ब्रह्मांड के द्रव्यमान वाला एक ब्लैक होल? ब्रह्मांड की संरचना और जीवन हमारा ब्रह्मांड एक ब्लैक होल से होकर गुजरा है।

ब्लैक होल की अवधारणा को सभी जानते हैं - स्कूली बच्चों से लेकर बुजुर्गों तक, इसका उपयोग विज्ञान और कथा साहित्य में, येलो मीडिया और वैज्ञानिक सम्मेलनों में किया जाता है। लेकिन हर कोई नहीं जानता कि वास्तव में ये छेद क्या हैं।

ब्लैक होल के इतिहास से

1783ब्लैक होल के रूप में इस तरह की घटना के अस्तित्व के लिए पहली परिकल्पना 1783 में अंग्रेजी वैज्ञानिक जॉन मिचेल द्वारा सामने रखी गई थी। अपने सिद्धांत में, उन्होंने न्यूटन की दो कृतियों - प्रकाशिकी और यांत्रिकी को संयोजित किया। मिशेल का विचार यह था: यदि प्रकाश छोटे कणों की एक धारा है, तो अन्य सभी पिंडों की तरह, कणों को गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र के आकर्षण का अनुभव करना चाहिए। यह पता चला है कि तारा जितना अधिक विशाल होता है, प्रकाश के लिए उसके आकर्षण का विरोध करना उतना ही कठिन होता है। मिशेल के 13 साल बाद, फ्रांसीसी खगोलशास्त्री और गणितज्ञ लाप्लास ने एक समान सिद्धांत (सबसे अधिक संभावना स्वतंत्र रूप से अपने ब्रिटिश समकक्ष) को सामने रखा।

1915हालाँकि, 20 वीं सदी की शुरुआत तक उनके सभी कार्य लावारिस बने रहे। 1915 में, अल्बर्ट आइंस्टीन ने सापेक्षता के सामान्य सिद्धांत को प्रकाशित किया और दिखाया कि गुरुत्वाकर्षण पदार्थ के कारण अंतरिक्ष-समय की वक्रता है, और कुछ महीने बाद, जर्मन खगोलशास्त्री और सैद्धांतिक भौतिक विज्ञानी कार्ल श्वार्ज़चाइल्ड ने इसका उपयोग एक विशिष्ट खगोलीय समस्या को हल करने के लिए किया। उन्होंने सूर्य के चारों ओर घुमावदार स्पेस-टाइम की संरचना का पता लगाया और ब्लैक होल की घटना को फिर से खोजा।

(जॉन व्हीलर ने "ब्लैक होल" शब्द गढ़ा)

1967अमेरिकी भौतिक विज्ञानी जॉन व्हीलर ने एक ऐसे स्थान की रूपरेखा तैयार की, जिसे कागज के एक टुकड़े की तरह, एक अतिसूक्ष्म बिंदु में समेटा जा सकता है और "ब्लैक होल" शब्द नामित किया।

1974ब्रिटिश भौतिक विज्ञानी स्टीफन हॉकिंग ने साबित किया कि ब्लैक होल, हालांकि वे बिना वापसी के पदार्थ को निगल लेते हैं, विकिरण उत्सर्जित कर सकते हैं और अंततः वाष्पित हो सकते हैं। इस घटना को "हॉकिंग विकिरण" कहा जाता है।

2013पल्सर और क्वासर पर नवीनतम शोध, साथ ही कॉस्मिक माइक्रोवेव बैकग्राउंड रेडिएशन की खोज ने आखिरकार ब्लैक होल की अवधारणा का वर्णन करना संभव बना दिया है। 2013 में, गैस क्लाउड G2 ब्लैक होल के बहुत करीब आ गया और इसके द्वारा अवशोषित होने की संभावना है, अनूठी प्रक्रिया का अवलोकन ब्लैक होल की विशेषताओं की नई खोजों के लिए शानदार अवसर प्रदान करता है।

(विशाल वस्तु धनु A *, इसका द्रव्यमान सूर्य से 4 मिलियन गुना अधिक है, जिसका अर्थ है तारों का समूह और ब्लैक होल का निर्माण)

2017. कई देशों के इवेंट होराइज़न टेलीस्कोप सहयोग से वैज्ञानिकों के एक समूह ने, पृथ्वी के महाद्वीपों के विभिन्न बिंदुओं से आठ टेलीस्कोपों ​​​​को जोड़ते हुए, एक ब्लैक होल का अवलोकन किया, जो एक सुपरमैसिव ऑब्जेक्ट है और M87 आकाशगंगा, तारामंडल कन्या में स्थित है। वस्तु का द्रव्यमान 6.5 बिलियन (!) सौर द्रव्यमान है, विशाल वस्तु धनु A * से विशाल गुना बड़ा है, तुलना के लिए, व्यास सूर्य से प्लूटो की दूरी से थोड़ा कम है।

अवलोकन 2017 के वसंत से शुरू होकर 2018 की अवधि के दौरान कई चरणों में किए गए थे। जानकारी की मात्रा की गणना पेटाबाइट्स में की गई थी, जिसे तब डिक्रिप्ट किया जाना था और एक अति-दूरस्थ वस्तु की वास्तविक छवि प्राप्त की गई थी। इसलिए, सभी डेटा को प्री-स्कैन करने और उन्हें एक पूरे में संयोजित करने में पूरे दो साल लग गए।

2019ब्लैक होल की पहली छवि बनाने के लिए डेटा को सफलतापूर्वक डिकोड किया गया और देखने में लाया गया।

(नक्षत्र कन्या राशि में M87 आकाशगंगा में ब्लैक होल की पहली छवि)

छवि रिज़ॉल्यूशन आपको वस्तु के केंद्र में बिना वापसी के बिंदु की छाया देखने की अनुमति देता है। छवि एक अतिरिक्त लंबी आधार रेखा के साथ इंटरफेरोमेट्रिक अवलोकनों के परिणामस्वरूप प्राप्त की गई थी। ये कई रेडियो टेलीस्कोपों ​​​​से एक वस्तु के तथाकथित तुल्यकालिक अवलोकन हैं, जो एक नेटवर्क से जुड़े हुए हैं और दुनिया के विभिन्न हिस्सों में स्थित हैं, एक दिशा में निर्देशित हैं।

ब्लैक होल वास्तव में क्या हैं?

घटना की संक्षिप्त व्याख्या इस तरह लगती है।

एक ब्लैक होल स्पेस-टाइम क्षेत्र है जिसका गुरुत्वाकर्षण आकर्षण इतना मजबूत है कि प्रकाश क्वांटा सहित कोई भी वस्तु इसे छोड़ नहीं सकती है।

एक ब्लैक होल कभी एक विशाल तारा था। जब तक थर्मोन्यूक्लियर प्रतिक्रियाएं उसके आंत्र में उच्च दबाव बनाए रखती हैं, तब तक सब कुछ सामान्य रहता है। लेकिन समय के साथ, ऊर्जा की आपूर्ति समाप्त हो जाती है और आकाशीय पिंड, अपने स्वयं के गुरुत्वाकर्षण के प्रभाव में सिकुड़ने लगता है। इस प्रक्रिया का अंतिम चरण तारकीय कोर का पतन और ब्लैक होल का निर्माण है।

• 1. तेज गति से ब्लैक होल जेट का इजेक्शन


• 2. पदार्थ की एक डिस्क ब्लैक होल में विकसित होती है


• 3. ब्लैक होल


• 4. ब्लैक होल क्षेत्र की विस्तृत योजना


• 5. पाए गए नए प्रेक्षणों का आकार

सबसे आम सिद्धांत कहता है कि हमारी आकाशगंगा के केंद्र सहित हर आकाशगंगा में समान घटनाएं होती हैं। छेद का विशाल गुरुत्वाकर्षण इसके चारों ओर कई आकाशगंगाओं को धारण करने में सक्षम है, उन्हें एक दूसरे से दूर जाने से रोकता है। "कवरेज क्षेत्र" अलग हो सकता है, यह सब उस तारे के द्रव्यमान पर निर्भर करता है जो ब्लैक होल में बदल गया है, और यह हजारों प्रकाश वर्ष हो सकता है।

श्वार्जस्चिल्ड त्रिज्या

ब्लैक होल की सबसे बड़ी विशेषता यह है कि इसमें जो भी पदार्थ जाता है वह कभी वापस नहीं आ सकता है। प्रकाश पर भी यही बात लागू होती है। उनके मूल में, छेद ऐसे पिंड होते हैं जो उन पर पड़ने वाले सभी प्रकाश को पूरी तरह से अवशोषित कर लेते हैं और स्वयं का उत्सर्जन नहीं करते हैं। ऐसी वस्तुएं नेत्रहीन रूप से पूर्ण अंधकार के थक्के के रूप में दिखाई दे सकती हैं।

• 1. पदार्थ प्रकाश की गति से आधी गति से गतिमान है


• 2. फोटॉन रिंग


• 3. इनर फोटॉन रिंग


• 4. ब्लैक होल में घटना क्षितिज

आइंस्टीन के सापेक्षता के सामान्य सिद्धांत के आधार पर, यदि कोई पिंड छेद के केंद्र से एक महत्वपूर्ण दूरी तक पहुंचता है, तो वह वापस नहीं लौट सकता है। इस दूरी को श्वार्जस्चिल्ड त्रिज्या कहा जाता है। इस दायरे में वास्तव में क्या होता है यह निश्चित रूप से ज्ञात नहीं है, लेकिन सबसे आम सिद्धांत है। ऐसा माना जाता है कि ब्लैक होल का सारा पदार्थ एक असीम रूप से छोटे बिंदु में केंद्रित होता है, और इसके केंद्र में अनंत घनत्व वाली एक वस्तु होती है, जिसे वैज्ञानिक एक विलक्षण गड़बड़ी कहते हैं।

यह ब्लैक होल में कैसे गिरता है

(तस्वीर में धनु A * का ब्लैक होल प्रकाश का एक अत्यंत चमकीला समूह जैसा दिखता है)

बहुत पहले नहीं, 2011 में, वैज्ञानिकों ने एक गैस बादल की खोज की, इसे सरल नाम G2 दिया, जो असामान्य प्रकाश का उत्सर्जन करता है। ऐसी चमक गैस और धूल में घर्षण दे सकती है, जो ब्लैक होल धनु A * की क्रिया के कारण होती है और जो एक अभिवृद्धि डिस्क के रूप में इसके चारों ओर घूमती है। इस प्रकार, हम एक सुपरमैसिव ब्लैक होल द्वारा गैस के बादल के अवशोषण की अद्भुत घटना के पर्यवेक्षक बन जाते हैं।

हाल के अध्ययनों के अनुसार, मार्च 2014 में ब्लैक होल के सबसे करीब पहुंचने की घटना घटित होगी। हम एक तस्वीर फिर से बना सकते हैं कि यह रोमांचक तमाशा कैसा होगा।

• 1. जब यह पहली बार डेटा में दिखाई देता है, तो गैस का बादल गैस और धूल की एक विशाल गेंद जैसा दिखता है।


• 2. अब, जून 2013 तक, बादल ब्लैक होल से अरबों किलोमीटर दूर है। यह 2500 किमी/सेकेंड की रफ्तार से इसमें गिरती है।


• 3. बादल के ब्लैक होल से गुजरने की उम्मीद है, लेकिन बादल के आगे और पीछे के किनारों पर अभिनय करने वाले आकर्षण में अंतर के कारण उत्पन्न होने वाली ज्वारीय ताकतों के कारण यह अधिक से अधिक लम्बा हो जाएगा।


• 4. बादल के टूट जाने के बाद, इसका अधिकांश भाग धनु A* के चारों ओर अभिवृद्धि डिस्क में शामिल हो जाएगा, जिससे इसमें आघात तरंगें उत्पन्न होंगी। तापमान कई मिलियन डिग्री तक बढ़ जाएगा।


• 5. बादल का हिस्सा सीधे ब्लैक होल में गिरेगा. कोई नहीं जानता कि वास्तव में इस पदार्थ का क्या होगा, लेकिन यह उम्मीद की जाती है कि गिरने की प्रक्रिया में यह एक्स-रे की शक्तिशाली धाराएं उत्सर्जित करेगा, और कोई भी इसे नहीं देख पाएगा।

वीडियो: गैस के बादल को निगलता है ब्लैक होल

(ब्लैक होल सैजिटेरियस A* द्वारा G2 गैस के बादल का कितना हिस्सा नष्ट और उपभोग किया जाएगा, इसका कंप्यूटर सिमुलेशन)

ब्लैक होल के अंदर क्या है

एक सिद्धांत है जो दावा करता है कि अंदर एक ब्लैक होल व्यावहारिक रूप से खाली है, और इसका सारा द्रव्यमान इसके केंद्र में स्थित एक अविश्वसनीय रूप से छोटे बिंदु - एक विलक्षणता में केंद्रित है।

आधी सदी से मौजूद एक अन्य सिद्धांत के अनुसार, ब्लैक होल में गिरने वाली हर चीज ब्लैक होल में ही स्थित दूसरे ब्रह्मांड में चली जाती है। अब यह सिद्धांत मुख्य नहीं है।

और एक तीसरा, सबसे आधुनिक और दृढ़ सिद्धांत है, जिसके अनुसार एक ब्लैक होल में गिरने वाली हर चीज उसकी सतह पर तारों के कंपन में घुल जाती है, जिसे घटना क्षितिज के रूप में नामित किया गया है।

तो घटना क्षितिज क्या है? एक सुपर-शक्तिशाली टेलीस्कोप से भी ब्लैक होल के अंदर देखना असंभव है, क्योंकि यहां तक ​​कि प्रकाश, एक विशाल ब्रह्मांडीय फ़नल के अंदर जाकर, वापस उभरने का कोई मौका नहीं है। किसी भी तरह से माना जा सकता है कि सब कुछ इसके तत्काल आसपास के क्षेत्र में है।

घटना क्षितिज सतह की एक सशर्त रेखा है जिसके नीचे से कुछ भी नहीं (न गैस, न धूल, न तारे, न ही प्रकाश) बच सकता है। और यह ब्रह्मांड के ब्लैक होल में नो रिटर्न का बहुत ही रहस्यमयी बिंदु है।

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माइकल फिंकेल

चलो घड़ी वापस करते हैं। मनुष्य से पहले, पृथ्वी से पहले, सूर्य के प्रज्वलित होने से पहले, आकाशगंगाओं के जन्म से पहले, प्रकाश के चमकने से पहले, एक "बड़ा धमाका" हुआ था। यह 13.8 अरब साल पहले हुआ था।

प्रारंभिक ब्रह्मांड में भारी तत्वों के साथ सुपरनोवा वरीयता प्राप्त अंतरिक्षवैज्ञानिकों ने जापान के सुजाकू एक्स-रे स्पेस टेलीस्कोप का उपयोग करते हुए 250 मिलियन प्रकाश वर्ष दूर स्थित पर्सियस आकाशगंगा समूह में लोहे के वितरण की जांच की।

लेकिन उससे पहले क्या हुआ? कई भौतिक विज्ञानी कहते हैं कि "इससे पहले" मौजूद नहीं है। उनका तर्क है कि "बिग बैंग" के क्षण में समय की उलटी गिनती शुरू हुई, यह विश्वास करते हुए कि जो कुछ भी पहले मौजूद था वह विज्ञान के दायरे में नहीं है। हम यह कभी नहीं समझ पाएंगे कि बिग बैंग से पहले की वास्तविकता क्या थी, इससे क्या बना और हमारे ब्रह्मांड का निर्माण क्यों हुआ। ऐसे विचार मानवीय समझ से परे हैं।

लेकिन कुछ अपरंपरागत वैज्ञानिक असहमत हैं। ये भौतिक विज्ञानी सिद्धांतों का निर्माण कर रहे हैं कि "बिग बैंग" से पहले नवजात ब्रह्मांड के सभी द्रव्यमान और ऊर्जा को एक अविश्वसनीय रूप से घने में संकुचित किया गया था, लेकिन इसकी अपनी सीमा, अनाज के साथ। आइए इसे एक नए ब्रह्मांड का बीज कहते हैं।

उनका मानना ​​है कि यह बीज अकल्पनीय रूप से छोटा था, शायद किसी भी कण से अरबों गुना छोटा था जिसे एक व्यक्ति देख सकता था। और फिर भी इस कण ने अन्य सभी कणों के उद्भव को गति दी, आकाशगंगाओं, सौर मंडल, ग्रहों और लोगों का उल्लेख नहीं किया।

यदि आप वास्तव में किसी चीज़ को ईश्वर का कण कहना चाहते हैं, तो यह बीज ऐसे नाम के लिए एकदम सही है।

तो यह बीज कैसे आया? एक विचार कुछ साल पहले न्यू हेवन विश्वविद्यालय में काम करने वाले निकोडेम पोप्लास्की द्वारा सामने रखा गया था। यह इस तथ्य में समाहित है कि हमारे ब्रह्मांड का बीज प्राथमिक भट्टी में गढ़ा गया था, जो इसके लिए ब्लैक होल बन गया।

बहुविविध गुणन

स्टीफन हॉकिंग का कहना है कि "शास्त्रीय" ब्लैक होल मौजूद नहीं हैंहॉकिंग ब्लैक होल के आधुनिक सिद्धांत के मुख्य प्रावधानों में से एक पर पुनर्विचार करने का प्रस्ताव करते हैं - ब्लैक होल के "घटना क्षितिज" का अस्तित्व, जिसके कारण न तो पदार्थ और न ही ऊर्जा बाहरी दुनिया में वापस आ सकती है।

इससे पहले कि हम आगे बढ़ें, यह समझना महत्वपूर्ण है कि पिछले बीस वर्षों में, कई सैद्धांतिक भौतिकविदों का मानना ​​है कि हमारा ब्रह्मांड अकेला नहीं है। हम एक मल्टीवर्स का हिस्सा हो सकते हैं, जो बड़ी संख्या में अलग-अलग ब्रह्मांडों का प्रतिनिधित्व करते हैं, जिनमें से प्रत्येक वास्तविक रात्रि आकाश में एक चमकदार गेंद है।

एक ब्रह्मांड दूसरे ब्रह्मांड से कैसे जुड़ा है, और क्या ऐसा कोई गुच्छा है या नहीं, इस बारे में बहुत विवाद है। लेकिन ये सभी विवाद विशुद्ध रूप से सट्टा हैं, और सच्चाई अप्रमाणित है। लेकिन एक आकर्षक विचार यह है कि ब्रह्मांड का बीज पौधे के बीज के समान है। यह आवश्यक पदार्थ का एक टुकड़ा है, कसकर संकुचित और एक सुरक्षात्मक खोल के अंदर छिपा हुआ है।

यह बताता है कि वास्तव में ब्लैक होल के अंदर क्या होता है। ब्लैक होल विशाल सितारों की लाशें हैं। जब इस तरह के तारे का ईंधन समाप्त हो जाता है, तो इसका कोर ढह जाता है। गुरुत्वाकर्षण का बल हर चीज को एक साथ अविश्वसनीय और कभी-बढ़ती ताकत के साथ खींचता है। तापमान 100 बिलियन डिग्री तक पहुँच जाता है। परमाणु ढह जाते हैं। इलेक्ट्रॉनों के टुकड़े-टुकड़े हो जाते हैं। और फिर यह द्रव्यमान और भी संकुचित हो जाता है।

खगोलविदों के सिद्धांत में बहुत हल्का और चमकीला ब्लैक होल "फिट नहीं हुआ"चीनी वैज्ञानिकों ने पाया है कि पिनव्हील आकाशगंगा में एक अल्ट्रा-उज्ज्वल एक्स-रे स्रोत बहुत उज्ज्वल है और मौजूदा सिद्धांतों के अनुरूप होने के लिए बहुत कम द्रव्यमान है।

इस बिंदु पर, तारा ब्लैक होल में बदल जाता है। इसका अर्थ है कि इसका आकर्षण बल इतना अधिक है कि प्रकाश की एक किरण भी इससे बच नहीं सकती। ब्लैक होल के अंदर और बाहर की सीमा को घटना क्षितिज कहा जाता है। हमारी अपनी मिल्की वे सहित लगभग हर आकाशगंगा के केंद्र में, वैज्ञानिक विशाल ब्लैक होल की खोज कर रहे हैं, जो हमारे सूर्य से लाखों गुना अधिक विशाल हैं।

अथाह प्रश्न

यदि आप आइंस्टीन के सिद्धांत का उपयोग यह निर्धारित करने के लिए करते हैं कि ब्लैक होल के तल पर क्या होता है, तो आप एक ऐसे बिंदु की गणना कर सकते हैं जिसमें अनंत घनत्व और असीम आकार हो। इस काल्पनिक अवधारणा को विलक्षणता कहा जाता है। लेकिन प्रकृति में, अनंतता आमतौर पर मौजूद नहीं होती है। समस्या आइंस्टीन के सिद्धांतों में निहित है, जो अधिकांश बाहरी अंतरिक्ष के लिए उत्कृष्ट गणना प्रदान करते हैं, लेकिन अविश्वसनीय ताकतों के सामने टूट जाते हैं, जैसे कि ब्लैक होल के अंदर, या ब्रह्मांड के जन्म के समय मौजूद।

खगोलविद पहली बार ब्लैक होल की "पूंछ" के अंदर देखने में सक्षम थेआज तक, दो मुख्य प्रकार के ब्लैक होल ज्ञात हैं - साधारण ब्लैक होल जो एक तारे के पतन के परिणामस्वरूप उत्पन्न हुए, और उनकी सुपरमैसिव "बहनें" जो आकाशगंगाओं के केंद्र में मौजूद हैं। दोनों प्रकार के ब्लैक होल पदार्थ को अवशोषित करने और इसे जेट के रूप में बाहर निकालने में सक्षम हैं - गर्म प्लाज्मा के बीम निकट-प्रकाश गति से चलते हैं।

डॉ. पोप्लाव्स्की जैसे भौतिकविदों का कहना है कि ब्लैक होल के अंदर का मामला वास्तव में उस बिंदु तक पहुंच जाता है जहां इसे अब निचोड़ा नहीं जा सकता है। यह "बीज" अविश्वसनीय रूप से छोटा है, जिसका वजन एक अरब सितारों जितना है। लेकिन विलक्षणता के विपरीत, यह काफी वास्तविक है।

पोप्लाव्स्की के अनुसार, संकुचन प्रक्रिया बंद हो जाती है क्योंकि ब्लैक होल घूमते हैं। वे बहुत तेजी से घूमते हैं, शायद प्रकाश की गति तक पहुँचते हुए। और यह मरोड़ संकुचित बीज को एक अविश्वसनीय अक्षीय घुमाव देता है। बीज छोटा और भारी ही नहीं होता; यह सूंघने के डिब्बे से उस शैतान के वसंत की तरह मुड़ा और संकुचित भी होता है।

वैज्ञानिक पहली बार आकाशगंगा के केंद्र में एक ब्लैक होल के चुंबकीय क्षेत्र को मापते हैंसुपरमैसिव ब्लैक होल Sgr A* हमारी आकाशगंगा के केंद्र में स्थित है। इससे पहले, खगोलविदों ने हमारी आकाशगंगा के केंद्र में रेडियो पल्सर PSR J1745-2900 की खोज की थी। उन्होंने ब्लैक होल के चुंबकीय क्षेत्र की ताकत को मापने के लिए इससे निकलने वाले विकिरण का इस्तेमाल किया।

दूसरे शब्दों में, यह पूरी तरह से संभव है कि एक ब्लैक होल एक सुरंग है, दो ब्रह्मांडों के बीच एक "एक तरफ़ा दरवाजा", पोप्लाव्स्की कहते हैं। और इसका मतलब यह है कि यदि आप मिल्की वे के केंद्र में एक ब्लैक होल में गिरते हैं, तो यह बहुत संभव है कि अंत में आप खुद को दूसरे ब्रह्मांड में पाएंगे (ठीक है, यदि आप नहीं हैं, तो आपका शरीर छोटे कणों में कुचल गया है) . यह दूसरा ब्रह्मांड हमारे अंदर नहीं है; एक छेद सिर्फ एक जोड़ने वाली कड़ी है, एक सामान्य जड़ की तरह जिसमें से दो आकांक्षाएं बढ़ती हैं।

हमारे अपने ब्रह्मांड में हम सभी के बारे में क्या? हम दूसरे, पुराने ब्रह्मांड की उपज हो सकते हैं। आइए इसे हमारा सही ब्रह्मांड कहते हैं। वह बीज जिसे मां ब्रह्मांड ने ब्लैक होल के अंदर गढ़ा था, 13.8 अरब साल पहले एक बड़ा उछाल हो सकता है, और यद्यपि हमारा ब्रह्मांड तब से तेजी से विस्तार कर रहा है, फिर भी हम ब्लैक होल के घटना क्षितिज से परे हो सकते हैं।

विषय पर सार:

"ब्रह्मांड के ब्लैक होल"

व्लादिवोस्तोक

2000
संतुष्ट:

ब्रह्मांड के ब्लैक होल _____________________________3

परिकल्पना और विरोधाभास______________________________6

निष्कर्ष ________________________________________ 14

संदर्भों की सूची _________________15

ब्रह्मांड के ब्लैक होल

इस घटना में इतना अकथनीय, लगभग रहस्यमय लग रहा था, कि अल्बर्ट आइंस्टीन, जिनके सिद्धांतों ने, वास्तव में, ब्लैक होल के विचार को जन्म दिया, स्वयं को उनके अस्तित्व पर विश्वास ही नहीं हुआ। आज, खगोल वैज्ञानिक तेजी से आश्वस्त हो रहे हैं कि ब्लैक होल एक वास्तविकता हैं।

गणितीय गणना से पता चलता है कि अदृश्य दिग्गज मौजूद हैं। चार साल पहले, अमेरिकी और जापानी खगोलविदों की एक टीम ने वहां स्थित सर्पिल नेबुला M106 पर नक्षत्र केन्स वेनाटिकी में अपनी दूरबीन का लक्ष्य रखा था। यह आकाशगंगा हमसे 20 मिलियन प्रकाश वर्ष दूर है, लेकिन इसे एक शौकिया टेलीस्कोप से भी देखा जा सकता है। कई लोगों का मानना ​​था कि यह हजारों अन्य आकाशगंगाओं के समान है। सावधानीपूर्वक अध्ययन करने पर, यह पता चला कि M106 नेबुला की एक दुर्लभ विशेषता है - इसके मध्य भाग में एक प्राकृतिक क्वांटम जनरेटर है - एक मेसर। ये गैस के बादल हैं जिनमें अणु, बाहरी "पंपिंग" के कारण, माइक्रोवेव क्षेत्र में रेडियो तरंगें उत्सर्जित करते हैं। मेसर आपके स्थान और बादल की गति को सटीक रूप से निर्धारित करने में मदद करता है, और परिणामस्वरूप, अन्य खगोलीय पिंड।

जापानी खगोलशास्त्री मकोतो मिओनिस और उनके सहयोगियों ने M106 नेबुला के अवलोकन के दौरान इसके अंतरिक्ष मेसर के अजीब व्यवहार की खोज की। यह पता चला कि बादल उनसे 0.5 प्रकाश वर्ष दूर किसी केंद्र की परिक्रमा करते हैं। इस घूर्णन की ख़ासियत से खगोलविद विशेष रूप से चकित थे: बादलों की परिधीय परतें चार मिलियन किलोमीटर प्रति घंटे की गति से चली गईं! इससे पता चलता है कि एक विशाल द्रव्यमान केंद्र में केंद्रित है। गणना के अनुसार यह 36 मिलियन सौर द्रव्यमान के बराबर है।

M106 एकमात्र आकाशगंगा नहीं है जहाँ ब्लैक होल होने का संदेह है। एंड्रोमेडा नेबुला में, सबसे अधिक संभावना है, लगभग एक ही द्रव्यमान - 37 मिलियन सूर्य। यह माना जाता है कि आकाशगंगा M87 में - रेडियो उत्सर्जन का एक अत्यंत तीव्र स्रोत - एक ब्लैक होल खोजा गया है, जिसमें 2 बिलियन सौर द्रव्यमान केंद्रित हैं! चावल। 1 गैलेक्सी एम87

केवल रेडियो तरंगों का संदेशवाहक ही एक ब्लैक होल हो सकता है, जो घुमावदार स्थान के "कैप्सूल" द्वारा अभी तक पूरी तरह से बंद नहीं हुआ है। सोवियत भौतिक विज्ञानी याकोव ज़ेल्डोविच और उनके अमेरिकी सहयोगी एडविन सालपीटर ने उनके द्वारा विकसित किए गए मॉडल की सूचना दी। मॉडल ने दिखाया कि ब्लैक होल आसपास के स्थान से गैस को आकर्षित करता है, और सबसे पहले यह उसके पास एक डिस्क में इकट्ठा होता है। कणों के टकराने से, गैस गर्म हो जाती है, ऊर्जा, गति खो देती है और ब्लैक होल की ओर सर्पिल होने लगती है। कई मिलियन डिग्री तक गर्म होने वाली गैस एक कीप के आकार का भंवर बनाती है। इसके कण 100 हजार किलोमीटर प्रति सेकेंड की रफ्तार से दौड़ते हैं। अंत में, गैस का भंवर "घटना क्षितिज" तक पहुंच जाता है और ब्लैक होल में हमेशा के लिए गायब हो जाता है।

आकाशगंगा M106 में मेसर, जिसकी चर्चा बहुत शुरुआत में हुई थी, एक गैसीय डिस्क में स्थित है। ब्रह्मांड में दिखाई देने वाले ब्लैक होल, अमेरिकी और जापानी खगोलविदों ने सर्पिल नेबुला M106 में जो देखा, उसे देखते हुए, ओपेनहाइमर के सिद्धांत की तुलना में एक अतुलनीय रूप से अधिक द्रव्यमान है। उन्होंने एक तारे के पतन के मामले पर विचार किया, जिसका द्रव्यमान तीन सौर से अधिक नहीं है। और ऐसे दिग्गज कैसे बनते हैं, जो खगोलविद पहले से ही देख रहे हैं, अभी तक कोई स्पष्टीकरण नहीं है।

हाल के कंप्यूटर मॉडल ने दिखाया है कि नवजात आकाशगंगा के केंद्र में एक गैस का बादल एक विशाल ब्लैक होल को जन्म दे सकता है। लेकिन विकास का दूसरा तरीका भी संभव है: गैस का संचय पहले कई छोटे बादलों में टूट जाता है, जिससे बड़ी संख्या में तारों को जीवन मिलेगा। हालांकि, दोनों ही मामलों में, ब्रह्मांडीय गैस का हिस्सा अपने स्वयं के गुरुत्वाकर्षण के प्रभाव में अंततः एक ब्लैक होल के रूप में अपने विकास को समाप्त कर देगा।

इस परिकल्पना के अनुसार, मिल्की वे के केंद्र में कहीं न कहीं हमारी सहित लगभग हर आकाशगंगा में एक ब्लैक होल है।

तथाकथित बाइनरी स्टार सिस्टम के अवलोकन, जब एक टेलीस्कोप के माध्यम से केवल एक तारा दिखाई देता है, तो यह विश्वास करने का कारण देता है कि अदृश्य साथी एक ब्लैक होल है। इस जोड़ी के तारे एक दूसरे के इतने करीब स्थित हैं कि अदृश्य द्रव्यमान दृश्यमान तारे के पदार्थ को "चूस लेता है" और उसे अवशोषित कर लेता है। कुछ मामलों में, अपने अदृश्य साथी के चारों ओर किसी तारे की परिक्रमा का समय और अदृश्य से दूरी निर्धारित करना संभव है, जिससे अवलोकन से छिपे हुए द्रव्यमान की गणना करना संभव हो जाता है।

ऐसे मॉडल के लिए पहला उम्मीदवार 70 के दशक की शुरुआत में खोजा गया एक जोड़ा है। यह तारामंडल साइग्नस (साइग्नस इलेवन इंडेक्स द्वारा इंगित) में स्थित है और एक्स-रे का उत्सर्जन करता है। एक गर्म नीला तारा और, सभी संभावना में, 16 सौर द्रव्यमान के बराबर द्रव्यमान वाला एक ब्लैक होल यहाँ घूमता है। दूसरी जोड़ी (V404) का अदृश्य द्रव्यमान 12 है चावल। 2 सिग्नस इलेवनसौर। एक अन्य संदिग्ध जोड़ी बड़े मैगेलैनिक बादल में स्थित नौ सौर द्रव्यमानों का एक एक्स-रे स्रोत (LMCX3) है।

जॉन मिशेल की "डार्क स्टार्स" की चर्चा में इन सभी मामलों को अच्छी तरह से समझाया गया है। 1783 में, उन्होंने लिखा: "यदि चमकदार पिंड किसी अदृश्य वस्तु के चारों ओर घूमते हैं, तो हमें इस घूमने वाले पिंड की गति से एक निश्चित संभावना के साथ इस केंद्रीय पिंड के अस्तित्व का अनुमान लगाने में सक्षम होना चाहिए।"

परिकल्पना और विरोधाभास

सामान्य सापेक्षता ने भविष्यवाणी की है कि द्रव्यमान अंतरिक्ष को वक्र करता है। और आइंस्टीन के काम के प्रकाशन के चार साल बाद, खगोलविदों ने इस आशय की खोज की। पूर्ण सूर्य ग्रहण के दौरान, जब एक दूरबीन के साथ अवलोकन करते हुए, खगोलविदों ने सितारों को देखा जो वास्तव में सूर्य को ढकने वाली काली चंद्र डिस्क के किनारे से अस्पष्ट थे। सौर गुरुत्वाकर्षण के प्रभाव में, तारों की छवियां स्थानांतरित हो गई हैं। (यहाँ, माप की सटीकता भी हड़ताली है, क्योंकि वे एक डिग्री के एक हजारवें हिस्से से कम स्थानांतरित हुए हैं!)

खगोलविद अब यह सुनिश्चित करने के लिए जानते हैं कि "गुरुत्वाकर्षण लेंस" के प्रभाव में, जो कि भारी सितारों और सबसे ऊपर, ब्लैक होल द्वारा दर्शाया गया है, कई खगोलीय पिंडों की वास्तविक स्थिति वास्तव में उन लोगों से भिन्न होती है जिन्हें हम पृथ्वी से देखते हैं। दूर की आकाशगंगाएँ हमें निराकार और "कैप्सूल" के रूप में दिखाई दे सकती हैं। इसका मतलब है: गुरुत्वाकर्षण इतना मजबूत है और अंतरिक्ष इतना मुड़ा हुआ है कि प्रकाश एक चक्र में यात्रा करता है। आप वास्तव में देख सकते हैं कि कोने के आसपास क्या हो रहा है।

आइए बिल्कुल अविश्वसनीय कल्पना करें: एक निश्चित बहादुर अंतरिक्ष यात्री ने अपने रहस्यों को जानने के लिए अपने जहाज को ब्लैक होल में भेजने का फैसला किया। इस शानदार यात्रा में वह क्या देखेंगे?

जैसे-जैसे आप लक्ष्य के करीब आते हैं, अंतरिक्ष यान की घड़ी अधिक से अधिक पीछे होती जाएगी - यह सापेक्षता के सिद्धांत से अनुसरण करता है। लक्ष्य के करीब पहुंचने पर, हमारा यात्री खुद को एक पाइप की तरह ब्लैक होल के चारों ओर एक रिंग के रूप में पाएगा, लेकिन उसे ऐसा लगेगा कि वह पूरी तरह से सीधी सुरंग के साथ उड़ रहा है, न कि एक घेरे में। लेकिन एक और भी आश्चर्यजनक घटना अंतरिक्ष यात्री की प्रतीक्षा कर रही है: "घटना क्षितिज" के पीछे गिरने और ट्यूब के साथ आगे बढ़ने पर, वह अपनी पीठ, उसके सिर को देखेगा ...

सापेक्षता का सामान्य सिद्धांत कहता है कि "बाहर" और "अंदर" की अवधारणाओं का कोई उद्देश्य अर्थ नहीं है, वे उसी तरह सापेक्ष हैं जैसे "बाएं" या "दाएं", "ऊपर" या "नीचे" के संकेत। दिशाओं के साथ यह सब विरोधाभासी भ्रम हमारे रोजमर्रा के आकलन के अनुरूप बहुत बुरी तरह से है।

जैसे ही जहाज ब्लैक होल की सीमा को पार करेगा, पृथ्वी पर लोग कुछ भी नहीं देख पाएंगे कि वहां क्या होगा। और जहाज पर घड़ी रुक जाएगी, सभी रंग लाल रंग की ओर मिश्रित हो जाएंगे: गुरुत्वाकर्षण के खिलाफ लड़ाई में प्रकाश अपनी कुछ ऊर्जा खो देगा। सभी आइटम अजीब विकृत आकार ले लेंगे। और अंत में, भले ही यह ब्लैक होल हमारे सूर्य से केवल दोगुना भारी हो, आकर्षण इतना मजबूत होगा कि जहाज और उसके काल्पनिक कप्तान दोनों को एक तार में खींच लिया जाएगा और जल्द ही अलग हो जाएगा। एक ब्लैक होल के अंदर फंसा हुआ पदार्थ उसे केंद्र की ओर खींचने वाली ताकतों का विरोध नहीं कर पाएगा। संभवतः, मामला क्षय हो जाएगा और एक विलक्षण अवस्था में चला जाएगा। कुछ विचारों के अनुसार, यह सड़ा हुआ पदार्थ किसी और ब्रह्मांड का हिस्सा बन जाएगा - ब्लैक होल हमारे अंतरिक्ष को दूसरी दुनिया से जोड़ते हैं।

प्रकृति में सभी निकायों की तरह, तारे अपरिवर्तित नहीं रहते, वे पैदा होते हैं, विकसित होते हैं, और अंत में "मर जाते हैं"। सितारों के जीवन पथ का पता लगाने और यह समझने के लिए कि उनकी उम्र कैसे बढ़ती है, यह जानना आवश्यक है कि वे कैसे उत्पन्न होते हैं। अतीत में, यह एक बड़ा रहस्य प्रतीत होता था; आधुनिक खगोलविद पहले से ही बड़ी निश्चितता के साथ उन रास्तों का विस्तार से वर्णन कर सकते हैं जो हमारे रात के आकाश में चमकीले सितारों की उपस्थिति की ओर ले जाते हैं।

बहुत पहले नहीं, खगोलविदों का मानना ​​​​था कि तारे के बीच की गैस और धूल से एक तारे के बनने में लाखों साल लग गए। लेकिन हाल के वर्षों में, आकाश के एक क्षेत्र की आकर्षक तस्वीरें ली गई हैं जो ओरियन के ग्रेट नेबुला का हिस्सा है, जहां कई वर्षों के दौरान सितारों का एक छोटा समूह दिखाई दिया है। पर Fig.3 ग्रेट नेबुला ओरियन 1947 की तस्वीरें। इस स्थान पर तीन तारों जैसी वस्तुओं का समूह दिखाई देता था। 1954 तक उनमें से कुछ आयताकार हो गए, और 1959 तक। ये आयताकार संरचनाएं अलग-अलग सितारों में टूट गईं - मानव जाति के इतिहास में पहली बार, लोगों ने हमारी आंखों के सामने सचमुच सितारों के जन्म का अवलोकन किया, इस अभूतपूर्व घटना ने खगोलविदों को दिखाया कि सितारों का जन्म थोड़े समय के अंतराल में हो सकता है, और पहले यह तर्क अजीब लग रहा था कि तारे आमतौर पर समूहों में उत्पन्न होते हैं, या तारा समूह सच निकला।

अमेरिकी वैज्ञानिकों द्वारा एक बिल्कुल अविश्वसनीय परिकल्पना प्रस्तावित की गई है कि हमारा पूरा विशाल ब्रह्मांड एक विशाल ब्लैक होल के अंदर स्थित है। हैरानी की बात है कि ऐसा मॉडल ब्रह्मांड के कई रहस्यों को समझाने में सक्षम है।

इंडियाना विश्वविद्यालय के अमेरिकी भौतिक विज्ञानी निकोडेम पोप्लाव्स्की हमारे ब्रह्मांड की संरचना के असामान्य सिद्धांत के संस्थापक हैं। इस सिद्धांत के अनुसार, हमारा पूरा ब्रह्मांड एक विशाल ब्लैक होल के अंदर स्थित है, जो बदले में एक सुपर-ग्रेट-ब्रह्मांड में स्थित है।

यह प्रतीत होता है कि असामान्य परिकल्पना ब्रह्मांड के आधुनिक सिद्धांत में मौजूद कई विसंगतियों की व्याख्या कर सकती है। पोपलेव्स्की ने एक साल पहले अपना सिद्धांत प्रस्तुत किया था, और अब उन्होंने इसे परिष्कृत किया है और इसका काफी विस्तार किया है।

ब्लैक होल - स्पेस-टाइम टनल का प्रवेश द्वार

अमेरिकी भौतिक विज्ञानी द्वारा विकसित ब्रह्मांड के निर्माण के मॉडल में, यह धारणा एक धारणा के रूप में ली गई है कि ब्लैक होल
आइंस्टीन-रोसेन वर्महोल्स के प्रवेश द्वार हैं, यानी स्थानिक सुरंगें जो चार-आयामी अंतरिक्ष-समय के विभिन्न हिस्सों को जोड़ती हैं।

इस मॉडल में, ब्लैक होल एक सुरंग द्वारा अपने स्वयं के एंटीपोड, व्हाइट होल से जुड़ा हुआ है, जो समय सुरंग के दूसरे छोर पर है। यह वर्महोल के अंदर ब्रह्मांड की ऐसी संरचना के साथ है कि अंतरिक्ष का निरंतर विस्तार देखा जाता है।

अब पोपलेव्स्की ने निष्कर्ष निकाला कि हमारा ब्रह्मांड ब्लैक एंड व्हाइट होल को जोड़ने वाली इस सुरंग का आंतरिक भाग है। ब्रह्मांड का ऐसा मॉडल आधुनिक ब्रह्मांड विज्ञान की अधिकांश अघुलनशील समस्याओं की व्याख्या करता है: ब्रह्मांडीय पैमाने पर गुरुत्वाकर्षण के विश्लेषण में डार्क मैटर, डार्क एनर्जी, क्वांटम प्रभाव।

अपने मॉडल के निर्माण के लिए, सिद्धांत के लेखक ने एक विशेष गणितीय उपकरण का उपयोग किया - मरोड़ का सिद्धांत। इसमें, अंतरिक्ष-समय एक एकल किरण के रूप में प्रकट होता है, जो अंतरिक्ष-समय के गुरुत्वाकर्षण वक्रता के प्रभाव में मुड़ जाता है। हमारे विश्व स्तर पर अपूर्ण अवलोकन के साधनों द्वारा भी इन वक्रताओं का पता लगाया जा सकता है।

वास्तविक दुनिया कैसी है?

इसलिए, हमारे आसपास की दुनिया में, हर कोई केवल वही देखता है जो उसकी इंद्रियों के लिए उपलब्ध है, उदाहरण के लिए, एक बग जो एक गुब्बारे पर रेंगता है, उसे सपाट और अंतहीन लगता है। इसलिए, लचीले स्पेस-टाइम के घुमाव का पता लगाना बहुत मुश्किल है, खासकर यदि आप इस आयाम के अंदर हैं।

बेशक, ब्रह्मांड की संरचना का ऐसा मॉडल बताता है कि हमारे ब्रह्मांड में प्रत्येक ब्लैक होल दूसरे ब्रह्मांड का द्वार है। लेकिन यह बिल्कुल भी स्पष्ट नहीं है कि ग्रेट-ग्रेट-एन टाइम्स-ग्रेट-ग्रेट-ब्रह्मांड में कितनी "परतें" मौजूद हैं, जैसा कि पोपलेव्स्की उन्हें कहते हैं, जिसमें हमारे ब्रह्मांड के साथ हमारा ब्लैक होल स्थित है।

अविश्वसनीय परिकल्पना की पुष्टि की जाती है

क्या इस तरह की अविश्वसनीय परिकल्पना की किसी चीज़ से पुष्टि करना वास्तव में संभव है? निकोडेम पोप्लाव्स्की का मानना ​​है कि यह संभव है। आखिरकार, हमारे ब्रह्मांड में सभी ब्लैक होल और तारे घूमते हैं। तार्किक तर्क से, सुपर-ग्रेट-ब्रह्मांड में बिल्कुल वैसा ही होना चाहिए। इसका मतलब यह है कि हमारे ब्रह्माण्ड के घूमने के पैरामीटर ब्लैक होल के समान होने चाहिए जिसमें यह स्थित है।

इस मामले में, सर्पिल आकाशगंगाओं का हिस्सा बाईं ओर मुड़ना चाहिए, और अन्य स्थानिक रूप से विपरीत भाग दाईं ओर मुड़ना चाहिए। और वास्तव में, आधुनिक अवलोकन संबंधी आंकड़ों के अनुसार, अधिकांश सर्पिल आकाशगंगाएँ बाईं ओर मुड़ जाती हैं - "बाएँ हाथ", और दूसरा, देखने योग्य ब्रह्मांड के विपरीत भाग, विपरीत सत्य है - अधिकांश सर्पिल आकाशगंगाएँ मुड़ जाती हैं सही।

भौतिकी में एक ब्लैक होल को अंतरिक्ष-समय में एक क्षेत्र के रूप में परिभाषित किया जाता है, जिसका गुरुत्वाकर्षण आकर्षण इतना मजबूत होता है कि यहां तक ​​कि प्रकाश की गति से चलने वाली वस्तुएं, प्रकाश की क्वांटा सहित, इसे छोड़ नहीं सकती हैं। इस क्षेत्र की सीमा को घटना क्षितिज कहा जाता है, और इसके विशिष्ट आकार को गुरुत्वाकर्षण त्रिज्या कहा जाता है, जिसे ब्लैक फॉरेस्ट त्रिज्या कहा जाता है। ब्लैक होल ब्रह्मांड की सबसे रहस्यमयी वस्तुएं हैं। वे अमेरिकी खगोल वैज्ञानिक जॉन व्हीलर को अपना दुर्भाग्यपूर्ण नाम देते हैं। यह वह था जिसने 1967 में लोकप्रिय व्याख्यान "हमारा ब्रह्मांड: ज्ञात और अज्ञात" में इन सुपरडेंस पिंडों को छेद कहा था। पहले, ऐसी वस्तुओं को "ढह गए सितारे" या "ढहने वाले" कहा जाता था। लेकिन "ब्लैक होल" शब्द जड़ पकड़ चुका है, और इसे बदलना असंभव हो गया है। ब्रह्मांड में दो प्रकार के ब्लैक होल हैं: 1 - सुपरमैसिव ब्लैक होल, जिसका द्रव्यमान सूर्य के द्रव्यमान से लाखों गुना अधिक है (ऐसा माना जाता है कि ऐसी वस्तुएँ आकाशगंगाओं के केंद्रों में स्थित हैं); 2 - कम विशाल ब्लैक होल जो विशाल मरने वाले सितारों के संपीड़न से उत्पन्न होते हैं, उनका द्रव्यमान तीन सौर द्रव्यमान से अधिक होता है; जैसे-जैसे तारा सिकुड़ता है, पदार्थ अधिक से अधिक संकुचित होता जाता है, और परिणामस्वरूप, वस्तु का गुरुत्वाकर्षण इस हद तक बढ़ जाता है कि प्रकाश उस पर काबू नहीं पा सकता है। ब्लैक होल से न तो विकिरण और न ही कोई पदार्थ बच सकता है। ब्लैक होल सुपर-शक्तिशाली गुरुत्वाकर्षण हैं।

ब्लैक होल में बदलने के लिए किसी तारे को जिस त्रिज्या तक सिकुड़ना चाहिए, उसे गुरुत्वाकर्षण त्रिज्या कहा जाता है। तारों से बनने वाले ब्लैक होल के लिए, यह केवल कुछ दसियों किलोमीटर है। बाइनरी स्टार्स के कुछ जोड़े में, उनमें से एक सबसे शक्तिशाली टेलीस्कोप के लिए अदृश्य है, लेकिन इस तरह के गुरुत्वाकर्षण प्रणाली में अदृश्य घटक का द्रव्यमान बहुत बड़ा हो जाता है। सबसे अधिक संभावना है, ऐसी वस्तुएं या तो न्यूट्रॉन तारे या ब्लैक होल हैं। कभी-कभी ऐसी जोड़ियों में अदृश्य घटक एक सामान्य तारे से पदार्थ को चीर देते हैं। इस मामले में, गैस दृश्यमान तारे की बाहरी परतों से अलग हो जाती है और एक अज्ञात ब्लैक होल में गिर जाती है। लेकिन छेद में गिरने से पहले, गैस बहुत कम एक्स-रे तरंगों सहित विभिन्न तरंग दैर्ध्य की विद्युत चुम्बकीय तरंगों का उत्सर्जन करती है। इसके अलावा, न्यूट्रॉन स्टार या ब्लैक होल के पास, गैस बहुत गर्म हो जाती है और एक्स-रे और गामा रेंज में शक्तिशाली उच्च-ऊर्जा विद्युत चुम्बकीय विकिरण का स्रोत बन जाती है। ऐसा विकिरण पृथ्वी के वायुमंडल से नहीं गुजरता है, लेकिन इसे अंतरिक्ष दूरबीनों का उपयोग करके देखा जा सकता है। ब्लैक होल के संभावित उम्मीदवारों में से एक को सिग्नस तारामंडल में एक्स-रे का एक शक्तिशाली स्रोत माना जाता है।