoklī, pastāvot saskaņā ar mums zināmajiem likumiem. Šajā laikā nekas tamlīdzīgs, ne telpas izkropļojumi, ne laika krokas tuvumā Saules sistēma neparādījās. Droši vien ne šim nolūkam piemērotus apstākļus. Piena ceļa daļa, kurā atrodas Saules zvaigžņu sistēma, ir mierīga un stabila kosmosa zona.

Zinātnieki atzīst, ka melno caurumu parādīšanās nav nejauša. Šādi objekti spēlē kārtības sargu lomu Visumā, iznīcinot liekos kosmiskos ķermeņus. Runājot par pašu monstru likteni, to evolūcija vēl nav pilnībā izpētīta. Pastāv versija, ka melnie caurumi nav mūžīgi un noteiktā posmā var beigt pastāvēt. Vairs nav noslēpums, ka šādi objekti ir spēcīgi enerģijas avoti. Kāda tā ir enerģija un kā to mēra, tas ir cits jautājums.

Ar Stīvena Hokinga pūlēm zinātnei tika prezentēta teorija, ka melnais caurums joprojām izstaro enerģiju, vienlaikus zaudējot savu masu. Savos pieņēmumos zinātnieks vadījās pēc relativitātes teorijas, kur visi procesi ir savstarpēji saistīti. Nekas vienkārši nepazūd, neparādās kaut kur citur. Jebkura matērija var tikt pārveidota par citu vielu, viena veida enerģijai pārejot uz citu enerģijas līmeni. Tas var attiekties uz melnajiem caurumiem, kas ir pārejas portāls no viena stāvokļa uz otru.

Ja jums ir kādi jautājumi, atstājiet tos komentāros zem raksta. Mēs vai mūsu apmeklētāji ar prieku atbildēsim uz tiem

Publicēšanas datums: 27.09.2012

Lielākajai daļai cilvēku ir neskaidrs vai nepareizs priekšstats par to, kas ir melnie caurumi. Tikmēr tie ir tik globāli un spēcīgi Visuma objekti, salīdzinājumā ar kuriem mūsu planēta un visa mūsu dzīve nav nekas.

Esence

Šis ir kosmisks objekts ar tik milzīgu gravitāciju, ka tas absorbē visu, kas atrodas tā robežās. Būtībā melnais caurums ir objekts, kas pat neizlaiž gaismu un saliek telpu-laiku. Melno caurumu tuvumā pat laiks rit lēnāk.

Patiesībā melno caurumu esamība ir tikai teorija (un neliela prakse). Zinātniekiem ir pieņēmumi un praktiskā pieredze, taču viņi vēl nav spējuši rūpīgi izpētīt melnos caurumus. Tāpēc visus objektus, kas atbilst šim aprakstam, parasti sauc par melnajiem caurumiem. Melnie caurumi ir maz pētīti, un tāpēc daudzi jautājumi joprojām nav atrisināti.

Jebkuram melnajam caurumam ir notikumu horizonts - tā robeža, pēc kuras nekas nevar aizbēgt. Turklāt, jo tuvāk objekts atrodas melnajam caurumam, jo lēnāk tas pārvietojas.

Izglītība

Ir vairāki melno caurumu veidošanās veidi un metodes:
- melno caurumu veidošanās Visuma veidošanās rezultātā. Šādi melnie caurumi parādījās uzreiz pēc Lielā sprādziena.
- mirstošas zvaigznes. Kad zvaigzne zaudē savu enerģiju un kodoltermiskās reakcijas stop - zvaigzne sāk sarukt. Atkarībā no saspiešanas pakāpes izšķir neitronu zvaigznes, baltos pundurus un faktiski melnos caurumus.
- iegūts eksperimentā. Piemēram, kvantu melno caurumu var izveidot koliderā.

Versijas

Daudzi zinātnieki sliecas uzskatīt, ka melnie caurumi visu absorbēto vielu izgrūž citur. Tie. ir jābūt “baltajiem caurumiem”, kas darbojas pēc cita principa. Ja jūs varat iekļūt melnajā caurumā, bet nevarat tikt ārā, tad, gluži pretēji, jūs nevarat iekļūt baltajā caurumā. Galvenais zinātnieku arguments ir kosmosā reģistrētie asie un spēcīgie enerģijas uzplūdi.

Stīgu teorijas piekritēji parasti izveidoja paši savu melnā cauruma modeli, kas neiznīcina informāciju. Viņu teoriju sauc par "Fuzzball" - tā ļauj mums atbildēt uz jautājumiem, kas saistīti ar informācijas singularitāti un pazušanu.

Kas ir informācijas singularitāte un izzušana? Singularitāte ir punkts telpā, ko raksturo bezgalīgs spiediens un blīvums. Daudzus cilvēkus mulsina singularitātes fakts, jo fiziķi nevar strādāt ar bezgalīgiem skaitļiem. Daudzi ir pārliecināti, ka melnajā caurumā ir singularitāte, taču tā īpašības ir aprakstītas ļoti virspusēji.

Vienkārši sakot, visas problēmas un pārpratumi rodas no kvantu mehānikas un gravitācijas attiecībām. Pagaidām zinātnieki nevar izveidot teoriju, kas viņus vienotu. Un tāpēc ar melno caurumu rodas problēmas. Galu galā šķiet, ka melnais caurums iznīcina informāciju, bet tajā pašā laikā tiek pārkāpti kvantu mehānikas pamati. Lai gan pavisam nesen S. Hokings, šķiet, šo problēmu atrisināja, norādot, ka informācija melnajos caurumos tomēr netiek iznīcināta.

Stereotipi

Pirmkārt, melnie caurumi nevar pastāvēt bezgalīgi. Un tas viss, pateicoties Hokinga iztvaikošanai. Tāpēc nav jādomā, ka melnie caurumi agri vai vēlu aprīs Visumu.

Otrkārt, mūsu Saule nekļūs par melno caurumu. Tā kā ar mūsu zvaigznes masu nepietiks. Mūsu saule drīz pārvērtīsies par baltais punduris(un tas nav fakts).

Treškārt, Lielais hadronu paātrinātājs neiznīcinās mūsu Zemi, izveidojot melno caurumu. Pat ja viņi apzināti izveido melno caurumu un to “atbrīvo”, mazā izmēra dēļ tas patērēs mūsu planētu ļoti, ļoti ilgu laiku.

Ceturtkārt, jums nav jādomā, ka melnais caurums ir "caurums" kosmosā. Melnais caurums ir sfērisks objekts. Tāpēc lielākā daļa viedokļu, ka melnie caurumi noved pie paralēlā Visuma. Tomēr šis fakts vēl nav pierādīts.

Piektkārt, melnajam caurumam nav krāsas. To nosaka vai nu ar rentgena starojumu, vai uz citu galaktiku un zvaigžņu fona (lēcas efekts).

Sakarā ar to, ka cilvēki bieži jauc melnos caurumus ar tārpu caurumiem (kas patiesībā pastāv), daži parastie cilvēkišie jēdzieni neatšķiras. Tārpu caurums patiešām ļauj pārvietoties telpā un laikā, bet pagaidām tikai teorētiski.

Sarežģītas lietas vienkāršā izteiksmē

Vienkāršā valodā ir grūti aprakstīt šādu parādību kā melno caurumu. Ja uzskatāt sevi par tehniķi, kas pārzina eksaktās zinātnes, iesaku zināt zinātnieku darbus lasīt tieši. Ja vēlaties uzzināt vairāk par šo fenomenu, izlasiet Stīvena Hokinga darbus. Viņš daudz darīja zinātnes labā, un jo īpaši melno caurumu jomā. Viņa vārdā nosaukta melno caurumu iztvaikošana. Viņš ir pedagoģiskās pieejas piekritējs, un tāpēc visi viņa darbi būs saprotami arī parastam cilvēkam.

Grāmatas:
- “Melnie caurumi un jaunie Visumi” 1993.
- "Pasaule īsumā 2001."
- « Īsa vēsture Visums 2005"

Īpaši gribu ieteikt viņa populārzinātniskās filmas, kas skaidrā valodā pastāstīs ne tikai par melnajiem caurumiem, bet arī par Visumu kopumā:
- "Stīvena Hokinga Visums" - 6 sēriju sērija.
- "Dziļi Visumā ar Stīvenu Hokingu" - 3 sēriju sērija.
Visas šīs filmas ir tulkotas krievu valodā un bieži tiek rādītas Discovery kanālos.

Paldies par jūsu uzmanību!

Jaunākie padomi no sadaļas Zinātne un tehnoloģijas:

Vai šis padoms jums palīdzēja? Jūs varat palīdzēt projektam, ziedojot jebkādu summu pēc saviem ieskatiem tā attīstībai. Piemēram, 20 rubļi. Vai vairāk:)