För inte så länge sedan (med vetenskapliga standarder) var ett föremål som kallas svart hål rent hypotetiskt och beskrevs endast genom ytliga teoretiska beräkningar. Men teknikens framsteg står inte stilla, och nu tvivlar ingen på att det finns svarta hål. Det har skrivits mycket om svarta hål, men deras beskrivningar är ofta extremt svåra att förstå för en vanlig observatör. I den här artikeln kommer vi att försöka förstå detta mycket intressanta objekt.

Ett svart hål bildas vanligtvis på grund av att en neutronstjärna dör. Neutronstjärnor är vanligtvis väldigt massiva, ljusa och extremt varma, jämfört med vår sol är de som en ficklampa och en gigantisk strålkastare med en massa megawatt som används vid filminspelning. Neutronstjärnor är extremt ineffektiva de använder enorma reserver av kärnbränsle under relativt korta tidsperioder, i huvudsak som en liten bil eller någon form av Gelik, om man återigen jämför med vår stjärna. Genom att bränna kärnbränsle bildas nya grundämnen i kärnan, tyngre, man kan titta på det periodiska systemet, väte förvandlas till helium, helium till litium osv. Kärnfusionsprodukter liknar avgasrök, förutom att de kan återanvändas. Och precis så tar stjärnan fart tills det kommer till järn. Järnansamling i kärnan är som cancer... Den börjar döda henne inifrån. På grund av järnet växer kärnans massa snabbt och så småningom blir tyngdkraften större än krafterna från kärnkraftsinteraktioner och kärnan faller bokstavligen, vilket leder till en explosion. I ögonblicket för en sådan explosion frigörs en kolossal mängd energi, och två riktade strålar av gammastrålning dyker upp, som om en laserpistol skjuter in i universum från båda ändar, och allt som är i vägen för sådana strålar kl. en sträcka på cirka 10 ljusår penetreras av denna strålning. Naturligtvis överlever inget levande från sådana strålar, och allt nära det brinner helt upp. Denna strålning anses vara den mest kraftfulla i hela universum, förutom att big bangs energi har mer energi. Men allt är inte så illa, allt som fanns i kärnan släpps ut i rymden och används sedan för att skapa planeter, stjärnor osv. Trycket från explosionens kraft komprimerar stjärnan till en liten storlek med tanke på dess tidigare storlek, densiteten blir otroligt enorm. En hamburgersmula gjord av detta ämne skulle väga mer än vår planet. Resultatet är ett svart hål, som har en otrolig gravitation och kallas svart eftersom inte ens ljus kan fly från det.

Fysikens lagar nära ett svart hål fungerar inte längre på det sätt vi är vana vid. Rum-tid är krökt och alla händelser fortgår helt annorlunda. Som en dammsugare absorberar ett svart hål allt som finns runt det: planeter, asteroider, ljus etc. Tidigare trodde man att ett svart hål inte avger någonting, men som Stephen Hawking bevisade så avger ett svart hål antimateria. Det vill säga att den äter materia och frigör antimateria. Förresten, om du kombinerar materia och antimateria får du en bomb som kommer att frigöra energin E=mc2, ja, det kraftfullaste vapnet på planeten. Jag tror att kollideraren då byggdes för att försöka uppnå detta, eftersom när protoner kolliderar inuti den här maskinen så dyker det också upp svarta miniatyrhål som snabbt avdunstar, vilket är bra för oss, annars kan det bli som i filmer om världens ände.

Tidigare trodde de att om du kastar en person i ett svart hål, kommer hans rör att rivas i subatomer, men som det visade sig, enligt vissa ekvationer, finns det vissa banor för att resa genom ett svart hål för att känna sig normal, även om det inte är klart vad som kommer att hända bakom, ännu en fred eller inget. Området runt det svarta hålet som är intressant kallas för händelsehorisonten. Om du flyger dit utan att känna till den magiska ekvationen blir det säkert inte särskilt bra. Observatören kommer att se hur rymdfarkosten flyger in i händelsehorisonten och sedan rör sig iväg mycket långsamt tills den fryser i mitten. För astronauten själv kommer det att gå extremt annorlunda, det krökta utrymmet kommer att forma honom som plasticine olika former tills det slutligen bryter ner allt i subatomer. Men för en utomstående observatör kommer astronauten för alltid att förbli leende och vinka ut genom fönstret, en frusen bild.

Det här är så konstiga saker, dessa svarta hål...

Varje person som bekantar sig med astronomi upplever förr eller senare en stark nyfikenhet på universums mest mystiska föremål - svarta hål. Dessa är verkliga mörkrets herrar, som kan "svälja" alla atomer som passerar i närheten och inte tillåta ens ljus att fly - deras attraktion är så kraftfull. Dessa föremål utgör en verklig utmaning för fysiker och astronomer. De förra kan ännu inte förstå vad som händer med den materia som har fallit in i det svarta hålet, och de senare, även om de förklarar de mest energikrävande fenomenen i rymden med att det finns svarta hål, har aldrig haft möjlighet att observera något av dem direkt. Vi kommer att berätta om dessa intressanta himmelska föremål, ta reda på vad som redan har upptäckts och vad som återstår att lära sig för att lyfta hemlighetens slöja.

Vad är ett svart hål?

Namnet "svart hål" (på engelska - svart hål) föreslogs 1967 av den amerikanske teoretiske fysikern John Archibald Wheeler (se bilden till vänster). Det tjänade till att utse himlakropp, vars attraktion är så stark att inte ens ljuset släpper taget om sig självt. Det är därför den är "svart" eftersom den inte avger ljus.

Indirekta observationer

Detta är anledningen till ett sådant mysterium: eftersom svarta hål inte lyser, kan vi inte se dem direkt och vi tvingas leta efter och studera dem med endast indirekta bevis för att deras existens lämnar i det omgivande rummet. Med andra ord, om ett svart hål uppslukar en stjärna kan vi inte se det svarta hålet, men vi kan observera de förödande effekterna av dess kraftfulla gravitationsfält.

Laplaces intuition

Även om uttrycket "svart hål" för att beteckna det hypotetiska slutskedet av utvecklingen av en stjärna som har kollapsat in i sig själv under påverkan av gravitationen är relativt ny, uppstod idén om möjligheten att existera sådana kroppar mer än två århundraden sedan. Engelsmannen John Michell och fransmannen Pierre-Simon de Laplace antog oberoende av varandra förekomsten av "osynliga stjärnor"; samtidigt var de baserade på dynamikens och lagens vanliga lagar universell gravitation Newton. Idag har svarta hål fått sin korrekta beskrivning utifrån Einsteins allmänna relativitetsteori.

I sitt arbete "Exposition of the System of the World" (1796) skrev Laplace: "En ljus stjärna med samma täthet som jorden, med en diameter som är 250 gånger större än solens diameter, skulle tack vare sin gravitation attraktion, förhindra ljusstrålar från att nå oss. Därför är det möjligt att de största och ljusaste himlakropparna är osynliga av denna anledning.”

Oövervinnerlig gravitation

Laplaces idé baserades på begreppet flykthastighet (andra kosmisk hastighet). Ett svart hål är ett så tätt föremål att dess attraktion kan hålla tillbaka även ljus, som utvecklar den högsta hastigheten i naturen (nästan 300 000 km/s). I praktiken kräver flykt från ett svart hål hastigheter högre än ljusets hastighet, men detta är omöjligt!

Detta betyder att en stjärna av detta slag kommer att vara osynlig, eftersom inte ens ljus kommer att kunna övervinna sin kraftfulla gravitation. Einstein förklarade detta faktum genom fenomenet ljusböjning under påverkan av ett gravitationsfält. I verkligheten, nära ett svart hål, är rumtiden så krökt att ljusstrålars banor också sluter sig själva. För att förvandla solen till ett svart hål måste vi koncentrera hela dess massa i en boll med en radie på 3 km, och jorden måste förvandlas till en boll med en radie på 9 mm!

Typer av svarta hål

För ungefär tio år sedan antydde observationer att det fanns två typer av svarta hål: stjärna, vars massa är jämförbar med solens massa eller något överstiger den, och supermassiva, vars massa sträcker sig från flera hundra tusen till många miljoner solmassor. Men relativt nyligen, röntgenbilder och spektra hög upplösning, erhållen från konstgjorda satelliter som Chandra och XMM-Newton, förde fram den tredje typen av svarta hål - med en medelmassa som överstiger solens massa tusentals gånger.

Stjärniga svarta hål

Stjärniga svarta hål blev kända tidigare än andra. De bildas när en stjärna med stor massa, i slutet av sin evolutionära väg, förbrukar sina reserver av kärnbränsle och kollapsar in i sig själv på grund av sin egen gravitation. En explosion som skakar en stjärna (detta fenomen är känt som en "supernovaexplosion") får katastrofala konsekvenser: om stjärnans kärna är mer än 10 gånger solens massa kan ingen kärnkraft motstå gravitationskollapsen som kommer att resultera i skapandet av ett svart hål.

Supermassiva svarta hål

Supermassiva svarta hål, som först noterades i kärnorna i vissa aktiva galaxer, har ett annat ursprung. Det finns flera hypoteser angående deras födelse: ett stjärnigt svart hål, som under loppet av miljoner år slukar alla stjärnor runt sig; ett kluster av svarta hål som smälter samman; ett kolossalt gasmoln som kollapsar direkt i ett svart hål. Dessa svarta hål är bland de mest energiska föremålen i rymden. De är belägna i centrum för många, om inte alla, galaxer. Vår galax har också ett sådant svart hål. Ibland, på grund av närvaron av ett sådant svart hål, blir kärnorna i dessa galaxer mycket ljusa. Galaxer med svarta hål i centrum, omgivna av stora mängder fallande materia och därför kapabla att producera kolossala mängder energi, kallas "aktiva" och deras kärnor kallas "aktiva galaktiska kärnor" (AGN). Till exempel är kvasarer (de mest avlägsna kosmiska objekten från oss tillgängliga för vår observation) aktiva galaxer där vi bara ser en mycket ljus kärna.

Medium och mini

Ett annat mysterium förblir de medelstora svarta hålen, som, enligt nyare forskning, kan vara i centrum för vissa klotformiga kluster, såsom M13 och NCC 6388. Många astronomer är skeptiska till dessa objekt, men viss ny forskning tyder på förekomsten av svarta hål medelstora även nära mitten av vår galax. Den engelske fysikern Stephen Hawking lade också fram ett teoretiskt antagande om förekomsten av en fjärde typ av svart hål - ett "minihål" med en massa på bara en miljard ton (vilket är ungefär lika med massan av ett stort berg). Vi talar om primära objekt, det vill säga de som dök upp i de första ögonblicken av universums liv, när trycket fortfarande var mycket högt. Men ännu har inte ett enda spår av deras existens upptäckts.

Hur man hittar ett svart hål

För bara några år sedan tändes ett ljus över svarta hål. Tack vare ständigt förbättrade instrument och teknologier (både markbaserade och rymdbaserade) blir dessa objekt mindre och mindre mystiska; mer exakt, utrymmet som omger dem blir mindre mystiskt. Faktum är att eftersom det svarta hålet i sig är osynligt kan vi bara känna igen det om det är omgivet av tillräckligt mycket materia (stjärnor och het gas) som kretsar runt det på kort avstånd.

Titta på binära system

Några stjärnsvarta hål har upptäckts genom att observera en stjärnas omloppsrörelse runt en osynlig följeslagare i ett binärt system. Nära binära system (det vill säga bestående av två stjärnor mycket nära varandra), där en av följeslagarna är osynlig, är ett favoritobjekt för observation för astrofysiker som söker efter svarta hål.

En indikation på närvaron av ett svart hål (eller neutronstjärna) är den starka emissionen av röntgenstrålar som orsakas av en komplex mekanism som schematiskt kan beskrivas enligt följande. Tack vare sin kraftfulla gravitation kan ett svart hål slita ut materia ur sin medföljande stjärna; denna gas sprider sig till en platt skiva och spiralerar ner i det svarta hålet. Friktion till följd av kollisioner mellan partiklar av fallande gas värmer skivans inre skikt till flera miljoner grader, vilket orsakar kraftig röntgenstrålning.

Röntgenobservationer

Röntgenobservationer av objekt i vår galax och närliggande galaxer, utförda i flera decennier, har gjort det möjligt att upptäcka kompakta binära källor, varav ett dussintal är system som innehåller svarta hålskandidater. Huvudproblemet är att bestämma massan av en osynlig himlakropp. Massan (även om den inte är särskilt exakt) kan hittas genom att studera följeslagarens rörelse eller, mycket svårare, genom att mäta intensiteten av röntgenstrålningen från det fallande materialet. Denna intensitet är relaterad av en ekvation till massan av kroppen som detta ämne faller på.

Nobelpristagare

Något liknande kan sägas för supermassiva svarta hål som observerats i kärnorna i många galaxer, vars massor uppskattas genom att mäta omloppshastigheterna för gasen som faller in i det svarta hålet. I det här fallet, orsakat av det kraftfulla gravitationsfältet hos ett mycket stort objekt, upptäcks en snabb ökning av hastigheten hos gasmoln som kretsar i mitten av galaxer av observationer i radioområdet, såväl som i optiska strålar. Observationer i röntgenområdet kan bekräfta den ökade frigöringen av energi som orsakas av att materia faller in i det svarta hålet. Forskning inom röntgenstrålning startades i början av 1960-talet av italienaren Riccardo Giacconi, som arbetade i USA. Hans Nobelpris 2002 erkände hans "banbrytande bidrag till astrofysik som ledde till upptäckten av röntgenkällor i rymden."

Cygnus X-1: första kandidat

Vår galax är inte immun mot förekomsten av kandidatsvarta hålsobjekt. Lyckligtvis är inget av dessa objekt tillräckligt nära oss för att utgöra ett hot mot jordens eller solsystemets existens. Trots stort antal markerade kompakta röntgenkällor (som är de mest sannolika kandidaterna för svarta hål) har vi ingen tilltro till att de faktiskt innehåller svarta hål. Den enda av dessa källor som inte har en alternativ version är det nära binära systemet Cygnus X-1, det vill säga den ljusaste källan för röntgenstrålning i konstellationen Cygnus.

Massiva stjärnor

Detta system, som har en omloppstid på 5,6 dagar, består av en mycket klarblå stjärna stor storlek(dess diameter är 20 gånger solens och dess massa är cirka 30 gånger), lätt synlig även i ditt teleskop och en osynlig andra stjärna, vars massa uppskattas till flera solmassor (upp till 10). Belägen 6 500 ljusår bort skulle den andra stjärnan vara perfekt synlig om det var en vanlig stjärna. Dess osynlighet, den kraftfulla röntgenstrålning som produceras av systemet och slutligen massuppskattningen får de flesta astronomer att tro att detta är den första bekräftade upptäckten av ett stjärnigt svart hål.

Tvivlar

Men det finns också skeptiker. Bland dem finns en av de största forskarna av svarta hål, fysikern Stephen Hawking. Han gjorde till och med ett vad med sin amerikanska kollega Keel Thorne, en ivrig anhängare av att klassificera Cygnus X-1-objektet som ett svart hål.

Debatten om Cygnus X-1-objektets identitet är inte Hawkings enda insats. Efter att ha ägnat flera nio år åt teoretiska studier av svarta hål, blev han övertygad om felaktigheten i hans tidigare idéer om dessa mystiska föremål. Speciellt antog Hawking att materia, efter att ha fallit i ett svart hål, försvinner för alltid, och med det hela. dess informationsbagage försvinner. Han var så säker på detta att han gjorde en satsning på detta ämne 1997 med sin amerikanske kollega John Preskill.

Erkänner ett misstag

Den 21 juli 2004, i sitt tal vid kongressen om relativitetsteorin i Dublin, erkände Hawking att Preskill hade rätt. Svarta hål leder inte till att materien helt försvinner. Dessutom har de ett visst slags "minne". De kan mycket väl innehålla spår av vad de har konsumerat. Genom att "avdunsta" (det vill säga långsamt sända ut strålning på grund av kvanteffekten) kan de alltså återföra denna information till vårt universum.

Svarta hål i galaxen

Astronomer har fortfarande många tvivel om förekomsten av stjärnhög svarta hål (som det som tillhör det binära systemet Cygnus X-1) i vår galax; men det råder mycket mindre tvivel om supermassiva svarta hål.

I centrum

Vår galax har minst ett supermassivt svart hål. Dess källa, känd som Sagittarius A*, är exakt lokaliserad i mitten av Vintergatans plan. Dess namn förklaras av det faktum att det är den mest kraftfulla radiokällan i konstellationen Skytten. Det är i denna riktning som både de geometriska och fysiska centra i vårt galaktiska system är belägna. Beläget cirka 26 000 ljusår bort, har det supermassiva svarta hålet associerat med radiovågskällan Sagittarius A* en massa som uppskattas till cirka 4 miljoner solmassor, innesluten i ett utrymme vars volym är jämförbar med volymen av solsystemet. Dess relativa närhet till oss (detta supermassiva svarta hål är utan tvekan närmast jorden) har orsakat senaste åren föremålet genomgick särskilt djupgående studier med hjälp av Chandras rymdobservatorium. Det visade sig särskilt att det också är en kraftfull källa för röntgenstrålning (men inte lika kraftfull som källor i aktiva galaktiska kärnor). Skytten A* kan vara en slumrande rest av det som var den aktiva kärnan i vår galax för miljoner eller miljarder år sedan.

« Science fiction kan vara användbart – det stimulerar fantasin och lindrar rädsla för framtiden. Dock vetenskapliga fakta kan visa sig vara mycket mer fantastiskt. Science fiction föreställde sig aldrig ens förekomsten av sådana saker som svarta hål»
Stephen Hawking

I universums djup finns otaliga mysterier och hemligheter gömda för människor. Ett av dem är svarta hål - föremål som inte ens mänsklighetens största sinnen kan förstå. Hundratals astrofysiker försöker avslöja svarta håls natur, men i det här skedet har vi inte ens bevisat deras existens i praktiken.

Filmregissörer ägnar sina filmer åt dem, och bland vanliga människor svarta hål har blivit ett så ikoniskt fenomen att de identifieras med världens undergång och förestående död. De är fruktade och hatade, men samtidigt avgudas och dyrkas de av det okända som dessa märkliga fragment av universum döljer inom sig själva. Håller med, att uppslukas av ett svart hål är en så romantisk sak. Med deras hjälp är det möjligt, och de kan också bli guider för oss i.

Den gula pressen spekulerar ofta i svarta håls popularitet. Att hitta rubriker i tidningar relaterade till världens undergång på grund av ännu en kollision med ett supermassivt svart hål är inget problem. Mycket värre är att den analfabetiska delen av befolkningen tar allt på allvar och väcker rejäl panik. För att få lite klarhet kommer vi att ta en resa till ursprunget till upptäckten av svarta hål och försöka förstå vad de är och hur vi ska närma oss dem.

Osynliga stjärnor

Det råkar vara så att moderna fysiker beskriver strukturen av vårt universum med hjälp av relativitetsteorin, som Einstein noggrant gav mänskligheten i början av 1900-talet. Svarta hål blir ännu mer mystiska, vid den händelsehorisont där alla fysikens lagar som vi känner till, inklusive Einsteins teori, upphör att gälla. Är inte detta underbart? Dessutom uttrycktes gissningarna om förekomsten av svarta hål långt innan Einstein själv föddes.

År 1783 skedde en betydande ökning av den vetenskapliga verksamheten i England. På den tiden gick vetenskap sida vid sida med religion, de kom bra överens och vetenskapsmän betraktades inte längre som kättare. Dessutom var präster engagerade i vetenskaplig forskning. En av dessa Guds tjänare var den engelske pastorn John Michell, som undrade inte bara över existensfrågor, utan också helt vetenskapliga problem. Michell var en mycket titulerad vetenskapsman: till en början var han lärare i matematik och antik lingvistik vid en av högskolorna, och efter det antogs han till Royal Society of London för ett antal upptäckter.

John Michell studerade seismologi, men på fritiden tyckte han om att tänka på det eviga och kosmos. Så han kom på idén att någonstans i universums djup kunde det finnas supermassiva kroppar med så kraftfull gravitation att det för att övervinna gravitationskraften hos en sådan kropp är nödvändigt att röra sig med en hastighet lika med eller högre än ljusets hastighet. Om vi ​​accepterar en sådan teori som sann, utveckla en andra flykthastighet(den hastighet som krävs för att övervinna gravitationsattraktionen hos den lämnande kroppen) kan inte ens ljus, så en sådan kropp kommer att förbli osynlig för blotta ögat.

Michell kallade sin nya teori "mörka stjärnor" och försökte samtidigt beräkna massan av sådana föremål. Han uttryckte sina tankar om denna fråga i ett öppet brev till Royal Society of London. Tyvärr var sådan forskning på den tiden inte av särskilt värde för vetenskapen, så Michells brev skickades till arkivet. Bara tvåhundra år senare, under andra hälften av 1900-talet, upptäcktes den bland tusentals andra uppteckningar som noggrant förvaras i det antika biblioteket.

Det första vetenskapliga beviset för att det finns svarta hål

Efter att Einsteins allmänna relativitetsteori publicerades började matematiker och fysiker på allvar lösa ekvationerna som presenterades av den tyske vetenskapsmannen, vilka skulle berätta en hel del nya saker om universums struktur. Den tyske astronomen och fysikern Karl Schwarzschild bestämde sig för att göra samma sak 1916.

Forskaren, med hjälp av sina beräkningar, kom till slutsatsen att förekomsten av svarta hål är möjlig. Han var också den förste som beskrev vad som senare kallades den romantiska frasen "händelsehorisont" - den imaginära gränsen för rum-tid vid ett svart hål, efter att ha korsat vilket det finns en punkt utan återvändo. Ingenting kommer att fly från händelsehorisonten, inte ens ljus. Det är bortom händelsehorisonten som den så kallade "singulariteten" inträffar, där fysikens lagar som vi känner till upphör att gälla.

Schwarzschild fortsatte att utveckla sin teori och lösa ekvationer och upptäckte nya hemligheter med svarta hål för sig själv och världen. Således kunde han, enbart på papper, beräkna avståndet från centrum av det svarta hålet, där dess massa är koncentrerad, till händelsehorisonten. Schwarzschild kallade detta avstånd för gravitationsradien.

Trots att Schwarzschilds lösningar matematiskt var extremt korrekta och inte kunde vederläggas, kunde forskarsamhället i början av 1900-talet inte omedelbart acceptera en sådan chockerande upptäckt, och förekomsten av svarta hål avskrevs som en fantasi, som visade sig varje då och då i relativitetsteorin. Under det följande och ett halvt decenniet gick rymdutforskningen för närvaron av svarta hål långsam, och endast ett fåtal anhängare av den tyska fysikerns teori var engagerade i det.

Stjärnor som föder mörker

Efter att Einsteins ekvationer sorterats i bitar var det dags att använda slutsatserna för att förstå universums struktur. I synnerhet i teorin om stjärnutveckling. Det är ingen hemlighet att i vår värld varar ingenting för evigt. Även stjärnor har sin egen livscykel, om än längre än en person.

En av de första forskarna som blev seriöst intresserad av stjärnutveckling var den unge astrofysikern Subramanyan Chandrasekhar, född i Indien. 1930 släppte han vetenskapligt arbete, som beskrev den förmodade inre struktur stjärnor, såväl som deras livscykler.

Redan i början av 1900-talet gissade forskare om ett sådant fenomen som gravitationskompression (gravitationskollaps). Vid en viss tidpunkt i sitt liv börjar en stjärna dra ihop sig med enorm hastighet under påverkan av gravitationskrafter. Som regel händer detta i ögonblicket för en stjärnas död, men under gravitationskollaps finns det flera sätt för fortsatt existens av en varm boll.

Chandrasekhars vetenskapliga rådgivare, Ralph Fowler, en respekterad teoretisk fysiker på sin tid, antog att varje stjärna under gravitationskollaps förvandlas till en mindre och hetare - en vit dvärg. Men det visade sig att studenten "bröt" lärarens teori, som delades av de flesta fysiker i början av förra seklet. Enligt en ung indiers arbete beror en stjärnas död på dess initiala massa. Till exempel kan bara de stjärnor vars massa inte överstiger 1,44 gånger solens massa bli vita dvärgar. Detta nummer kallades Chandrasekhar-gränsen. Om stjärnans massa översteg denna gräns, dör den på ett helt annat sätt. Under vissa förhållanden kan en sådan stjärna i dödsögonblicket återfödas till en ny neutronstjärna - ett annat mysterium i det moderna universum. Relativitetsteorin berättar för oss ett annat alternativ - komprimering av stjärnan till ultrasmå värden, och det är här det roliga börjar.

1932 dök en artikel upp i en av de vetenskapliga tidskrifterna där den briljanta fysikern från Sovjetunionen Lev Landau föreslog att en supermassiv stjärna under kollaps komprimeras till en punkt med en oändlig radie och oändlig massa. Trots det faktum att en sådan händelse är mycket svår att föreställa sig från en oförberedd persons synvinkel, var Landau inte långt från sanningen. Fysikern föreslog också att, enligt relativitetsteorin, gravitationen vid en sådan punkt kommer att vara så stor att den kommer att börja förvränga rum-tiden.

Astrofysiker gillade Landaus teori, och de fortsatte att utveckla den. 1939, i Amerika, tack vare ansträngningarna från två fysiker - Robert Oppenheimer och Hartland Snyder - uppstod en teori som i detalj beskrev en supermassiv stjärna vid tiden för kollapsen. Som ett resultat av en sådan händelse borde ett riktigt svart hål ha dykt upp. Trots de övertygande argumenten fortsatte forskare att förneka möjligheten till existens liknande kroppar, samt omvandlingen av stjärnor till dem. Till och med Einstein tog avstånd från denna idé och trodde att en stjärna inte var kapabel till sådana fenomenala förvandlingar. Andra fysiker snålade inte med sina uttalanden och kallade möjligheten till sådana händelser löjlig.
Vetenskapen når dock alltid fram till sanningen, det är bara att vänta lite. Och så blev det.

De ljusaste objekten i universum

Vår värld är en samling paradoxer. Ibland samexisterar saker i den, vars samexistens trotsar all logik. Till exempel skulle termen "svart hål" inte förknippas av en normal person med uttrycket "otroligt ljus", men en upptäckt i början av 60-talet av förra seklet gjorde det möjligt för forskare att anse detta uttalande som felaktigt.

Med hjälp av teleskop kunde astrofysiker upptäcka hittills okända föremål på stjärnhimlen, som betedde sig mycket märkligt trots att de såg ut som vanliga stjärnor. Medan han studerade dessa konstiga armaturer, uppmärksammade den amerikanske forskaren Martin Schmidt deras spektrografi, vars data visade resultat som skilde sig från att skanna andra stjärnor. Enkelt uttryckt var dessa stjärnor inte som andra vi är vana vid.

Plötsligt gick det upp för Schmidt, och han märkte en förändring i spektrumet i det röda området. Det visade sig att dessa objekt är mycket längre ifrån oss än de stjärnor som vi är vana vid att observera på himlen. Till exempel var föremålet som Schmidt observerade beläget två och en halv miljard ljusår från vår planet, men lyste lika starkt som en stjärna ett hundratal ljusår bort. Det visar sig att ljuset från ett sådant objekt är jämförbart med ljusstyrkan i en hel galax. Denna upptäckt var ett verkligt genombrott inom astrofysiken. Forskaren kallade dessa objekt "kvasi-stjärna" eller helt enkelt "kvasar".

Martin Schmidt fortsatte att studera nya föremål och fann att ett så starkt sken bara kan orsakas av en anledning - ackretion. Accretion är processen för absorption av omgivande materia av en supermassiv kropp som använder gravitation. Forskaren kom till slutsatsen att i mitten av kvasarer finns ett enormt svart hål, som med otrolig kraft drar in materien som omger det i rymden. När hålet absorberar materia accelererar partiklarna till enorma hastigheter och börjar glöda. En slags lysande kupol runt ett svart hål kallas en accretion disk. Dess visualisering demonstrerades väl i Christopher Nolans film Interstellar, som gav upphov till många frågor: "hur kan ett svart hål glöda?"

Hittills har forskare redan hittat tusentals kvasarer på stjärnhimlen. Dessa märkliga, otroligt ljusa föremål kallas universums fyrar. De tillåter oss att föreställa oss kosmos struktur lite bättre och komma närmare ögonblicket från vilket allt började.

Även om astrofysiker hade fått indirekta bevis i många år på förekomsten av supermassiva osynliga objekt i universum, existerade termen "svart hål" inte förrän 1967. För att undvika komplexa namn föreslog den amerikanske fysikern John Archibald Wheeler att man skulle kalla sådana föremål för "svarta hål". Varför inte? Till viss del är de svarta, eftersom vi inte kan se dem. Dessutom lockar de till sig allt, man kan falla i dem, precis som i ett riktigt hål. Och enligt moderna fysiklagar är det helt enkelt omöjligt att ta sig ur en sådan plats. Stephen Hawking hävdar dock att när du reser genom ett svart hål kan du ta dig till ett annat universum, en annan värld, och detta är hopp.

Rädsla för oändligheten

På grund av det överdrivna mysteriet och romantiseringen av svarta hål har dessa föremål blivit en riktig skräckhistoria bland människor. Tabloidpressen älskar att spekulera i befolkningens analfabetism, publicerar fantastiska historier om hur ett enormt svart hål rör sig mot vår jord, som kommer att sluka solsystemet inom några timmar, eller helt enkelt sänder ut vågor av giftig gas mot vår planet .

Ämnet om att förstöra planeten med hjälp av Large Hadron Collider, som byggdes i Europa 2006 på territoriet för Europeiska rådet för kärnforskning (CERN), är särskilt populärt. Panikvågen började som någons dumma skämt, men växte som en snöboll. Någon startade ett rykte om att ett svart hål kunde bildas i kolliderens partikelaccelerator, som skulle svälja vår planet helt och hållet. Naturligtvis började de indignerade människorna kräva ett förbud mot experiment vid LHC, av rädsla för detta resultat av händelserna. Europadomstolen började ta emot stämningar som krävde att kollideraren skulle stängas och forskarna som skapade den bestraffas till lagens fulla omfattning.

Faktum är att fysiker inte förnekar att när partiklar kolliderar i Large Hadron Collider kan objekt som liknar svarta håls egenskaper uppstå, men deras storlek är i nivå med storleken på elementarpartiklar, och sådana "hål" finns för en sådan kort tid som vi inte ens kan registrera deras förekomst.

En av de främsta experterna som försöker skingra okunnighetsvågen inför folk är Stephen Hawking, en berömd teoretisk fysiker som dessutom anses vara en riktig "guru" när det gäller svarta hål. Hawking bevisade att svarta hål inte alltid absorberar ljuset som visas i ackretionsskivorna, och en del av det sprids ut i rymden. Detta fenomen kallades Hawking-strålning, eller svarthålsavdunstning. Hawking etablerade också ett förhållande mellan storleken på ett svart hål och hastigheten för dess "avdunstning" - ju mindre det är, desto mindre existerar det i tiden. Det betyder att alla motståndare till Large Hadron Collider inte bör oroa sig: svarta hål i den kommer inte att kunna överleva ens en miljondels sekund.

Teorin inte bevisad i praktiken

Tyvärr tillåter mänsklig teknologi i detta utvecklingsstadium oss inte att testa de flesta teorier som utvecklats av astrofysiker och andra vetenskapsmän. Å ena sidan har förekomsten av svarta hål bevisats ganska övertygande på papper och härletts med hjälp av formler där allt passar med varje variabel. Å andra sidan har vi i praktiken ännu inte kunnat se ett riktigt svart hål med våra egna ögon.

Trots alla meningsskiljaktigheter föreslår fysiker att det i mitten av varje galax finns ett supermassivt svart hål, som samlar stjärnor i kluster med sin gravitation och tvingar dem att resa runt i universum i ett stort och vänligt sällskap. I vår Vintergatans galax finns det enligt olika uppskattningar från 200 till 400 miljarder stjärnor. Alla dessa stjärnor kretsar kring något som har enorm massa, något som vi inte kan se med ett teleskop. Det är med största sannolikhet ett svart hål. Ska vi vara rädda för henne? – Nej, åtminstone inte under de närmaste miljarderna åren, men vi kan göra ytterligare en intressant film om det.

Den fick detta namn eftersom den absorberar ljus, men inte reflekterar det som andra föremål. Faktum är att det finns många fakta om svarta hål, och idag kommer vi att berätta om några av de mest intressanta. Fram till relativt nyligen trodde man det svart hål i rymden suger in allt som är nära det eller flyger förbi: planeterna är skräp, men nyligen började forskare hävda att innehållet efter en tid "spotta ut" tillbaka, bara i en helt annan form. Om du är intresserad svarta hål i rymden intressanta fakta Vi kommer att berätta mer om dem idag.

Finns det ett hot mot jorden?

Det finns två svarta hål som kan representera verkligt hot vår planet, men lyckligtvis för oss ligger de långt borta på ett avstånd av cirka 1600 ljusår. Forskare kunde upptäcka dessa föremål bara för att de var nära Solsystem Och speciella enheter, fånga röntgenstrålar, kunde se dem. Det finns ett antagande att den enorma tyngdkraften kan påverka svarta hål på ett sådant sätt att de smälter samman till ett.

Det är osannolikt att någon av våra samtida kommer att kunna fånga ögonblicket när dessa mystiska föremål försvinner. Processen med död av hål sker så långsamt.

Ett svart hål är en stjärna i det förflutna

Hur svarta hål bildas i rymden? Stjärnor har en imponerande tillgång på termonukleärt bränsle, vilket är anledningen till att de lyser så starkt. Men alla resurser tar slut, och stjärnan svalnar, tappar gradvis sin glöd och förvandlas till en svart dvärg. Det är känt att en kompressionsprocess inträffar i en kyld stjärna, som ett resultat av att den exploderar, och dess partiklar sprids över stora avstånd i rymden och attraherar närliggande föremål, vilket ökar storleken på det svarta hålet.

Det mest intressanta om svarta hål i rymden vi har ännu inte studerat, men överraskande nog kan dess densitet, trots sin imponerande storlek, vara lika med luftens densitet. Detta tyder på att även de största föremålen i rymden kan ha samma vikt som luft, det vill säga de kan vara otroligt lätta. Här hur svarta hål uppträder i rymden.

Tiden flyter väldigt långsamt i och runt det svarta hålet, så föremål som flyger i närheten saktar ner deras rörelse. Anledningen till allt är den enorma tyngdkraften, ännu mer fantastiskt faktum, alla processer som sker i själva hålet har en otrolig hastighet. Till exempel om du observerar det hur ser ett svart hål ut i rymden, utanför gränserna för den alltförtärande massan, verkar det som om allt står stilla. Men så fort föremålet kom in, skulle det slitas isär på ett ögonblick. Idag visar de oss hur ser ett svart hål ut på rymdfoto, simulerad av specialprogram.

Definition av ett svart hål?

Nu vet vi var kommer svarta hål ifrån i rymden. Men vad mer är speciellt med dem? Det är omöjligt a priori att säga att ett svart hål är en planet eller en stjärna, eftersom denna kropp varken är gasformig eller fast. Detta är ett objekt som kan förvränga inte bara bredden, längden och höjden, utan även tidslinjen. Vilket helt trotsar fysiska lagar. Forskare hävdar att tiden i horisonten för en rumslig enhet kan röra sig framåt och bakåt. Vad finns i ett svart hål i rymden? Det är omöjligt att föreställa sig, ljuskvantorna som kommer dit multipliceras flera gånger med singularitetens massa, denna process ökar kraften hos gravitationskraften. Därför, om du tar med dig en ficklampa och går in i ett svart hål, kommer den inte att lysa. Singularitet är den punkt där allt tenderar till oändlighet.

Strukturen hos ett svart hål är en singularitet och en händelsehorisont. Inuti singulariteten förlorar fysiska teorier helt sin mening, varför det fortfarande förblir ett mysterium för forskare. Genom att passera gränsen (händelsehorisont) förlorar ett fysiskt föremål möjligheten att återvända. Vi vet inte långt allt om svarta hål i rymden, men intresset för dem bleknar inte.

Ett svart hål är ett av de mest mystiska föremålen i universum. Många kända forskare, inklusive Albert Einstein, talade om möjligheten av att det finns svarta hål. Svarta hål har sitt namn att tacka den amerikanske astrofysikern John Wheeler. Det finns två typer av svarta hål i universum. Det första är massiva svarta hål - enorma kroppar vars massa är miljontals gånger större än solens massa. Sådana objekt, som forskare antar, är belägna i mitten av galaxer. I mitten av vår galax finns också ett gigantiskt svart hål. Forskare har ännu inte kunnat ta reda på orsakerna till uppkomsten av sådana enorma kosmiska kroppar.

Synpunkt

Modern vetenskap underskattar betydelsen av begreppet "tidsenergi", som introducerades i vetenskapligt bruk av den sovjetiske astrofysikern N.A. Kozyrev.

Vi har förfinat idén om tidsenergi, vilket resulterat i en ny filosofisk teori- "ideal materialism". Denna teori ger en alternativ förklaring till svarta håls natur och struktur. Svarta hål i teorin om ideal materialism tilldelas nyckelroll, och i synnerhet i processerna för ursprung och balans av tidsenergi. Teorin förklarar varför det finns supermassiva svarta hål i mitten av nästan alla galaxer. På webbplatsen kommer du att kunna bekanta dig med denna teori, men efter lämplig förberedelse. se material på webbplatsen).

Ett område i rum och tid vars gravitationskraft är så stark att inte ens föremål som rör sig med ljusets hastighet kan lämna det kallas ett svart hål. Gränsen för ett svart hål kallas för "händelsehorisont"-konceptet och dess storlek kallas gravitationsradien. I själva enkelt fall Han lika med radien Schwarzschild.

Det faktum att förekomsten av svarta hål är teoretiskt möjlig kan bevisas från några av Einsteins exakta ekvationer. Den första av dem erhölls 1915 av samme Karl Schwarzschild. Det är okänt vem som var den första som uppfann denna term. Vi kan bara säga att själva beteckningen av fenomenet populariserades tack vare John Archibald Wheeler, som först publicerade föreläsningen "Our Universe: the Known and Unknown", där den användes. Långt tidigare kallades dessa objekt "kollapsade stjärnor" eller "kollapsarer".

Frågan om svarta hål faktiskt existerar är relaterad till gravitationens verkliga existens. Inom modern vetenskap är den mest realistiska gravitationsteorin den allmänna relativitetsteorin, som tydligt definierar möjligheten av att det finns svarta hål. Men ändå är deras existens möjlig inom ramen för andra teorier, så data analyseras och tolkas ständigt.

Uttalandet om förekomsten av verkliga svarta hål bör förstås som en bekräftelse på förekomsten av täta och massiva astronomiska objekt, vilket kan tolkas som svarta hål i relativitetsteorin. Dessutom kan stjärnor i de sena stadierna av kollaps hänföras till ett liknande fenomen. Moderna astrofysiker lägger ingen vikt vid skillnaden mellan sådana stjärnor och riktiga svarta hål.

Många av dem som har studerat eller fortfarande studerar astronomi vet vad är ett svart hål Och var kommer hon ifrån. Men ändå, för vanliga människor som inte är särskilt intresserade av detta, ska jag kort förklara allt.

Svart hål- det här är ett visst område i rymden eller till och med tiden i det. Bara detta är inte ett vanligt område. Den har mycket stark gravitation (attraktion). Dessutom är den så stark att något inte kan ta sig ut ur ett svart hål om det kommer dit! Även solens strålar kan inte undvika att falla ner i ett svart hål om det passerar i närheten. Men vet att solens strålar (ljus) rör sig med ljusets hastighet - 300 000 km/sek.

Tidigare kallades svarta hål på olika sätt: kollapsar, kollapsade stjärnor, frusna stjärnor och så vidare. Varför? Eftersom svarta hål uppstår på grund av döda stjärnor.

Faktum är att när en stjärna förbrukar all sin energi, blir den en väldigt het jätte, och så småningom exploderar den. Dess kärna, med viss sannolikhet, kan krympa mycket kraftigt. Dessutom med otrolig hastighet. I vissa fall, efter att en stjärna exploderat, bildas ett svart, osynligt hål som slukar allt i dess väg. Alla föremål som till och med rör sig med ljusets hastighet.

Ett svart hål bryr sig inte om vilka föremål det absorberar. Det kan vara som rymdskepp, och solens strålar. Det spelar ingen roll hur snabbt föremålet rör sig. Det svarta hålet bryr sig inte heller om vad föremålets massa är. Den kan sluka allt från kosmiska mikrober eller damm, ända upp till själva stjärnorna.

Tyvärr har ingen ännu listat ut vad som händer inuti ett svart hål. Vissa tyder på att ett föremål som faller i ett svart hål slits isär med otrolig kraft. Andra tror att utgången från ett svart hål kan leda till ett annat, något slags andra universum. Ytterligare andra tror att (mest troligt) om du går från ingången till utgången av ett svart hål, kan det helt enkelt kasta ut dig i en annan del av universum.

Svart hål i rymden

Svart hål- Det här rymdobjekt otrolig densitet, som besitter absolut gravitation, sådan att någon kosmisk kropp och till och med själva rummet och tiden absorberas av det.

Svarta hål klara mest universums evolution. de är på en central plats, men de kan inte ses; Även om svarta hål har förmågan att förstöra, hjälper de också till att bygga galaxer.

Vissa forskare tror det svarta hålär porten till parallella universum. vilket mycket väl kan vara fallet. Det finns en åsikt att svarta hål har motsatser, de sk vita hål . har antigravitationsegenskaper.

Svart hål är född inuti de största stjärnorna, när de dör, förstör gravitationen dem, vilket leder till en kraftig explosion supernova.

Förekomsten av svarta hål förutspåddes av Karl Schwarzschild

Karl Schwarzschild var den första som använde Einsteins allmänna relativitetsteori för att bevisa existensen av en "point of no return". Einstein själv tänkte inte på svarta hål, även om hans teori förutspår deras existens.

Schwarzschild lade fram sitt förslag 1915, omedelbart efter att Einstein publicerat sin allmänna relativitetsteori. Det var då termen "Schwarzschild-radie" uppstod – det här är ett värde som visar hur mycket du skulle behöva komprimera ett föremål för att det skulle bli ett svart hål.

Teoretiskt sett kan allt bli ett svart hål om det komprimeras tillräckligt. Ju tätare föremål, desto starkare gravitationsfält skapar det. Till exempel skulle jorden bli ett svart hål om den hade massan av ett föremål som är lika stort som en jordnöt.

Källor: www.alienguest.ru, cosmos-online.ru, kak-prosto.net, nasha-vselennaya.ru, www.qwrt.ru

Ut i rymden med jonmotorer

UFO-motor

Olösta mysterier

Jim Jones Peoples Temple

Singing Sands

Biologisk apokalyps

Redan idag har mänskligheten samlat på sig så många olika tekniker för självförstörelse att vi måste överväga dussintals alternativ för Domedagen. En av de farligaste...

Funktioner för behandling av ENT-organ

Enligt statistiken, mest Befolkningen i vårt land led av ÖNH-sjukdomar av varierande komplexitet i barndomen eller vuxen ålder. ...

Spöktåg från Italien

Uppkomsten av spöken har alltid ansetts vara ett alarmerande fenomen, till viss del olycksbådande av den anledningen att de dök upp i samband med...

Hur känslor påverkar en persons fysiska hälsa

Känslor intar en mycket viktig plats i mänskligt liv. Varje dag upplever människor olika känslor: glädje, sorg, melankoli, frustration, rädsla,...

Peter och Paul fästning

Peter och Paul-fästningen är en av de viktigaste tillgångarna i staden vid Neva. Faktum är att Peter och Paul-fästningen är kärnan i staden, ett historiskt, arkitektoniskt och militärtekniskt monument. ...

Vad kan man göra med en 3D-skrivare

10 mest oväntade saker som kan skrivas ut på en 3D-skrivare Framtiden har redan anlänt: om du inte kan köpa något kan du bara skriva ut det. En 3D-skrivare är en av de mest...