अंतरिक्ष अन्वेषण के बारे में लोकप्रिय विज्ञान फिल्में बनाने में अपेक्षाकृत हालिया वृद्धि के कारण, आधुनिक दर्शकों ने विलक्षणता या ब्लैक होल जैसी घटनाओं के बारे में बहुत कुछ सुना है। हालाँकि, फ़िल्में स्पष्ट रूप से इन घटनाओं की पूर्ण प्रकृति को प्रकट नहीं करती हैं, और कभी-कभी अधिक प्रभाव के लिए निर्मित वैज्ञानिक सिद्धांतों को विकृत भी करती हैं। इस कारण से, कई आधुनिक लोगों का इन घटनाओं के बारे में विचार या तो पूरी तरह से सतही है या पूरी तरह से गलत है। जो समस्या उत्पन्न हुई है, उसका एक समाधान यह लेख है, जिसमें हम मौजूदा शोध परिणामों को समझने की कोशिश करेंगे और इस प्रश्न का उत्तर देंगे - ब्लैक होल क्या है?

1784 में, अंग्रेजी पुजारी और प्रकृतिवादी जॉन मिचेल ने पहली बार रॉयल सोसाइटी को लिखे एक पत्र में एक काल्पनिक विशाल पिंड का उल्लेख किया था जिसमें इतना मजबूत गुरुत्वाकर्षण आकर्षण है कि इसके लिए दूसरा ब्रह्मांडीय वेग प्रकाश की गति से अधिक होगा। दूसरा ब्रह्मांडीय वेग वह गति है जो एक अपेक्षाकृत छोटी वस्तु को एक खगोलीय पिंड के गुरुत्वाकर्षण आकर्षण को दूर करने और इस पिंड के चारों ओर एक बंद कक्षा की सीमा से परे जाने की आवश्यकता होगी। उनकी गणना के अनुसार, सूर्य के घनत्व के साथ और 500 सौर त्रिज्या के त्रिज्या वाले शरीर की सतह पर प्रकाश की गति के बराबर एक दूसरा ब्रह्मांडीय वेग होगा। इस मामले में, प्रकाश भी ऐसे पिंड की सतह को नहीं छोड़ेगा, और इसलिए यह पिंड केवल आने वाली रोशनी को अवशोषित करेगा और पर्यवेक्षक के लिए अदृश्य रहेगा - अंधेरे स्थान की पृष्ठभूमि के खिलाफ एक प्रकार का काला धब्बा।

हालांकि, मिशेल द्वारा प्रस्तावित सुपरमैसिव बॉडी की अवधारणा ने आइंस्टीन के काम तक ज्यादा दिलचस्पी नहीं दिखाई। स्मरण करो कि उत्तरार्द्ध ने प्रकाश की गति को सूचना हस्तांतरण की सीमित गति के रूप में परिभाषित किया। इसके अलावा, आइंस्टीन ने प्रकाश की गति () के करीब गति के लिए गुरुत्वाकर्षण के सिद्धांत का विस्तार किया। नतीजतन, न्यूटोनियन सिद्धांत को ब्लैक होल पर लागू करना प्रासंगिक नहीं रह गया था।

आइंस्टीन का समीकरण

ब्लैक होल पर सामान्य सापेक्षता लागू करने और आइंस्टीन के समीकरणों को हल करने के परिणामस्वरूप, ब्लैक होल के मुख्य पैरामीटर सामने आए, जिनमें से केवल तीन हैं: द्रव्यमान, विद्युत आवेश और कोणीय गति। यह भारतीय खगोल वैज्ञानिक सुब्रमण्यन चंद्रशेखर के महत्वपूर्ण योगदान पर ध्यान दिया जाना चाहिए, जिन्होंने एक मौलिक मोनोग्राफ बनाया: "ब्लैक होल का गणितीय सिद्धांत"।

इस प्रकार, आइंस्टीन समीकरणों का समाधान चार संभावित प्रकार के ब्लैक होल के लिए चार विकल्पों द्वारा दर्शाया गया है:

• बिना घूर्णन और बिना आवेश वाला एक ब्लैक होल श्वार्जस्चिल्ड समाधान है। आइंस्टीन के समीकरणों का उपयोग करते हुए एक ब्लैक होल (1916) के पहले विवरणों में से एक, लेकिन शरीर के तीन मापदंडों में से दो को ध्यान में रखे बिना। जर्मन भौतिक विज्ञानी कार्ल श्वार्ज़चाइल्ड का समाधान आपको एक गोलाकार विशाल शरीर के बाहरी गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र की गणना करने की अनुमति देता है। ब्लैक होल की जर्मन वैज्ञानिक की अवधारणा की एक विशेषता एक घटना क्षितिज और उसके पीछे की उपस्थिति है। श्वार्ज़चाइल्ड ने भी सबसे पहले गुरुत्वाकर्षण त्रिज्या की गणना की, जिसे उसका नाम मिला, जो उस गोले की त्रिज्या निर्धारित करता है जिस पर एक दिए गए द्रव्यमान वाले पिंड के लिए घटना क्षितिज स्थित होगा।
• आवेश के बिना घूर्णन वाला एक ब्लैक होल रीस्नर-नॉर्डस्ट्रॉम समाधान है। ब्लैक होल के संभावित विद्युत आवेश को ध्यान में रखते हुए, 1916-1918 में एक समाधान सामने रखा गया। यह शुल्क मनमाने ढंग से बड़ा नहीं हो सकता है और परिणामी विद्युत प्रतिकर्षण के कारण सीमित है। उत्तरार्द्ध को गुरुत्वाकर्षण आकर्षण द्वारा मुआवजा दिया जाना चाहिए।
• घूर्णन और बिना आवेश वाला एक ब्लैक होल - केर का समाधान (1963)। एक घूमता हुआ केर ब्लैक होल एक स्थिर ब्लैक होल से तथाकथित एर्गोस्फीयर की उपस्थिति से भिन्न होता है (इसके बारे में और ब्लैक होल के अन्य घटकों के बारे में और पढ़ें)।
• रोटेशन और चार्ज के साथ बीएच - केर-न्यूमैन समाधान। इस समाधान की गणना 1965 में की गई थी और वर्तमान में यह सबसे पूर्ण है, क्योंकि यह तीनों बीएच मापदंडों को ध्यान में रखता है। हालांकि, यह अभी भी माना जाता है कि प्रकृति में ब्लैक होल का चार्ज नगण्य है।

ब्लैक होल का गठन

ब्लैक होल कैसे बनता है और कैसे प्रकट होता है, इसके बारे में कई सिद्धांत हैं, जिनमें से सबसे प्रसिद्ध गुरुत्वाकर्षण पतन के परिणामस्वरूप पर्याप्त द्रव्यमान वाले तारे का उद्भव है। ऐसा संपीडन तीन से अधिक सौर द्रव्यमान वाले तारों के विकास को समाप्त कर सकता है। ऐसे सितारों के अंदर थर्मोन्यूक्लियर प्रतिक्रियाएं पूरी होने पर, वे तेजी से एक सुपरडेंस में सिकुड़ने लगते हैं। यदि न्यूट्रॉन तारे की गैस का दबाव गुरुत्वाकर्षण बल की भरपाई नहीं कर सकता है, अर्थात तारे का द्रव्यमान तथाकथित पर हावी हो जाता है। ओपेनहाइमर-वोल्कोव सीमा, फिर पतन जारी रहता है, जिससे पदार्थ ब्लैक होल में सिकुड़ जाता है।

ब्लैक होल के जन्म का वर्णन करने वाला दूसरा परिदृश्य प्रोटोगैलेक्टिक गैस का संपीड़न है, यानी इंटरस्टेलर गैस जो एक आकाशगंगा या किसी प्रकार के क्लस्टर में परिवर्तन के चरण में है। समान गुरुत्वाकर्षण बलों की भरपाई के लिए अपर्याप्त आंतरिक दबाव की स्थिति में, एक ब्लैक होल उत्पन्न हो सकता है।

दो अन्य परिदृश्य काल्पनिक रहते हैं:

• परिणामस्वरूप ब्लैक होल की घटना - तथाकथित। मौलिक ब्लैक होल।
• उच्च ऊर्जा पर परमाणु प्रतिक्रियाओं के परिणामस्वरूप घटना। ऐसी प्रतिक्रियाओं का एक उदाहरण कोलाइडर पर प्रयोग हैं।

ब्लैक होल की संरचना और भौतिकी

श्वार्जस्चिल्ड के अनुसार एक ब्लैक होल की संरचना में केवल दो तत्व शामिल हैं जिनका पहले उल्लेख किया गया था: एक ब्लैक होल की विलक्षणता और घटना क्षितिज। संक्षेप में विलक्षणता के बारे में बोलते हुए, यह ध्यान दिया जा सकता है कि इसके माध्यम से एक सीधी रेखा खींचना असंभव है, और यह भी कि अधिकांश मौजूदा भौतिक सिद्धांत इसके अंदर काम नहीं करते हैं। इस प्रकार, विलक्षणता की भौतिकी आज भी वैज्ञानिकों के लिए एक रहस्य बनी हुई है। एक ब्लैक होल की एक निश्चित सीमा होती है, जिसे पार करते हुए, एक भौतिक वस्तु अपनी सीमा से परे वापस लौटने की क्षमता खो देती है और स्पष्ट रूप से एक ब्लैक होल की विलक्षणता में "गिर" जाती है।

बीएच रोटेशन की उपस्थिति में, केर समाधान के मामले में ब्लैक होल की संरचना कुछ और जटिल हो जाती है। केर के समाधान का तात्पर्य है कि छेद में एक एर्गोस्फीयर है। एर्गोस्फीयर - घटना क्षितिज के बाहर स्थित एक निश्चित क्षेत्र, जिसके अंदर सभी पिंड ब्लैक होल के घूमने की दिशा में चलते हैं। यह क्षेत्र अभी रोमांचक नहीं है और घटना क्षितिज के विपरीत इसे छोड़ना संभव है। एर्गोस्फीयर संभवतः अभिवृद्धि डिस्क का एक प्रकार का एनालॉग है, जो बड़े पैमाने पर पिंडों के चारों ओर घूमने वाले पदार्थ का प्रतिनिधित्व करता है। यदि एक स्थिर श्वार्ज़स्चाइल्ड ब्लैक होल को एक काले गोले के रूप में दर्शाया जाता है, तो केरी ब्लैक होल, एक एर्गोस्फीयर की उपस्थिति के कारण, एक चपटे दीर्घवृत्त का आकार होता है, जिसके रूप में हम अक्सर ड्राइंग में ब्लैक होल देखते थे, पुराने में फिल्में या वीडियो गेम।

• ब्लैक होल का वजन कितना होता है? - ब्लैक होल की उपस्थिति पर सबसे बड़ी सैद्धांतिक सामग्री एक तारे के पतन के परिणामस्वरूप इसकी उपस्थिति के परिदृश्य के लिए उपलब्ध है। इस मामले में, न्यूट्रॉन तारे का अधिकतम द्रव्यमान और ब्लैक होल का न्यूनतम द्रव्यमान ओपेनहाइमर-वोल्कोव सीमा द्वारा निर्धारित किया जाता है, जिसके अनुसार बीएच द्रव्यमान की निचली सीमा 2.5-3 सौर द्रव्यमान है। अब तक खोजे गए सबसे भारी ब्लैक होल (आकाशगंगा NGC 4889 में) में 21 बिलियन सौर द्रव्यमान का द्रव्यमान है। हालांकि, किसी को ब्लैक होल के बारे में नहीं भूलना चाहिए, काल्पनिक रूप से उच्च ऊर्जा पर परमाणु प्रतिक्रियाओं से उत्पन्न होता है, जैसे कि कोलाइडर पर। ऐसे क्वांटम ब्लैक होल का द्रव्यमान, दूसरे शब्दों में "प्लैंक ब्लैक होल" के क्रम का है, अर्थात् 2 · 10 -5 ग्राम।
• ब्लैक होल का आकार। न्यूनतम बीएच त्रिज्या की गणना न्यूनतम द्रव्यमान (2.5 - 3 सौर द्रव्यमान) से की जा सकती है। यदि सूर्य का गुरुत्वीय त्रिज्या, अर्थात वह क्षेत्र जहाँ घटना क्षितिज होगा, लगभग 2.95 किमी है, तो 3 सौर द्रव्यमान वाले BH की न्यूनतम त्रिज्या लगभग नौ किलोमीटर होगी। जब बड़े पैमाने पर वस्तुओं की बात आती है तो इस तरह के अपेक्षाकृत छोटे आकार सिर में फिट नहीं होते हैं जो चारों ओर सब कुछ आकर्षित करते हैं। हालांकि, क्वांटम ब्लैक होल के लिए त्रिज्या -10 −35 मीटर है।
• एक ब्लैक होल का औसत घनत्व दो मापदंडों पर निर्भर करता है: द्रव्यमान और त्रिज्या। लगभग तीन सौर द्रव्यमान वाले ब्लैक होल का घनत्व लगभग 6 10 26 किग्रा/घन मीटर है, जबकि पानी का घनत्व 1000 किग्रा/घन मीटर है। हालांकि, इतने छोटे ब्लैक होल वैज्ञानिकों को नहीं मिले हैं। अधिकांश खोजे गए बीएच का द्रव्यमान 105 सौर द्रव्यमान से अधिक है। एक दिलचस्प पैटर्न है जिसके अनुसार ब्लैक होल जितना अधिक विशाल होगा, उसका घनत्व उतना ही कम होगा। इस मामले में, परिमाण के 11 आदेशों के द्रव्यमान में परिवर्तन से परिमाण के 22 आदेशों के घनत्व में परिवर्तन होता है। इस प्रकार, 1 ·10 9 सौर द्रव्यमान वाले एक ब्लैक होल का घनत्व 18.5 किग्रा/मी³ है, जो सोने के घनत्व से एक कम है। और 10 10 से अधिक सौर द्रव्यमान वाले ब्लैक होल का औसत घनत्व हवा के घनत्व से कम हो सकता है। इन गणनाओं के आधार पर, यह मान लेना तर्कसंगत है कि ब्लैक होल का निर्माण पदार्थ के संपीड़न के कारण नहीं होता है, बल्कि एक निश्चित मात्रा में बड़ी मात्रा में पदार्थ के संचय के परिणामस्वरूप होता है। क्वांटम ब्लैक होल के मामले में, उनका घनत्व लगभग 10 94 किग्रा/मी³ हो सकता है।
• ब्लैक होल का तापमान भी इसके द्रव्यमान के व्युत्क्रमानुपाती होता है। इस तापमान का सीधा संबंध है। इस विकिरण का स्पेक्ट्रम पूरी तरह से काले शरीर के स्पेक्ट्रम के साथ मेल खाता है, यानी एक ऐसा शरीर जो सभी घटना विकिरण को अवशोषित करता है। किसी कृष्णिका का विकिरण स्पेक्ट्रम केवल उसके तापमान पर निर्भर करता है, तो ब्लैक होल का तापमान हॉकिंग विकिरण स्पेक्ट्रम से निर्धारित किया जा सकता है। जैसा कि ऊपर बताया गया है, यह विकिरण जितना अधिक शक्तिशाली होता है, ब्लैक होल उतना ही छोटा होता है। इसी समय, हॉकिंग विकिरण काल्पनिक बना हुआ है, क्योंकि यह अभी तक खगोलविदों द्वारा नहीं देखा गया है। इससे यह पता चलता है कि यदि हॉकिंग विकिरण मौजूद है, तो देखे गए बीएच का तापमान इतना कम है कि यह किसी को संकेतित विकिरण का पता लगाने की अनुमति नहीं देता है। गणनाओं के अनुसार, सूर्य के द्रव्यमान के क्रम के द्रव्यमान वाले छेद का तापमान भी नगण्य रूप से छोटा होता है (1 10 -7 K या -272°C)। क्वांटम ब्लैक होल का तापमान लगभग 10 12 K तक पहुँच सकता है, और उनके तेजी से वाष्पीकरण (लगभग 1.5 मिनट) के साथ, ऐसे ब्लैक होल एक करोड़ परमाणु बमों के क्रम की ऊर्जा का उत्सर्जन कर सकते हैं। लेकिन, सौभाग्य से, ऐसी काल्पनिक वस्तुओं के निर्माण के लिए लार्ज हैड्रॉन कोलाइडर में आज प्राप्त ऊर्जा की तुलना में 10 14 गुना अधिक ऊर्जा की आवश्यकता होगी। इसके अलावा, ऐसी घटनाएं खगोलविदों द्वारा कभी नहीं देखी गई हैं।

सीएचडी किससे बनता है?

एक और सवाल वैज्ञानिकों और उन दोनों को चिंतित करता है जो केवल खगोल भौतिकी के शौकीन हैं - एक ब्लैक होल में क्या होता है? इस प्रश्न का कोई एक उत्तर नहीं है, क्योंकि किसी भी ब्लैक होल के चारों ओर घटना क्षितिज से परे देखना संभव नहीं है। इसके अलावा, जैसा कि पहले उल्लेख किया गया है, ब्लैक होल के सैद्धांतिक मॉडल इसके केवल 3 घटकों के लिए प्रदान करते हैं: एर्गोस्फीयर, घटना क्षितिज और विलक्षणता। यह मान लेना तर्कसंगत है कि एर्गोस्फीयर में केवल वे वस्तुएँ हैं जो ब्लैक होल द्वारा आकर्षित की गई थीं, और जो अब इसके चारों ओर घूमती हैं - विभिन्न प्रकार के ब्रह्मांडीय पिंड और ब्रह्मांडीय गैस। घटना क्षितिज केवल एक पतली अंतर्निहित सीमा है, जिसके एक बार परे, वही ब्रह्मांडीय निकाय अपरिवर्तनीय रूप से ब्लैक होल के अंतिम मुख्य घटक - विलक्षणता की ओर आकर्षित होते हैं। विलक्षणता की प्रकृति का आज अध्ययन नहीं किया गया है, और इसकी रचना के बारे में बात करना जल्दबाजी होगी।

कुछ मान्यताओं के अनुसार, एक ब्लैक होल में न्यूट्रॉन हो सकते हैं। यदि हम एक तारे के एक न्यूट्रॉन तारे के संपीड़न के परिणामस्वरूप उसके बाद के संपीड़न के परिणामस्वरूप एक ब्लैक होल की घटना के परिदृश्य का पालन करते हैं, तो, संभवतः, ब्लैक होल के मुख्य भाग में न्यूट्रॉन होते हैं, जिनमें से न्यूट्रॉन तारा स्वयं होता है। सरल शब्दों में: जब कोई तारा ढहता है, तो उसके परमाणु इस तरह संकुचित होते हैं कि इलेक्ट्रॉन प्रोटॉन के साथ जुड़ते हैं, जिससे न्यूट्रॉन बनते हैं। इस तरह की प्रतिक्रिया वास्तव में प्रकृति में होती है, न्यूट्रॉन के निर्माण के साथ, न्यूट्रिनो उत्सर्जन होता है। हालाँकि, ये केवल अनुमान हैं।

यदि आप ब्लैक होल में गिर जाते हैं तो क्या होता है?

एस्ट्रोफिजिकल ब्लैक होल में गिरने से शरीर में खिंचाव होता है। एक काल्पनिक आत्मघाती अंतरिक्ष यात्री पर विचार करें जो एक ब्लैक होल में जा रहा है और कुछ नहीं बल्कि एक स्पेस सूट पहने हुए है, पहले पैर। घटना क्षितिज को पार करते हुए, अंतरिक्ष यात्री को कोई बदलाव नज़र नहीं आएगा, इस तथ्य के बावजूद कि उसके पास अब वापस आने का अवसर नहीं है। किसी बिंदु पर, अंतरिक्ष यात्री एक बिंदु पर पहुंच जाएगा (घटना क्षितिज से थोड़ा पीछे) जहां उसके शरीर का विरूपण होना शुरू हो जाएगा। चूंकि एक ब्लैक होल का गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र गैर-समान होता है और केंद्र की ओर बढ़ने वाले बल प्रवणता द्वारा दर्शाया जाता है, उदाहरण के लिए, अंतरिक्ष यात्री के पैर, उदाहरण के लिए, सिर की तुलना में अधिक गुरुत्वाकर्षण प्रभाव के अधीन होंगे। फिर, गुरुत्वाकर्षण के कारण, या बल्कि, ज्वारीय बल, पैर तेजी से "गिरेंगे"। इस प्रकार, शरीर धीरे-धीरे लंबाई में फैलने लगता है। इस घटना का वर्णन करने के लिए, खगोल वैज्ञानिक एक रचनात्मक शब्द - स्पेगेटीफिकेशन के साथ आए हैं। शरीर के आगे के खिंचाव से संभवतः इसे परमाणुओं में विघटित कर दिया जाएगा, जो जल्द या बाद में एक विलक्षणता तक पहुंच जाएगा। कोई केवल अनुमान लगा सकता है कि इस स्थिति में कोई व्यक्ति कैसा महसूस करेगा। यह ध्यान देने योग्य है कि शरीर के खिंचाव का प्रभाव ब्लैक होल के द्रव्यमान के व्युत्क्रमानुपाती होता है। अर्थात्, यदि तीन सूर्य के द्रव्यमान वाला एक बीएच तुरंत शरीर को फैलाता/तोड़ता है, तो सुपरमैसिव ब्लैक होल में ज्वारीय बल कम होंगे और सुझाव हैं कि कुछ भौतिक सामग्री अपनी संरचना को खोए बिना इस तरह के विरूपण को "बर्दाश्त" कर सकती हैं।

जैसा कि आप जानते हैं, बड़े पैमाने पर वस्तुओं के पास, समय अधिक धीरे-धीरे बहता है, जिसका अर्थ है कि एक आत्मघाती अंतरिक्ष यात्री के लिए समय पृथ्वीवासियों की तुलना में बहुत अधिक धीरे-धीरे बहेगा। उस स्थिति में, शायद वह न केवल अपने दोस्तों, बल्कि स्वयं पृथ्वी को जीवित कर देगा। किसी अंतरिक्ष यात्री के लिए कितना समय धीमा होगा, यह निर्धारित करने के लिए गणना की आवश्यकता होगी, लेकिन ऊपर से यह माना जा सकता है कि अंतरिक्ष यात्री बहुत धीरे-धीरे ब्लैक होल में गिरेगा और उस क्षण को देखने के लिए जीवित नहीं रह सकता है जब उसका शरीर विकृत होना शुरू होता है। .

यह उल्लेखनीय है कि बाहर के पर्यवेक्षक के लिए, सभी पिंड जो घटना क्षितिज तक उड़ चुके हैं, इस क्षितिज के किनारे पर तब तक बने रहेंगे जब तक कि उनकी छवि गायब नहीं हो जाती। इस घटना का कारण गुरुत्वाकर्षण रेडशिफ्ट है। कुछ हद तक सरल करते हुए, हम कह सकते हैं कि घटना क्षितिज पर "जमे हुए" एक आत्मघाती अंतरिक्ष यात्री के शरीर पर पड़ने वाला प्रकाश इसके धीमे समय के कारण इसकी आवृत्ति को बदल देगा। जैसे-जैसे समय धीरे-धीरे बीतता है, प्रकाश की आवृत्ति कम होती जाएगी और तरंगदैर्घ्य बढ़ता जाएगा। इस घटना के परिणामस्वरूप, आउटपुट पर, यानी बाहरी पर्यवेक्षक के लिए, प्रकाश धीरे-धीरे कम आवृत्ति - लाल रंग की तरफ स्थानांतरित हो जाएगा। स्पेक्ट्रम के साथ प्रकाश का एक बदलाव होगा, क्योंकि आत्मघाती अंतरिक्ष यात्री प्रेक्षक से आगे और आगे बढ़ता है, यद्यपि लगभग अगोचर रूप से, और उसका समय धीरे-धीरे बहता है। इस प्रकार, उसके शरीर द्वारा परावर्तित प्रकाश जल्द ही दृश्यमान स्पेक्ट्रम से परे चला जाएगा (छवि गायब हो जाएगी), और भविष्य में अंतरिक्ष यात्री के शरीर को केवल इन्फ्रारेड क्षेत्र में, बाद में रेडियो फ्रीक्वेंसी क्षेत्र में, और परिणामस्वरूप, देखा जा सकता है। विकिरण पूरी तरह से मायावी होगा।

ऊपर जो लिखा गया है उसके बावजूद, यह माना जाता है कि बहुत बड़े सुपरमैसिव ब्लैक होल में, ज्वारीय बल दूरी के साथ इतना नहीं बदलते हैं और गिरने वाले शरीर पर लगभग समान रूप से कार्य करते हैं। ऐसे में गिरने वाला अंतरिक्ष यान अपनी संरचना को बनाए रखेगा। एक वाजिब सवाल उठता है - ब्लैक होल कहाँ जाता है? वर्महोल और ब्लैक होल जैसी दो घटनाओं को जोड़कर कुछ वैज्ञानिकों के काम से इस सवाल का जवाब दिया जा सकता है।

1935 में वापस, अल्बर्ट आइंस्टीन और नाथन रोसेन ने, तथाकथित वर्महोल के अस्तित्व के बारे में एक परिकल्पना को सामने रखा, जो बाद के महत्वपूर्ण वक्रता के स्थानों में अंतरिक्ष-समय के दो बिंदुओं को जोड़ता है - आइंस्टीन-रोसेन पुल या वर्महोल। अंतरिक्ष के ऐसे शक्तिशाली वक्रता के लिए, एक विशाल द्रव्यमान वाले पिंडों की आवश्यकता होगी, जिसकी भूमिका ब्लैक होल पूरी तरह से सामना करेंगे।

आइंस्टीन-रोसेन ब्रिज को एक अभेद्य वर्महोल माना जाता है, क्योंकि यह छोटा और अस्थिर है।

ब्लैक एंड व्हाइट होल के सिद्धांत के भीतर एक ट्रैवर्सेबल वर्महोल संभव है। जहां व्हाइट होल सूचना का आउटपुट है जो ब्लैक होल में गिर गया। व्हाइट होल को सामान्य सापेक्षता के ढांचे में वर्णित किया गया है, लेकिन आज यह काल्पनिक बना हुआ है और इसकी खोज नहीं की गई है। वर्महोल का एक अन्य मॉडल अमेरिकी वैज्ञानिकों किप थॉर्न और उनके स्नातक छात्र माइक मॉरिस द्वारा प्रस्तावित किया गया था, जो पास करने योग्य हो सकता है। हालांकि, मॉरिस-थॉर्न वर्महोल के साथ-साथ ब्लैक एंड व्हाइट होल के मामले में, यात्रा की संभावना के लिए तथाकथित विदेशी पदार्थ के अस्तित्व की आवश्यकता होती है, जिसमें नकारात्मक ऊर्जा होती है और यह काल्पनिक भी रहता है।

ब्रह्मांड में ब्लैक होल

ब्लैक होल के अस्तित्व की पुष्टि हाल ही में (सितंबर 2015) की गई थी, लेकिन उस समय से पहले ब्लैक होल की प्रकृति पर पहले से ही बहुत सारी सैद्धांतिक सामग्री थी, साथ ही ब्लैक होल की भूमिका के लिए कई उम्मीदवार वस्तुएं भी थीं। सबसे पहले, किसी को ब्लैक होल के आयामों को ध्यान में रखना चाहिए, क्योंकि घटना की प्रकृति उन पर निर्भर करती है:

• तारकीय द्रव्यमान ब्लैक होल. ऐसी वस्तुओं का निर्माण किसी तारे के ढहने के परिणामस्वरूप होता है। जैसा कि पहले उल्लेख किया गया है, ऐसे ब्लैक होल बनाने में सक्षम पिंड का न्यूनतम द्रव्यमान 2.5 - 3 सौर द्रव्यमान है।
• मध्यवर्ती द्रव्यमान वाले ब्लैक होल. सशर्त मध्यवर्ती प्रकार के ब्लैक होल जो आस-पास की वस्तुओं के अवशोषण के कारण बढ़ गए हैं, जैसे कि गैस संचय, एक पड़ोसी तारा (दो तारों की प्रणाली में) और अन्य ब्रह्मांडीय पिंड।
• अत्यधिक द्रव्यमान वाला काला सुरंग. 10 5 -10 10 सौर द्रव्यमान वाली सघन वस्तुएँ। ऐसे बीएच के विशिष्ट गुण विरोधाभासी रूप से कम घनत्व के साथ-साथ कमजोर ज्वारीय बल हैं, जिन पर पहले चर्चा की गई थी। यह हमारी मिल्की वे आकाशगंगा (धनु A*, Sgr A*) के साथ-साथ अधिकांश अन्य आकाशगंगाओं के केंद्र में मौजूद सुपरमैसिव ब्लैक होल है।

सीएचडी के लिए उम्मीदवार

निकटतम ब्लैक होल, या ब्लैक होल की भूमिका के लिए एक उम्मीदवार, एक वस्तु (V616 यूनिकॉर्न) है, जो सूर्य से (हमारी आकाशगंगा में) 3000 प्रकाश वर्ष की दूरी पर स्थित है। इसमें दो घटक होते हैं: आधे सौर द्रव्यमान के द्रव्यमान वाला एक तारा, साथ ही एक अदृश्य छोटा पिंड, जिसका द्रव्यमान 3-5 सौर द्रव्यमान होता है। यदि यह वस्तु तारकीय द्रव्यमान का एक छोटा सा ब्लैक होल निकला, तो दाईं ओर यह निकटतम ब्लैक होल होगा।

इस वस्तु के बाद, दूसरा निकटतम ब्लैक होल Cyg X-1 (Cyg X-1) है, जो ब्लैक होल की भूमिका के लिए पहला उम्मीदवार था। इसकी दूरी लगभग 6070 प्रकाश वर्ष है। काफी अच्छी तरह से अध्ययन किया गया है: इसका द्रव्यमान 14.8 सौर द्रव्यमान और लगभग 26 किमी की एक घटना क्षितिज त्रिज्या है।

कुछ स्रोतों के अनुसार, ब्लैक होल की भूमिका के लिए एक अन्य निकटतम उम्मीदवार स्टार सिस्टम V4641 Sagittarii (V4641 Sgr) में एक पिंड हो सकता है, जो कि 1999 में अनुमान के अनुसार, 1600 प्रकाश वर्ष की दूरी पर स्थित था। हालाँकि, बाद के अध्ययनों ने इस दूरी को कम से कम 15 गुना बढ़ा दिया।

हमारी आकाशगंगा में कितने ब्लैक होल हैं?

इस प्रश्न का कोई सटीक उत्तर नहीं है, क्योंकि उनका निरीक्षण करना काफी कठिन है, और आकाश के पूरे अध्ययन के दौरान, वैज्ञानिकों ने मिल्की वे के भीतर लगभग एक दर्जन ब्लैक होल का पता लगाने में कामयाबी हासिल की। गणनाओं में लिप्त हुए बिना, हम ध्यान दें कि हमारी आकाशगंगा में लगभग 100 - 400 बिलियन तारे हैं, और लगभग हर हज़ारवें तारे में एक ब्लैक होल बनाने के लिए पर्याप्त द्रव्यमान है। संभावना है कि मिल्की वे के अस्तित्व के दौरान लाखों ब्लैक होल बन गए होंगे। चूंकि विशाल ब्लैक होल दर्ज करना आसान है, इसलिए यह मान लेना तर्कसंगत है कि हमारी आकाशगंगा में अधिकांश बीएच सुपरमैसिव नहीं हैं। उल्लेखनीय है कि 2005 में नासा के शोध में आकाशगंगा के केंद्र की परिक्रमा करते हुए ब्लैक होल (10-20 हजार) के एक पूरे झुंड की उपस्थिति का सुझाव दिया गया था। इसके अलावा, 2016 में, जापानी खगोल भौतिकीविदों ने वस्तु * के पास एक विशाल उपग्रह की खोज की - एक ब्लैक होल, मिल्की वे का मूल। इस पिंड की छोटी त्रिज्या (0.15 प्रकाश वर्ष), साथ ही इसके विशाल द्रव्यमान (100,000 सौर द्रव्यमान) के कारण, वैज्ञानिकों का सुझाव है कि यह वस्तु भी एक सुपरमैसिव ब्लैक होल है।

हमारी आकाशगंगा का केंद्र, मिल्की वे का ब्लैक होल (धनु A *, Sgr A * या धनु A *) सुपरमैसिव है और इसका द्रव्यमान 4.31 10 6 सौर द्रव्यमान है, और 0.00071 प्रकाश वर्ष (6.25 प्रकाश घंटे) की त्रिज्या है। या 6.75 बिलियन किमी)। धनु A* का तापमान इसके आसपास के क्लस्टर के साथ लगभग 1 10 7 K है।

सबसे बड़ा ब्लैक होल

ब्रह्मांड में सबसे बड़ा ब्लैक होल जिसका वैज्ञानिकों ने पता लगाया है, वह सुपरमैसिव ब्लैक होल, FSRQ ब्लेज़र है, जो आकाशगंगा S5 0014+81 के केंद्र में, पृथ्वी से 1.2·10 10 प्रकाश-वर्ष की दूरी पर है। अवलोकन के प्रारंभिक परिणामों के अनुसार, स्विफ्ट अंतरिक्ष वेधशाला का उपयोग करते हुए, ब्लैक होल का द्रव्यमान 40 बिलियन (40 10 9) सौर द्रव्यमान था, और ऐसे छेद का श्वार्ज़स्चिल्ड त्रिज्या 118.35 बिलियन किलोमीटर (0.013 प्रकाश वर्ष) था। इसके अलावा, गणना के अनुसार, यह 12.1 अरब साल पहले (बिग बैंग के 1.6 अरब साल बाद) उत्पन्न हुआ था। यदि यह विशालकाय ब्लैक होल अपने आसपास के पदार्थ को अवशोषित नहीं करता है, तो यह ब्लैक होल के युग को देखने के लिए जीवित रहेगा - ब्रह्मांड के विकास के युगों में से एक, जिसके दौरान इसमें ब्लैक होल हावी होंगे। यदि आकाशगंगा S5 0014+81 का कोर बढ़ना जारी रहता है, तो यह ब्रह्मांड में मौजूद अंतिम ब्लैक होल में से एक बन जाएगा।

अन्य दो ज्ञात ब्लैक होल, हालांकि नाम नहीं हैं, ब्लैक होल के अध्ययन के लिए सबसे महत्वपूर्ण हैं, क्योंकि उन्होंने प्रयोगात्मक रूप से अपने अस्तित्व की पुष्टि की, और गुरुत्वाकर्षण के अध्ययन के लिए महत्वपूर्ण परिणाम भी दिए। हम बात कर रहे हैं घटना GW150914 की, जिसे दो ब्लैक होल का एक में टकराना कहा जाता है। इस घटना को पंजीकृत करने की अनुमति दी।

ब्लैक होल का पता लगाना

ब्लैक होल का पता लगाने के तरीकों पर विचार करने से पहले, इस प्रश्न का उत्तर देना चाहिए - ब्लैक होल ब्लैक क्यों होता है? - इसके उत्तर के लिए खगोल भौतिकी और ब्रह्माण्ड विज्ञान में गहन ज्ञान की आवश्यकता नहीं है। तथ्य यह है कि एक ब्लैक होल उस पर पड़ने वाले सभी विकिरण को अवशोषित कर लेता है और बिल्कुल भी विकिरण नहीं करता है, यदि आप काल्पनिक को ध्यान में नहीं रखते हैं। यदि हम इस घटना पर अधिक विस्तार से विचार करें, तो हम मान सकते हैं कि ब्लैक होल के अंदर ऐसी कोई प्रक्रिया नहीं है जो विद्युत चुम्बकीय विकिरण के रूप में ऊर्जा की रिहाई की ओर ले जाती है। फिर अगर ब्लैक होल विकिरण करता है, तो यह हॉकिंग स्पेक्ट्रम में है (जो गर्म, बिल्कुल काले शरीर के स्पेक्ट्रम के साथ मेल खाता है)। हालाँकि, जैसा कि पहले उल्लेख किया गया है, इस विकिरण का पता नहीं चला था, जो ब्लैक होल के बिल्कुल कम तापमान का सुझाव देता है।

एक अन्य आम तौर पर स्वीकृत सिद्धांत कहता है कि विद्युत चुम्बकीय विकिरण घटना क्षितिज को छोड़ने में सक्षम नहीं है। यह सबसे अधिक संभावना है कि फोटोन (प्रकाश के कण) बड़े पैमाने पर वस्तुओं से आकर्षित नहीं होते हैं, क्योंकि सिद्धांत के अनुसार, उनके पास कोई द्रव्यमान नहीं होता है। हालांकि, ब्लैक होल अभी भी अंतरिक्ष-समय के विरूपण के माध्यम से प्रकाश के फोटॉनों को "आकर्षित" करता है। यदि हम अंतरिक्ष-समय की चिकनी सतह पर एक प्रकार के अवसाद के रूप में अंतरिक्ष में एक ब्लैक होल की कल्पना करते हैं, तो ब्लैक होल के केंद्र से एक निश्चित दूरी होती है, जिसके निकट आने पर प्रकाश इससे दूर नहीं जा पाएगा . यही है, मोटे तौर पर बोलते हुए, प्रकाश "गड्ढे" में "गिरना" शुरू होता है, जिसमें "नीचे" भी नहीं होता है।

इसके अलावा, यदि हम गुरुत्वीय रेडशिफ्ट के प्रभाव को ध्यान में रखते हैं, तो यह संभव है कि ब्लैक होल में प्रकाश अपनी आवृत्ति खो देता है, स्पेक्ट्रम के साथ कम आवृत्ति वाली लंबी-तरंग विकिरण के क्षेत्र में स्थानांतरित हो जाता है, जब तक कि यह पूरी तरह से ऊर्जा खो न दे।

तो, एक ब्लैक होल काला होता है और इसलिए अंतरिक्ष में इसका पता लगाना मुश्किल होता है।

पता लगाने के तरीके

ब्लैक होल का पता लगाने के लिए खगोलविदों द्वारा उपयोग की जाने वाली विधियों पर विचार करें:

ऊपर बताए गए तरीकों के अलावा, वैज्ञानिक अक्सर ब्लैक होल और जैसी वस्तुओं को जोड़ते हैं। क्वासर ब्रह्मांडीय पिंडों और गैस के कुछ समूह हैं, जो ब्रह्मांड में सबसे चमकीले खगोलीय पिंडों में से हैं। चूंकि उनके पास अपेक्षाकृत छोटे आकार में ल्यूमिनेसेंस की उच्च तीव्रता होती है, इसलिए यह मानने का कारण है कि इन वस्तुओं का केंद्र एक सुपरमैसिव ब्लैक होल है, जो आसपास के पदार्थ को अपनी ओर आकर्षित करता है। इतने शक्तिशाली गुरुत्वाकर्षण आकर्षण के कारण, आकर्षित पदार्थ इतना गर्म होता है कि वह तीव्रता से विकीर्ण होता है। ऐसी वस्तुओं का पता लगाने की तुलना आमतौर पर ब्लैक होल के पता लगाने से की जाती है। कभी-कभी क्वासर गर्म प्लाज्मा के जेट को दो दिशाओं में उत्सर्जित कर सकते हैं - सापेक्ष जेट। ऐसे जेट्स (जेट) के उभरने के कारण पूरी तरह से स्पष्ट नहीं हैं, लेकिन वे संभवतः बीएच के चुंबकीय क्षेत्र और अभिवृद्धि डिस्क के संपर्क के कारण होते हैं, और सीधे ब्लैक होल द्वारा उत्सर्जित नहीं होते हैं।

M87 आकाशगंगा में एक जेट ब्लैक होल के केंद्र से टकरा रहा है

ऊपर संक्षेप में, कोई कल्पना कर सकता है, करीब: यह एक गोलाकार काली वस्तु है, जिसके चारों ओर अत्यधिक गर्म पदार्थ घूमता है, जिससे एक चमकदार अभिवृद्धि डिस्क बनती है।

ब्लैक होल का विलय और टकराना

खगोल भौतिकी में सबसे दिलचस्प घटनाओं में से एक ब्लैक होल की टक्कर है, जिससे इतने बड़े खगोलीय पिंडों का पता लगाना भी संभव हो जाता है। इस तरह की प्रक्रियाएं न केवल खगोल भौतिकीविदों के लिए रुचि की हैं, क्योंकि वे भौतिकविदों द्वारा खराब अध्ययन की गई घटनाओं का परिणाम हैं। सबसे स्पष्ट उदाहरण GW150914 नामक पूर्व उल्लिखित घटना है, जब दो ब्लैक होल इतने करीब आ गए कि, पारस्परिक गुरुत्वाकर्षण आकर्षण के परिणामस्वरूप, वे एक में विलीन हो गए। इस टक्कर का एक महत्वपूर्ण परिणाम गुरुत्वाकर्षण तरंगों का उदय था।

गुरुत्वाकर्षण तरंगों की परिभाषा के अनुसार, ये गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र में परिवर्तन हैं जो बड़े पैमाने पर गतिमान वस्तुओं से लहर की तरह फैलते हैं। जब ऐसी दो वस्तुएँ एक-दूसरे के पास आती हैं, तो वे गुरुत्वाकर्षण के एक सामान्य केंद्र के चारों ओर घूमना शुरू कर देती हैं। जैसे-जैसे वे एक-दूसरे के पास आते हैं, उनकी अपनी धुरी के चारों ओर घूमना बढ़ जाता है। किसी बिंदु पर गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र के ऐसे परिवर्तनशील दोलन एक शक्तिशाली गुरुत्वाकर्षण तरंग का निर्माण कर सकते हैं जो अंतरिक्ष में लाखों प्रकाश वर्ष तक फैल सकती है। इसलिए, 1.3 बिलियन प्रकाश वर्ष की दूरी पर, दो ब्लैक होल की टक्कर हुई, जिसने एक शक्तिशाली गुरुत्वाकर्षण तरंग बनाई जो 14 सितंबर, 2015 को पृथ्वी पर पहुंची और इसे LIGO और VIRGO डिटेक्टरों द्वारा रिकॉर्ड किया गया।

ब्लैक होल कैसे मरते हैं?

जाहिर है, एक ब्लैक होल के अस्तित्व को समाप्त करने के लिए, उसे अपने सभी द्रव्यमान को खोने की आवश्यकता होगी। हालाँकि, उसकी परिभाषा के अनुसार, ब्लैक होल को कुछ भी नहीं छोड़ सकता है यदि यह अपने घटना क्षितिज को पार कर गया है। यह ज्ञात है कि पहली बार सोवियत सैद्धांतिक भौतिक विज्ञानी व्लादिमीर ग्रिबोव ने एक अन्य सोवियत वैज्ञानिक याकोव ज़ेल्डोविच के साथ अपनी चर्चा में ब्लैक होल द्वारा कणों के उत्सर्जन की संभावना का उल्लेख किया था। उन्होंने तर्क दिया कि क्वांटम यांत्रिकी के दृष्टिकोण से, एक ब्लैक होल टनल प्रभाव के माध्यम से कणों को उत्सर्जित करने में सक्षम है। बाद में, क्वांटम यांत्रिकी की मदद से, उन्होंने अपना, कुछ अलग सिद्धांत, अंग्रेजी सैद्धांतिक भौतिक विज्ञानी स्टीफन हॉकिंग का निर्माण किया। आप इस घटना के बारे में और अधिक पढ़ सकते हैं। संक्षेप में, निर्वात में तथाकथित आभासी कण होते हैं, जो लगातार जोड़े में पैदा होते हैं और आसपास की दुनिया के साथ बातचीत किए बिना एक दूसरे को नष्ट कर देते हैं। लेकिन अगर ऐसे जोड़े ब्लैक होल के घटना क्षितिज पर उत्पन्न होते हैं, तो मजबूत गुरुत्वाकर्षण काल्पनिक रूप से उन्हें अलग करने में सक्षम होता है, जिसमें एक कण ब्लैक होल में गिर जाता है, और दूसरा ब्लैक होल से दूर चला जाता है। और चूंकि एक कण जो एक छेद से उड़ गया है, देखा जा सकता है और इसलिए सकारात्मक ऊर्जा है, एक कण जो एक छेद में गिर गया है, उसमें नकारात्मक ऊर्जा होनी चाहिए। इस प्रकार, ब्लैक होल अपनी ऊर्जा खो देगा और ब्लैक होल वाष्पीकरण नामक एक प्रभाव होगा।

ब्लैक होल के उपलब्ध मॉडलों के अनुसार, जैसा कि पहले उल्लेख किया गया है, जैसे-जैसे इसका द्रव्यमान घटता है, इसका विकिरण अधिक तीव्र होता जाता है। फिर, एक ब्लैक होल के अस्तित्व के अंतिम चरण में, जब इसे क्वांटम ब्लैक होल के आकार में घटाया जा सकता है, तो यह विकिरण के रूप में ऊर्जा की एक बड़ी मात्रा जारी करेगा, जो हजारों या यहां तक ​​कि के बराबर हो सकती है। लाखों परमाणु बम। यह घटना कुछ हद तक उसी बम की तरह ब्लैक होल के विस्फोट की याद दिलाती है। गणनाओं के अनुसार, बिग बैंग के परिणामस्वरूप प्रारंभिक ब्लैक होल पैदा हो सकते थे, और उनमें से वे, जिनका द्रव्यमान लगभग 10-12 किलोग्राम है, को हमारे समय के आसपास वाष्पित और विस्फोट होना चाहिए था। जैसा कि हो सकता है, ऐसे विस्फोट खगोलविदों ने कभी नहीं देखे हों।

ब्लैक होल के विनाश के लिए हॉकिंग द्वारा प्रस्तावित तंत्र के बावजूद, हॉकिंग विकिरण के गुण क्वांटम यांत्रिकी के ढांचे में विरोधाभास पैदा करते हैं। यदि एक ब्लैक होल किसी पिंड को अवशोषित करता है, और फिर इस पिंड के अवशोषण से उत्पन्न द्रव्यमान को खो देता है, तो पिंड की प्रकृति की परवाह किए बिना, ब्लैक होल पिंड के अवशोषण से पहले जो था उससे अलग नहीं होगा। ऐसे में शरीर के बारे में जानकारी हमेशा के लिए खो जाती है। सैद्धांतिक गणना के दृष्टिकोण से, प्रारंभिक शुद्ध अवस्था का परिणामी मिश्रित ("थर्मल") राज्य में परिवर्तन क्वांटम यांत्रिकी के वर्तमान सिद्धांत के अनुरूप नहीं है। इस विरोधाभास को कभी-कभी ब्लैक होल में सूचना का गायब होना कहा जाता है। इस विरोधाभास का वास्तविक समाधान कभी नहीं खोजा जा सका है। विरोधाभास को हल करने के लिए ज्ञात विकल्प:

• हॉकिंग के सिद्धांत की असंगति। यह ब्लैक होल को नष्ट करने और उसके निरंतर विकास की असंभवता पर जोर देता है।
• सफेद छिद्रों की उपस्थिति। इस मामले में, अवशोषित जानकारी गायब नहीं होती है, लेकिन इसे दूसरे ब्रह्मांड में फेंक दिया जाता है।
• क्वांटम यांत्रिकी के आम तौर पर स्वीकृत सिद्धांत की असंगति।

ब्लैक होल भौतिकी की अनसुलझी समस्या

पहले वर्णित हर चीज को देखते हुए, ब्लैक होल, हालांकि उनका अध्ययन अपेक्षाकृत लंबे समय से किया गया है, फिर भी उनमें कई विशेषताएं हैं, जिनके तंत्र अभी भी वैज्ञानिकों को ज्ञात नहीं हैं।

• 1970 में, एक अंग्रेजी वैज्ञानिक ने तथाकथित तैयार किया। "ब्रह्मांडीय सेंसरशिप का सिद्धांत" - "प्रकृति नंगे विलक्षणता का अपमान करती है।" इसका मतलब यह है कि विलक्षणता केवल ब्लैक होल के केंद्र की तरह दृश्य से छिपे हुए स्थानों में बनती है। हालाँकि, यह सिद्धांत अभी तक सिद्ध नहीं हुआ है। ऐसी सैद्धांतिक गणनाएँ भी हैं जिनके अनुसार "नग्न" विलक्षणता हो सकती है।
• "नो-हेयर प्रमेय", जिसके अनुसार ब्लैक होल के केवल तीन पैरामीटर हैं, सिद्ध नहीं हुआ है।
• ब्लैक होल मैग्नेटोस्फीयर का एक पूरा सिद्धांत विकसित नहीं हुआ है।
• गुरुत्वाकर्षण विलक्षणता की प्रकृति और भौतिकी का अध्ययन नहीं किया गया है।
• यह निश्चित रूप से ज्ञात नहीं है कि ब्लैक होल के अस्तित्व के अंतिम चरण में क्या होता है और इसके क्वांटम क्षय के बाद क्या बचता है।

ब्लैक होल के बारे में रोचक तथ्य

ऊपर संक्षेप में, हम ब्लैक होल की प्रकृति की कई रोचक और असामान्य विशेषताओं को उजागर कर सकते हैं:

• ब्लैक होल के केवल तीन पैरामीटर होते हैं: द्रव्यमान, विद्युत आवेश और कोणीय गति। इस शरीर की इतनी कम संख्या में विशेषताओं के परिणामस्वरूप, इसे बताते हुए प्रमेय को "नो-हेयर प्रमेय" कहा जाता है। यह वह जगह भी है जहाँ वाक्यांश "एक ब्लैक होल में कोई बाल नहीं है" से आया है, जिसका अर्थ है कि दो ब्लैक होल बिल्कुल समान हैं, उनके उल्लिखित तीन पैरामीटर समान हैं।
• ब्लैक होल का घनत्व हवा के घनत्व से कम हो सकता है, और तापमान पूर्ण शून्य के करीब होता है। इससे हम यह मान सकते हैं कि ब्लैक होल का निर्माण पदार्थ के संपीडित होने के कारण नहीं होता है, बल्कि एक निश्चित आयतन में बड़ी मात्रा में पदार्थ के जमा होने के परिणामस्वरूप होता है।
• ब्लैक होल द्वारा अवशोषित पिंडों का समय बाहरी पर्यवेक्षक की तुलना में बहुत धीमा हो जाता है। इसके अलावा, अवशोषित पिंड ब्लैक होल के अंदर महत्वपूर्ण रूप से खिंचे हुए हैं, जिसे वैज्ञानिकों द्वारा स्पेगेटीफिकेशन कहा गया है।
• हमारी आकाशगंगा में लगभग एक लाख ब्लैक होल हो सकते हैं।
• संभवतः हर आकाशगंगा के केंद्र में एक सुपरमैसिव ब्लैक होल होता है।
• भविष्य में, सैद्धांतिक मॉडल के अनुसार, ब्रह्मांड ब्लैक होल के तथाकथित युग में पहुंच जाएगा, जब ब्लैक होल ब्रह्मांड में प्रमुख निकाय बन जाएंगे।

प्रकाशन तिथि: 09/27/2012

अधिकांश लोगों को ब्लैक होल क्या हैं, इसका अस्पष्ट या गलत विचार है। इस बीच, ये ब्रह्मांड की ऐसी वैश्विक और शक्तिशाली वस्तुएँ हैं, जिनकी तुलना में हमारा ग्रह और हमारा सारा जीवन कुछ भी नहीं है।

सार

यह एक अंतरिक्ष वस्तु है जिसमें इतना बड़ा गुरुत्वाकर्षण है कि यह अपनी सीमा के भीतर आने वाली हर चीज को अवशोषित कर लेता है। वास्तव में, ब्लैक होल एक ऐसी वस्तु है जो प्रकाश भी नहीं छोड़ती है और स्पेस-टाइम को मोड़ देती है। यहां तक ​​कि ब्लैक होल के पास समय भी धीरे-धीरे बहता है।

वास्तव में, ब्लैक होल का अस्तित्व केवल एक सिद्धांत (और थोड़ा अभ्यास) है। वैज्ञानिकों के पास धारणाएं और व्यावहारिक अनुभव हैं, लेकिन अभी तक ब्लैक होल का बारीकी से अध्ययन करना संभव नहीं हो पाया है। इसीलिए ब्लैक होल को सशर्त रूप से वे सभी वस्तुएँ कहा जाता है जो इस विवरण में फिट होती हैं। ब्लैक होल का बहुत कम अध्ययन किया जाता है, और इसलिए बहुत सारे प्रश्न अनसुलझे रह जाते हैं।

किसी भी ब्लैक होल का एक घटना क्षितिज होता है - वह सीमा जिसके बाद कुछ भी बाहर नहीं निकल सकता। इसके अलावा, कोई वस्तु ब्लैक होल के जितनी करीब होती है, उतनी ही धीमी गति से चलती है।

शिक्षा

ब्लैक होल बनने के कई प्रकार और तरीके हैं:
- ब्रह्मांड के निर्माण के परिणामस्वरूप ब्लैक होल का निर्माण। बिग बैंग के तुरंत बाद ऐसे ब्लैक होल दिखाई दिए।
- मरने वाले सितारे। जब कोई तारा अपनी ऊर्जा खो देता है और थर्मोन्यूक्लियर प्रतिक्रियाएं बंद हो जाती हैं, तो तारा सिकुड़ने लगता है। संपीड़न की डिग्री के आधार पर, न्यूट्रॉन तारे, सफेद बौने और वास्तव में, ब्लैक होल प्रतिष्ठित हैं।
- प्रयोग द्वारा प्राप्त करना। उदाहरण के लिए, एक कोलाइडर में आप क्वांटम ब्लैक होल बना सकते हैं।

संस्करणों

कई वैज्ञानिकों का मानना ​​है कि ब्लैक होल सभी अवशोषित पदार्थ को कहीं और फेंक देते हैं। वे। "व्हाइट होल" होना चाहिए जो एक अलग सिद्धांत पर काम करता है। यदि आप ब्लैक होल में प्रवेश कर सकते हैं, लेकिन आप बाहर नहीं निकल सकते हैं, तो आप व्हाइट होल में नहीं जा सकते। वैज्ञानिकों का मुख्य तर्क अंतरिक्ष में दर्ज ऊर्जा के तेज और शक्तिशाली विस्फोट हैं।

स्ट्रिंग सिद्धांतकारों ने आम तौर पर एक ब्लैक होल का अपना मॉडल बनाया, जो जानकारी को नष्ट नहीं करता। उनके सिद्धांत को "फ़ज़बॉल" कहा जाता है - यह आपको विलक्षणता और सूचना के गायब होने से संबंधित सवालों के जवाब देने की अनुमति देता है।

जानकारी का विलक्षणता और गायब होना क्या है? एक विलक्षणता अंतरिक्ष में एक बिंदु है जो अनंत दबाव और घनत्व की विशेषता है। कई लोग विलक्षणता के तथ्य से भ्रमित हैं, क्योंकि भौतिक विज्ञानी अनंत संख्याओं के साथ काम नहीं कर सकते। कई लोगों को यकीन है कि ब्लैक होल में एक विलक्षणता होती है, लेकिन इसके गुणों का वर्णन बहुत सतही तौर पर किया जाता है।

सरल शब्दों में, सभी समस्याएं और गलतफहमियां क्वांटम यांत्रिकी और गुरुत्वाकर्षण के बीच संबंध से आती हैं। अब तक, वैज्ञानिक एक सिद्धांत नहीं बना सकते हैं जो उन्हें एकजुट करता है। इसीलिए ब्लैक होल की समस्याएँ हैं। आखिरकार, एक ब्लैक होल सूचना को नष्ट करने लगता है, लेकिन क्वांटम यांत्रिकी की नींव का उल्लंघन होता है। हालांकि अभी हाल ही में, एस. हॉकिंग ने इस मुद्दे को सुलझा लिया है, यह कहते हुए कि ब्लैक होल में जानकारी अभी भी नष्ट नहीं हुई है।

लकीर के फकीर

सबसे पहले, ब्लैक होल अनिश्चित काल तक मौजूद नहीं रह सकते। और हॉकिंग के वाष्पीकरण के लिए सभी धन्यवाद। इसलिए, किसी को यह नहीं सोचना चाहिए कि ब्लैक होल जल्द या बाद में ब्रह्मांड को निगल लेंगे।

दूसरा, हमारा सूर्य ब्लैक होल नहीं बनेगा। चूँकि हमारे तारे का द्रव्यमान पर्याप्त नहीं होगा। हमारे सूर्य के सफेद बौने में बदलने की अधिक संभावना है (और यह एक तथ्य नहीं है)।

तीसरा, लार्ज हैड्रॉन कोलाइडर ब्लैक होल बनाकर हमारी पृथ्वी को नष्ट नहीं करेगा। यहां तक ​​​​कि अगर वे जानबूझकर एक ब्लैक होल बनाते हैं और इसे "रिलीज़" करते हैं, तो इसके छोटे आकार के कारण, यह हमारे ग्रह को बहुत लंबे समय तक अवशोषित करेगा।

चौथा, यह मत सोचो कि एक ब्लैक होल अंतरिक्ष में एक "छिद्र" है। ब्लैक होल एक गोलाकार वस्तु है। इसलिए बहुसंख्यक राय है कि ब्लैक होल एक समानांतर ब्रह्मांड की ओर ले जाते हैं। हालाँकि, यह तथ्य अभी तक सिद्ध नहीं हुआ है।

पांचवां, ब्लैक होल का कोई रंग नहीं होता है। यह या तो एक्स-रे द्वारा या अन्य आकाशगंगाओं और सितारों (लेंस प्रभाव) की पृष्ठभूमि के विरुद्ध पाया जाता है।

इस तथ्य के कारण कि लोग अक्सर ब्लैक होल को वर्महोल (जो वास्तव में मौजूद हैं) के साथ भ्रमित करते हैं, इन अवधारणाओं को आम लोगों के बीच अलग नहीं किया जाता है। वर्महोल वास्तव में आपको अंतरिक्ष और समय में स्थानांतरित करने की अनुमति देता है, लेकिन अभी तक केवल सिद्धांत में।

सरल शब्दों में जटिल बातें

ऐसी घटना को ब्लैक होल के रूप में सरल शब्दों में वर्णित करना कठिन है। यदि आप अपने आप को सटीक विज्ञानों में पारंगत एक तकनीकी विशेषज्ञ मानते हैं, तो मैं आपको सलाह देता हूं कि आप सीधे वैज्ञानिकों के कार्यों को पढ़ें। यदि आप इस घटना के बारे में अधिक जानना चाहते हैं, तो स्टीफन हॉकिंग के लेखन को पढ़ें। उन्होंने विज्ञान और विशेष रूप से ब्लैक होल के क्षेत्र में बहुत कुछ किया। ब्लैक होल के वाष्पीकरण का नाम उन्हीं के नाम पर रखा गया है। वह शैक्षणिक दृष्टिकोण के समर्थक हैं, और इसलिए उनके सभी कार्य एक सामान्य व्यक्ति के लिए भी समझ में आएंगे।

पुस्तकें:
- ब्लैक होल्स एंड यंग यूनिवर्स, 1993।
- वर्ल्ड इन ए नटशेल 2001।
- वर्ष का "ब्रह्मांड का सबसे छोटा इतिहास 2005"।

मैं विशेष रूप से उनकी लोकप्रिय विज्ञान फिल्मों की सिफारिश करना चाहता हूं, जो आपको न केवल ब्लैक होल के बारे में, बल्कि सामान्य रूप से ब्रह्मांड के बारे में भी समझने योग्य भाषा में बताएगी:
- "स्टीफन हॉकिंग का ब्रह्मांड" - 6 एपिसोड की एक श्रृंखला।
- "स्टीफन हॉकिंग के साथ डीप इन द यूनिवर्स" - 3 एपिसोड की एक श्रृंखला।
इन सभी फिल्मों का रूसी में अनुवाद किया गया है और इन्हें अक्सर डिस्कवरी चैनलों पर दिखाया जाता है।

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प्रत्येक व्यक्ति जो जल्दी या बाद में खगोल विज्ञान से परिचित हो जाता है, ब्रह्मांड में सबसे रहस्यमय वस्तुओं - ब्लैक होल के बारे में एक मजबूत जिज्ञासा का अनुभव करता है। ये अंधेरे के वास्तविक स्वामी हैं, पास से गुजरने वाले किसी भी परमाणु को "निगलने" में सक्षम हैं और प्रकाश को भी बचने नहीं देते - उनका आकर्षण इतना शक्तिशाली है। ये वस्तुएं भौतिकविदों और खगोलविदों के लिए एक वास्तविक चुनौती पेश करती हैं। पूर्व अभी भी समझ नहीं पा रहे हैं कि ब्लैक होल के अंदर गिरने वाले पदार्थ का क्या होता है, और बाद वाले, हालांकि वे ब्लैक होल के अस्तित्व से अंतरिक्ष की सबसे अधिक ऊर्जा-खपत वाली घटनाओं की व्याख्या करते हैं, उनमें से किसी को भी देखने का अवसर नहीं मिला है। सीधे। हम इन सबसे दिलचस्प आकाशीय पिंडों के बारे में बात करेंगे, पता लगाएंगे कि पहले से ही क्या खोजा जा चुका है और गोपनीयता का पर्दा उठाने के लिए क्या जानना बाकी है।

ब्लैक होल क्या है?

"ब्लैक होल" नाम (अंग्रेजी में - ब्लैक होल) 1967 में अमेरिकी सैद्धांतिक भौतिक विज्ञानी जॉन आर्चीबाल्ड व्हीलर (बाईं ओर फोटो देखें) द्वारा प्रस्तावित किया गया था। इसने एक खगोलीय पिंड को नामित करने का काम किया, जिसका आकर्षण इतना मजबूत है कि प्रकाश भी खुद को जाने नहीं देता। इसलिए, यह "काला" है क्योंकि यह प्रकाश का उत्सर्जन नहीं करता है।

अप्रत्यक्ष अवलोकन

इस तरह के रहस्य का यही कारण है: चूंकि ब्लैक होल चमकते नहीं हैं, हम उन्हें सीधे नहीं देख सकते हैं और केवल अप्रत्यक्ष सबूतों का उपयोग करते हुए उन्हें देखने और अध्ययन करने के लिए मजबूर किया जाता है कि उनका अस्तित्व आसपास के अंतरिक्ष में छोड़ देता है। दूसरे शब्दों में, यदि कोई ब्लैक होल किसी तारे को घेर लेता है, तो हम ब्लैक होल को नहीं देख सकते हैं, लेकिन हम उसके शक्तिशाली गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र के विनाशकारी प्रभावों को देख सकते हैं।

लाप्लास का अंतर्ज्ञान

इस तथ्य के बावजूद कि अभिव्यक्ति "ब्लैक होल" एक तारे के विकास के काल्पनिक अंतिम चरण को निरूपित करने के लिए जो गुरुत्वाकर्षण के प्रभाव में अपने आप में ढह गया, अपेक्षाकृत हाल ही में प्रकट हुआ, ऐसे निकायों के अस्तित्व की संभावना का विचार अधिक उत्पन्न हुआ दो सदियों पहले की तुलना में। अंग्रेज जॉन मिशेल और फ्रांसीसी पियरे-साइमन डी लाप्लास ने स्वतंत्र रूप से "अदृश्य सितारों" के अस्तित्व की परिकल्पना की; जबकि वे गतिकी के सामान्य नियमों और न्यूटन के सार्वभौमिक गुरुत्वाकर्षण के नियम पर आधारित थे। आज, आइंस्टीन के सापेक्षता के सामान्य सिद्धांत के आधार पर ब्लैक होल को अपना सही विवरण प्राप्त हुआ है।

अपने काम "दुनिया की प्रणाली का बयान" (1796) में, लाप्लास ने लिखा: "पृथ्वी के समान घनत्व का एक चमकीला तारा, जिसका व्यास सूर्य के व्यास से 250 गुना अधिक है, इसके गुरुत्वाकर्षण आकर्षण के कारण, प्रकाश की किरणों को हम तक नहीं पहुंचने देंगे। इसलिए, यह संभव है कि सबसे बड़ा और सबसे चमकीला आकाशीय पिंड इस कारण से अदृश्य हो।

अजेय गुरुत्वाकर्षण

लाप्लास का विचार पलायन वेग (द्वितीय ब्रह्मांडीय वेग) की अवधारणा पर आधारित था। एक ब्लैक होल इतनी सघन वस्तु है कि इसका आकर्षण प्रकाश को भी रोक सकता है, जो प्रकृति में उच्चतम गति (लगभग 300,000 किमी / सेकंड) विकसित करता है। व्यवहार में, ब्लैक होल से बचने के लिए आपको प्रकाश की गति से तेज गति की आवश्यकता होती है, लेकिन यह असंभव है!

इसका मतलब है कि इस तरह का एक तारा अदृश्य होगा, क्योंकि प्रकाश भी इसके शक्तिशाली गुरुत्वाकर्षण को पार नहीं कर पाएगा। आइंस्टीन ने गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र के प्रभाव में प्रकाश के विक्षेपण की घटना के माध्यम से इस तथ्य को समझाया। दरअसल ब्लैक होल के पास स्पेस-टाइम इतना घुमावदार होता है कि प्रकाश किरणों के रास्ते भी अपने आप बंद हो जाते हैं। सूर्य को एक ब्लैक होल में बदलने के लिए, हमें इसके पूरे द्रव्यमान को 3 किमी की त्रिज्या वाली गेंद में केंद्रित करना होगा, और पृथ्वी को 9 मिमी की त्रिज्या वाली गेंद में बदलना होगा!

ब्लैक होल के प्रकार

लगभग दस साल पहले, टिप्पणियों ने दो प्रकार के ब्लैक होल के अस्तित्व का सुझाव दिया: तारकीय, जिसका द्रव्यमान सूर्य के द्रव्यमान के बराबर है या उससे थोड़ा अधिक है, और सुपरमैसिव, जिसका द्रव्यमान कई सौ हजार से लेकर कई लाखों सौर द्रव्यमान तक है। हालांकि, अपेक्षाकृत हाल ही में, चंद्रा और एक्सएमएम-न्यूटन जैसे कृत्रिम उपग्रहों से प्राप्त उच्च-रिज़ॉल्यूशन एक्स-रे छवियों और स्पेक्ट्रा ने तीसरे प्रकार के ब्लैक होल को सामने लाया - जिसका औसत द्रव्यमान सूर्य के द्रव्यमान से हजारों गुना अधिक है। .

तारकीय ब्लैक होल

तारकीय ब्लैक होल दूसरों की तुलना में पहले ही ज्ञात हो गए थे। वे तब बनते हैं जब एक उच्च-द्रव्यमान तारा, अपने विकासवादी पथ के अंत में, परमाणु ईंधन से बाहर निकलता है और अपने गुरुत्वाकर्षण के कारण खुद में ही ढह जाता है। एक तारा-बिखरने वाले विस्फोट (जिसे "सुपरनोवा विस्फोट" के रूप में जाना जाता है) के विनाशकारी परिणाम होते हैं: यदि किसी तारे का कोर सूर्य के द्रव्यमान के 10 गुना से अधिक है, तो कोई भी परमाणु बल गुरुत्वाकर्षण के पतन का सामना नहीं कर सकता है जिसके परिणामस्वरूप एक ब्लैक होल।

सुपरमैसिव ब्लैक होल

सुपरमैसिव ब्लैक होल, जो पहले कुछ सक्रिय आकाशगंगाओं के नाभिक में देखे गए थे, का एक अलग मूल है। उनके जन्म के संबंध में कई परिकल्पनाएं हैं: एक तारकीय ब्लैक होल जो अपने आसपास के सभी सितारों को लाखों वर्षों तक भस्म करता है; ब्लैक होल का एक मर्ज किया गया समूह; गैस का एक विशाल बादल सीधे ब्लैक होल में गिर रहा है। ये ब्लैक होल अंतरिक्ष में सबसे ऊर्जावान वस्तुओं में से हैं। यदि सभी नहीं तो वे बहुत सारी आकाशगंगाओं के केंद्रों में स्थित हैं। हमारी गैलेक्सी में भी ऐसा ही एक ब्लैक होल है। कभी-कभी ऐसे ब्लैक होल की उपस्थिति के कारण इन आकाशगंगाओं के कोर बहुत चमकीले हो जाते हैं। जिन आकाशगंगाओं के केंद्र में ब्लैक होल हैं, जो बड़ी मात्रा में गिरने वाले पदार्थ से घिरे हैं और इसलिए, भारी मात्रा में ऊर्जा का उत्पादन करने में सक्षम हैं, उन्हें "सक्रिय" कहा जाता है, और उनके नाभिक को "सक्रिय गैलेक्टिक नाभिक" (एजीएन) कहा जाता है। उदाहरण के लिए, क्वासर (हमारे अवलोकन के लिए उपलब्ध सबसे दूर की अंतरिक्ष वस्तु) सक्रिय आकाशगंगाएँ हैं, जिनमें हम केवल एक बहुत उज्ज्वल नाभिक देखते हैं।

मध्यम और "मिनी"

एक अन्य रहस्य मध्यम-द्रव्यमान वाले ब्लैक होल बने हुए हैं, जो हाल के अध्ययनों के अनुसार, M13 और NCC 6388 जैसे कुछ गोलाकार समूहों के केंद्र में हो सकते हैं। ब्लैक होल, मध्यम आकार के, यहां तक ​​कि हमारी आकाशगंगा के केंद्र से ज्यादा दूर नहीं। अंग्रेजी भौतिक विज्ञानी स्टीफन हॉकिंग ने भी चौथे प्रकार के ब्लैक होल के अस्तित्व के बारे में एक सैद्धांतिक धारणा को सामने रखा - एक "मिनी-होल" जिसका द्रव्यमान केवल एक बिलियन टन (जो लगभग एक बड़े पर्वत के द्रव्यमान के बराबर है) है। हम प्राथमिक वस्तुओं के बारे में बात कर रहे हैं, जो कि ब्रह्मांड के जीवन के पहले क्षणों में दिखाई दिए, जब दबाव अभी भी बहुत अधिक था। हालाँकि, उनके अस्तित्व का कोई निशान अभी तक नहीं खोजा गया है।

ब्लैक होल का पता कैसे लगाएं

अभी कुछ साल पहले ब्लैक होल के ऊपर एक रोशनी आई थी। उपकरणों और प्रौद्योगिकियों (स्थलीय और अंतरिक्ष दोनों) में लगातार सुधार के लिए धन्यवाद, ये वस्तुएं कम से कम रहस्यमय होती जा रही हैं; अधिक सटीक रूप से, उनके आसपास का स्थान कम रहस्यमय हो जाता है। दरअसल, चूंकि ब्लैक होल स्वयं अदृश्य है, इसलिए हम इसे केवल तभी पहचान सकते हैं जब यह पर्याप्त पदार्थ (तारों और गर्म गैस) से घिरा हो और थोड़ी दूरी पर इसकी परिक्रमा कर रहा हो।

डबल सिस्टम देख रहे हैं

एक अदृश्य बाइनरी साथी के चारों ओर एक तारे की कक्षीय गति को देखकर कुछ तारकीय ब्लैक होल की खोज की गई है। क्लोज़ बाइनरी सिस्टम (अर्थात, दो तारे एक-दूसरे के बहुत करीब होते हैं), जिसमें एक साथी अदृश्य होता है, ब्लैक होल की तलाश कर रहे खगोल भौतिकीविदों के लिए अवलोकन की पसंदीदा वस्तु है।

ब्लैक होल (या न्यूट्रॉन स्टार) की उपस्थिति का एक संकेत एक्स-रे का मजबूत उत्सर्जन है, जो एक जटिल तंत्र के कारण होता है, जिसे योजनाबद्ध रूप से निम्नानुसार वर्णित किया जा सकता है। अपने शक्तिशाली गुरुत्वाकर्षण के कारण, एक ब्लैक होल किसी साथी तारे से पदार्थ को चीर कर बाहर निकाल सकता है; यह गैस एक चपटी डिस्क के रूप में वितरित होती है और एक सर्पिल में ब्लैक होल में गिरती है। गिरने वाली गैस के कणों के टकराने से उत्पन्न घर्षण डिस्क की आंतरिक परतों को कई मिलियन डिग्री तक गर्म करता है, जिससे शक्तिशाली एक्स-रे उत्सर्जन होता है।

एक्स-रे अवलोकन

हमारी आकाशगंगा और पड़ोसी आकाशगंगाओं में वस्तुओं के एक्स-रे अवलोकन, जो कई दशकों से किए जा रहे हैं, ने कॉम्पैक्ट बाइनरी स्रोतों का पता लगाना संभव बना दिया है, जिनमें से लगभग एक दर्जन ऐसे सिस्टम हैं जिनमें ब्लैक होल उम्मीदवार हैं। मुख्य समस्या एक अदृश्य खगोलीय पिंड के द्रव्यमान का निर्धारण करना है। द्रव्यमान का मान (यद्यपि बहुत सटीक नहीं है) साथी की गति का अध्ययन करके पाया जा सकता है या, जो घटना के मामले की एक्स-रे तीव्रता को मापने से कहीं अधिक कठिन है। यह तीव्रता उस पिंड के द्रव्यमान के साथ एक समीकरण द्वारा जुड़ी होती है जिस पर यह पदार्थ गिरता है।

नोबेल पुरस्कार विजेता

ऐसा ही कुछ कई आकाशगंगाओं के कोर में देखे गए सुपरमैसिव ब्लैक होल के बारे में कहा जा सकता है, जिनके द्रव्यमान का अनुमान ब्लैक होल में गिरने वाली गैस के कक्षीय वेग को मापकर लगाया जाता है। इस मामले में, एक बहुत बड़ी वस्तु के एक शक्तिशाली गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र के कारण, आकाशगंगाओं के केंद्र में परिक्रमा करने वाले गैस बादलों की गति में तेजी से वृद्धि रेडियो रेंज के साथ-साथ ऑप्टिकल बीम में भी दिखाई देती है। एक्स-रे रेंज में अवलोकन ब्लैक होल में पदार्थ के गिरने के कारण ऊर्जा की बढ़ती हुई रिहाई की पुष्टि कर सकते हैं। 1960 के दशक की शुरुआत में एक्स-रे में अनुसंधान इतालवी रिकार्डो गियाकोनी द्वारा शुरू किया गया था, जिन्होंने संयुक्त राज्य अमेरिका में काम किया था। उन्हें 2002 में नोबेल पुरस्कार से सम्मानित किया गया था, "खगोल भौतिकी में उनके महत्वपूर्ण योगदान के कारण अंतरिक्ष में एक्स-रे स्रोतों की खोज हुई।"

सिग्नस एक्स-1: पहला उम्मीदवार

हमारी आकाशगंगा ब्लैक होल उम्मीदवार वस्तुओं की उपस्थिति से प्रतिरक्षित नहीं है। सौभाग्य से, इनमें से कोई भी वस्तु हमारे इतने करीब नहीं है कि पृथ्वी या सौर मंडल के अस्तित्व के लिए खतरा पैदा कर सके। बड़ी संख्या में विख्यात कॉम्पैक्ट एक्स-रे स्रोतों के बावजूद (और ये वहां ब्लैक होल खोजने के लिए सबसे संभावित उम्मीदवार हैं), हमें यकीन नहीं है कि उनमें वास्तव में ब्लैक होल हैं। इन स्रोतों में से केवल एक ही जिसका कोई वैकल्पिक संस्करण नहीं है, वह क्लोज बाइनरी सिग्नस एक्स-1 है, जो कि सिग्नस तारामंडल में सबसे चमकीला एक्स-रे स्रोत है।

बड़े पैमाने पर सितारे

5.6 दिनों की कक्षीय अवधि के साथ इस प्रणाली में बड़े आकार का एक बहुत चमकीला नीला तारा होता है (इसका व्यास सूर्य से 20 गुना है, और इसका द्रव्यमान लगभग 30 गुना है), आपकी दूरबीन में भी आसानी से पहचाना जा सकता है, और एक अदृश्य दूसरा तारा, वह द्रव्यमान जिसका अनुमान कई सौर द्रव्यमानों (10 तक) पर लगाया जाता है। हमसे 6500 प्रकाश वर्ष की दूरी पर स्थित, दूसरा तारा पूरी तरह से दिखाई देगा यदि वह एक साधारण तारा होता। इसकी अदृश्यता, सिस्टम की शक्तिशाली एक्स-रे, और अंत में इसका द्रव्यमान अनुमान अधिकांश खगोलविदों को विश्वास दिलाता है कि यह एक तारकीय ब्लैक होल की पहली पुष्टि की गई खोज है।

संदेह

हालाँकि, संशय भी हैं। उनमें से ब्लैक होल के सबसे बड़े शोधकर्ताओं में से एक, भौतिक विज्ञानी स्टीफन हॉकिंग हैं। यहां तक ​​कि उन्होंने अपने अमेरिकी सहयोगी कील थॉर्न के साथ भी शर्त लगाई, जो सिग्नस एक्स-1 को ब्लैक होल के रूप में वर्गीकृत करने के प्रबल समर्थक थे।

सिग्नस एक्स-1 ऑब्जेक्ट की प्रकृति पर विवाद केवल हॉकिंग का दांव नहीं है। ब्लैक होल के सैद्धांतिक अध्ययन के लिए कई दशक समर्पित करने के बाद, वह इन रहस्यमयी वस्तुओं के बारे में अपने पिछले विचारों की भ्रांति के प्रति आश्वस्त हो गए। विशेष रूप से, हॉकिंग ने माना कि ब्लैक होल में गिरने के बाद पदार्थ हमेशा के लिए गायब हो जाता है, और इसके साथ इसकी सभी सूचनात्मक सामग्री गायब हो जाती है। . उन्हें इस बात का इतना यकीन था कि उन्होंने 1997 में अपने अमेरिकी सहयोगी जॉन प्रेस्किल के साथ इस विषय पर दांव लगाया।

गलती स्वीकार करना

21 जुलाई 2004 को डबलिन में रिलेटिविटी कांग्रेस में अपने भाषण में, हॉकिंग ने स्वीकार किया कि प्रेस्किल सही थे। ब्लैक होल पदार्थ के पूर्ण रूप से गायब होने की ओर नहीं ले जाते हैं। इसके अलावा, उनके पास एक निश्चित प्रकार की "मेमोरी" है। उनके अंदर अच्छी तरह से संग्रहीत निशान हो सकते हैं जो उन्होंने अवशोषित किए। इस प्रकार, "वाष्पीकरण" (यानी, क्वांटम प्रभाव के कारण धीरे-धीरे विकिरण उत्सर्जित करके), वे इस जानकारी को हमारे ब्रह्मांड में वापस कर सकते हैं।

आकाशगंगा में ब्लैक होल

खगोलविदों को अभी भी हमारी आकाशगंगा में तारकीय ब्लैक होल की उपस्थिति के बारे में कई संदेह हैं (जैसे कि सिग्नस एक्स-1 बाइनरी सिस्टम से संबंधित है); लेकिन सुपरमैसिव ब्लैक होल के बारे में बहुत कम संदेह है।

केंद्र में

हमारी आकाशगंगा में कम से कम एक सुपरमैसिव ब्लैक होल है। इसका स्रोत, धनु A* के नाम से जाना जाता है, ठीक मिल्की वे के तल के केंद्र में स्थित है। इसका नाम इस तथ्य से समझाया गया है कि यह नक्षत्र धनु में सबसे शक्तिशाली रेडियो स्रोत है। यह इस दिशा में है कि हमारी गांगेय प्रणाली के ज्यामितीय और भौतिक दोनों केंद्र स्थित हैं। हमसे लगभग 26,000 प्रकाश-वर्ष की दूरी पर स्थित, रेडियो तरंगों के स्रोत से जुड़ा एक सुपरमैसिव ब्लैक होल, धनु ए *, एक द्रव्यमान है जिसका अनुमान लगभग 4 मिलियन सौर द्रव्यमान है, जो अंतरिक्ष में समाहित है जिसका आयतन तुलनीय है सौर मंडल की मात्रा के लिए। हमारे लिए इसकी सापेक्ष निकटता (यह सुपरमैसिव ब्लैक होल बिना किसी संदेह के पृथ्वी के सबसे करीब है) ने वस्तु को हाल के वर्षों में चंद्रा अंतरिक्ष वेधशाला द्वारा विशेष रूप से गहन जांच के दायरे में लाया है। यह विशेष रूप से निकला, कि यह एक्स-रे का एक शक्तिशाली स्रोत भी है (लेकिन सक्रिय गैलेक्टिक नाभिक में स्रोतों जितना शक्तिशाली नहीं है)। सैजिटेरियस ए* लाखों या अरबों साल पहले हमारी गैलेक्सी के सक्रिय कोर का निष्क्रिय अवशेष हो सकता है।

दूसरा ब्लैक होल?

हालांकि कुछ खगोलशास्त्रियों का मानना ​​है कि हमारी गैलेक्सी में एक और आश्चर्य है। हम औसत द्रव्यमान के एक दूसरे ब्लैक होल के बारे में बात कर रहे हैं, जो युवा सितारों के एक समूह को एक साथ रखता है और उन्हें गैलेक्सी के केंद्र में स्थित सुपरमैसिव ब्लैक होल में गिरने नहीं देता है। यह कैसे हो सकता है कि उससे एक प्रकाश वर्ष से भी कम की दूरी पर एक तारा समूह हो सकता है जिसकी उम्र बमुश्किल 10 मिलियन वर्ष तक पहुँची हो, यानी खगोलीय मानकों से बहुत कम उम्र का हो? शोधकर्ताओं के अनुसार, उत्तर इस तथ्य में निहित है कि क्लस्टर वहां पैदा नहीं हुआ था (केंद्रीय ब्लैक होल के आसपास का वातावरण तारा निर्माण के लिए बहुत प्रतिकूल है), लेकिन अंदर एक दूसरे ब्लैक होल के अस्तित्व के कारण "खींचा" गया था। यह, जिसमें औसत मूल्यों का द्रव्यमान होता है।

कक्षा में

सुपरमैसिव ब्लैक होल द्वारा आकर्षित क्लस्टर के अलग-अलग तारे, गांगेय केंद्र की ओर शिफ्ट होने लगे। हालांकि, अंतरिक्ष में बिखरने के बजाय, वे क्लस्टर के केंद्र में स्थित एक दूसरे ब्लैक होल के आकर्षण के कारण एक साथ रहते हैं। इस ब्लैक होल के द्रव्यमान का अनुमान इसकी एक पूरे तारा समूह को "पट्टे पर" रखने की क्षमता से लगाया जा सकता है। एक मध्यम आकार का ब्लैक होल लगभग 100 वर्षों में केंद्रीय ब्लैक होल का चक्कर लगाता प्रतीत होता है। इसका अर्थ है कि कई वर्षों के दीर्घकालिक अवलोकन हमें इसे "देखने" की अनुमति देंगे।

« विज्ञान कथा उपयोगी हो सकती है - यह कल्पना को उत्तेजित करती है और भविष्य के डर से छुटकारा दिलाती है। हालाँकि, वैज्ञानिक तथ्य बहुत अधिक हड़ताली हो सकते हैं। साइंस फिक्शन ने तो ब्लैक होल जैसी चीजों की कल्पना तक नहीं की थी।»
स्टीफन हॉकिंग

मनुष्य के लिए ब्रह्मांड की गहराई में अनगिनत रहस्य और रहस्य हैं। उनमें से एक ब्लैक होल हैं - ऐसी वस्तुएं जिन्हें मानव जाति के महानतम दिमाग भी नहीं समझ सकते। सैकड़ों खगोल वैज्ञानिक ब्लैक होल की प्रकृति की खोज करने की कोशिश कर रहे हैं, लेकिन इस स्तर पर हम व्यवहार में उनके अस्तित्व को साबित भी नहीं कर पाए हैं।

फिल्म निर्देशक अपनी फिल्में उन्हें समर्पित करते हैं, और आम लोगों के बीच, ब्लैक होल एक ऐसी पंथ घटना बन गए हैं कि उन्हें दुनिया के अंत और आसन्न मृत्यु के साथ पहचाना जाता है। वे भयभीत और घृणास्पद हैं, लेकिन साथ ही वे मूर्तिमान हैं और अज्ञात के सामने झुकते हैं, जो ब्रह्मांड के इन अजीब टुकड़ों से भरा हुआ है। सहमत हूँ, एक ब्लैक होल द्वारा निगल लिया जाना उस तरह का रोमांस है। उनकी मदद से यह संभव है और वे हमारे लिए मार्गदर्शक भी बन सकते हैं।

येलो प्रेस अक्सर ब्लैक होल की लोकप्रियता पर अनुमान लगाता है। सुपरमैसिव ब्लैक होल के साथ एक और टक्कर के कारण ग्रह पर दुनिया के अंत से संबंधित अखबारों में सुर्खियां ढूंढना कोई समस्या नहीं है। इससे भी बुरी बात यह है कि आबादी का अनपढ़ हिस्सा हर चीज को गंभीरता से लेता है और वास्तविक आतंक पैदा करता है। कुछ स्पष्टता लाने के लिए, हम ब्लैक होल की खोज के मूल की यात्रा पर जाएंगे और यह समझने की कोशिश करेंगे कि यह क्या है और इससे कैसे संबंधित हैं।

अदृश्य सितारे

ऐसा हुआ कि आधुनिक भौतिक विज्ञानी सापेक्षता के सिद्धांत की मदद से हमारे ब्रह्मांड की संरचना का वर्णन करते हैं, जिसे आइंस्टीन ने 20 वीं शताब्दी की शुरुआत में सावधानीपूर्वक मानव जाति को प्रदान किया था। सभी अधिक रहस्यमय ब्लैक होल हैं, घटना क्षितिज पर, आइंस्टीन के सिद्धांत सहित हमें ज्ञात भौतिकी के सभी नियम काम करना बंद कर देते हैं। क्या यह अद्भुत नहीं है? इसके अलावा, आइंस्टीन के जन्म से बहुत पहले ब्लैक होल के अस्तित्व के बारे में अनुमान व्यक्त किया गया था।

1783 में इंग्लैंड में वैज्ञानिक गतिविधियों में उल्लेखनीय वृद्धि हुई। उन दिनों, विज्ञान धर्म के साथ-साथ चलता था, वे साथ-साथ चलते थे, और वैज्ञानिकों को अब विधर्मी नहीं माना जाता था। इसके अलावा, पुजारी वैज्ञानिक अनुसंधान में लगे हुए थे। ईश्वर के इन सेवकों में से एक अंग्रेज पादरी जॉन मिशेल थे, जिन्होंने खुद से न केवल जीवन के प्रश्न पूछे, बल्कि काफी वैज्ञानिक कार्य भी किए। माइकल एक बहुत ही शीर्षक वैज्ञानिक थे: शुरू में वे एक कॉलेज में गणित और प्राचीन भाषा विज्ञान के शिक्षक थे, और उसके बाद उन्हें कई खोजों के लिए लंदन की रॉयल सोसाइटी में भर्ती कराया गया था।

जॉन मिचेल भूकंप विज्ञान से जुड़े थे, लेकिन अपने खाली समय में वे शाश्वत और ब्रह्मांड के बारे में सोचना पसंद करते थे। इस तरह वह इस विचार के साथ आया कि ब्रह्मांड की गहराई में कहीं ऐसे शक्तिशाली गुरुत्वाकर्षण के साथ सुपरमासिव पिंड मौजूद हो सकते हैं कि ऐसे पिंड के गुरुत्वाकर्षण बल पर काबू पाने के लिए, के बराबर गति से चलना आवश्यक है या प्रकाश की गति से अधिक। यदि हम ऐसे सिद्धांत को सत्य मान लें, तो प्रकाश भी द्वितीय ब्रह्मांडीय वेग (छोड़ते हुए शरीर के गुरुत्वाकर्षण आकर्षण पर काबू पाने के लिए आवश्यक गति) को विकसित नहीं कर पाएगा, इसलिए ऐसा शरीर नग्न आंखों के लिए अदृश्य रहेगा।

मिशेल ने अपने नए सिद्धांत को "डार्क स्टार्स" कहा, और साथ ही ऐसी वस्तुओं के द्रव्यमान की गणना करने की कोशिश की। उन्होंने लंदन की रॉयल सोसाइटी को एक खुले पत्र में इस मामले पर अपने विचार व्यक्त किए। दुर्भाग्य से, उन दिनों, इस तरह के शोध का विज्ञान के लिए विशेष मूल्य नहीं था, इसलिए मिशेल का पत्र संग्रह में भेजा गया था। केवल दो सौ साल बाद, 20वीं शताब्दी के उत्तरार्ध में, यह प्राचीन पुस्तकालय में सावधानीपूर्वक संग्रहीत हजारों अन्य अभिलेखों के बीच पाया गया।

ब्लैक होल के अस्तित्व का पहला वैज्ञानिक प्रमाण

आइंस्टीन के सापेक्षता के सामान्य सिद्धांत के विमोचन के बाद, गणितज्ञों और भौतिकविदों ने गंभीरता से जर्मन वैज्ञानिक द्वारा प्रस्तुत समीकरणों को हल करना शुरू कर दिया, जो हमें ब्रह्मांड की संरचना के बारे में बहुत कुछ बताने वाले थे। जर्मन खगोलशास्त्री, भौतिक विज्ञानी कार्ल श्वार्ज़चाइल्ड ने 1916 में ऐसा ही करने का फैसला किया।

वैज्ञानिक, अपनी गणनाओं का उपयोग करते हुए, इस निष्कर्ष पर पहुंचे कि ब्लैक होल का अस्तित्व संभव है। वह सबसे पहले वर्णन करने वाला भी था जिसे बाद में रोमांटिक वाक्यांश "घटना क्षितिज" कहा जाता था - एक ब्लैक होल पर अंतरिक्ष-समय की एक काल्पनिक सीमा, जिसे पार करने के बाद कोई वापसी का बिंदु नहीं आता है। घटना क्षितिज से कुछ भी नहीं बचता, यहां तक ​​कि प्रकाश भी नहीं। यह घटना क्षितिज से परे है कि तथाकथित "विलक्षणता" होती है, जहां हमें ज्ञात भौतिकी के नियम काम करना बंद कर देते हैं।

अपने सिद्धांत को विकसित करना और समीकरणों को हल करना जारी रखते हुए, श्वार्ज़चाइल्ड ने अपने और दुनिया के लिए ब्लैक होल के नए रहस्यों की खोज की। इसलिए, वह केवल कागज पर, एक ब्लैक होल के केंद्र से दूरी, जहां इसका द्रव्यमान केंद्रित है, घटना क्षितिज तक की गणना करने में सक्षम था। श्वार्जस्चिल्ड ने इस दूरी को गुरुत्वाकर्षण त्रिज्या कहा।

इस तथ्य के बावजूद कि गणितीय रूप से श्वार्ज़चाइल्ड के समाधान असाधारण रूप से सही थे और उनका खंडन नहीं किया जा सकता था, 20वीं शताब्दी की शुरुआत का वैज्ञानिक समुदाय इस तरह की चौंकाने वाली खोज को तुरंत स्वीकार नहीं कर सका, और ब्लैक होल के अस्तित्व को एक कल्पना के रूप में लिखा गया, जो अब और फिर सापेक्षता के सिद्धांत में प्रकट हुआ। अगले पंद्रह वर्षों तक, ब्लैक होल की उपस्थिति के लिए अंतरिक्ष का अध्ययन धीमा था, और जर्मन भौतिक विज्ञानी के सिद्धांत के केवल कुछ अनुयायी ही इसमें लगे थे।

तारे जो अंधकार को जन्म देते हैं

आइंस्टीन के समीकरणों को अलग करने के बाद, ब्रह्मांड की संरचना को समझने के लिए निकाले गए निष्कर्षों का उपयोग करने का समय आ गया था। विशेष रूप से, सितारों के विकास के सिद्धांत में। यह कोई रहस्य नहीं है कि हमारी दुनिया में कुछ भी हमेशा के लिए नहीं रहता है। यहाँ तक कि सितारों का भी अपना जीवन चक्र होता है, भले ही वह एक व्यक्ति से अधिक लंबा हो।

तारकीय विकास में गंभीरता से रुचि लेने वाले पहले वैज्ञानिकों में से एक भारत के मूल निवासी युवा खगोल वैज्ञानिक सुब्रमण्यन चंद्रशेखर थे। 1930 में, उन्होंने एक वैज्ञानिक कार्य प्रकाशित किया जिसमें सितारों की कथित आंतरिक संरचना, साथ ही साथ उनके जीवन चक्र का वर्णन किया गया था।

पहले से ही 20 वीं शताब्दी की शुरुआत में, वैज्ञानिकों ने गुरुत्वाकर्षण संकुचन (गुरुत्वाकर्षण पतन) जैसी घटना के बारे में अनुमान लगाया था। अपने जीवन के एक निश्चित बिंदु पर, एक तारा गुरुत्वाकर्षण बल के प्रभाव में जबरदस्त दर से सिकुड़ना शुरू कर देता है। एक नियम के रूप में, यह एक तारे की मृत्यु के क्षण में होता है, हालांकि, गुरुत्वाकर्षण के पतन के साथ, लाल-गर्म गेंद के आगे अस्तित्व के लिए कई तरीके हैं।

चंद्रशेखर के पर्यवेक्षक, राल्फ फाउलर, अपने समय के एक सम्मानित सैद्धांतिक भौतिक विज्ञानी, ने सुझाव दिया कि गुरुत्वाकर्षण के पतन के दौरान, कोई भी तारा एक छोटे और गर्म - एक सफेद बौने में बदल जाता है। लेकिन यह पता चला कि छात्र ने शिक्षक के सिद्धांत को "तोड़" दिया, जिसे पिछली शताब्दी की शुरुआत में अधिकांश भौतिकविदों ने साझा किया था। एक युवा हिन्दू के कार्य के अनुसार किसी तारे की मृत्यु उसके आरंभिक द्रव्यमान पर निर्भर करती है। उदाहरण के लिए, केवल वे तारे जिनका द्रव्यमान सूर्य के द्रव्यमान के 1.44 गुना से अधिक नहीं है, सफेद बौने बन सकते हैं। इस संख्या को चंद्रशेखर सीमा कहा गया है। यदि तारे का द्रव्यमान इस सीमा से अधिक हो जाता है, तो यह पूरी तरह से अलग तरीके से मर जाता है। कुछ शर्तों के तहत, मृत्यु के समय ऐसे तारे का एक नए, न्यूट्रॉन तारे में पुनर्जन्म हो सकता है - आधुनिक ब्रह्मांड का एक और रहस्य। दूसरी ओर, सापेक्षता का सिद्धांत हमें एक और विकल्प बताता है - एक तारे का अति-छोटे मूल्यों के लिए संपीड़न, और यहाँ सबसे दिलचस्प शुरू होता है।

1932 में, वैज्ञानिक पत्रिकाओं में से एक में एक लेख छपा था जिसमें यूएसएसआर के शानदार भौतिक विज्ञानी लेव लैंडौ ने सुझाव दिया था कि पतन के दौरान, एक सुपरमैसिव स्टार एक असीम त्रिज्या और अनंत द्रव्यमान के साथ एक बिंदु में संकुचित हो जाता है। इस तथ्य के बावजूद कि एक अप्रस्तुत व्यक्ति के दृष्टिकोण से इस तरह की घटना की कल्पना करना बहुत मुश्किल है, लन्दौ सच्चाई से बहुत दूर नहीं था। भौतिक विज्ञानी ने यह भी सुझाव दिया कि, सापेक्षता के सिद्धांत के अनुसार, ऐसे बिंदु पर गुरुत्वाकर्षण इतना अधिक होगा कि यह अंतरिक्ष-समय को विकृत करना शुरू कर देगा।

खगोलभौतिकीविदों को लन्दौ का सिद्धांत पसंद आया और उन्होंने इसे विकसित करना जारी रखा। 1939 में, अमेरिका में, दो भौतिकविदों - रॉबर्ट ओपेनहाइमर और हार्टलैंड स्नेजिडर के प्रयासों के लिए धन्यवाद - एक सिद्धांत प्रकट हुआ जो पतन के समय एक सुपरमैसिव स्टार का विस्तार से वर्णन करता है। इस तरह की घटना के परिणामस्वरूप, एक वास्तविक ब्लैक होल प्रकट होना चाहिए था। तर्कों की दृढ़ता के बावजूद, वैज्ञानिक ऐसे पिंडों के अस्तित्व की संभावना को नकारते रहे, साथ ही उनमें तारों के परिवर्तन को भी नकारते रहे। यहां तक ​​कि आइंस्टीन ने भी इस विचार से खुद को दूर कर लिया, यह विश्वास करते हुए कि तारा इस तरह के अभूतपूर्व परिवर्तन के लिए सक्षम नहीं है। अन्य भौतिक विज्ञानी अपने बयानों में कंजूस नहीं थे, ऐसी घटनाओं की संभावना को हास्यास्पद बताते हैं।
हालांकि, विज्ञान हमेशा सच तक पहुंचता है, बस आपको थोड़ा इंतजार करना होगा। और ऐसा ही हुआ।

ब्रह्मांड में सबसे चमकीली वस्तुएं

हमारी दुनिया विरोधाभासों का एक संग्रह है। कभी-कभी इसमें चीजें सह-अस्तित्व में होती हैं, जिसका सह-अस्तित्व किसी भी तर्क को झुठलाता है। उदाहरण के लिए, "ब्लैक होल" शब्द एक सामान्य व्यक्ति में "अविश्वसनीय रूप से उज्ज्वल" अभिव्यक्ति के साथ जुड़ा नहीं होगा, लेकिन पिछली शताब्दी के शुरुआती 60 के दशक की खोज ने वैज्ञानिकों को इस कथन को गलत मानने की अनुमति दी।

दूरबीनों की मदद से, खगोल भौतिकीविद् तारों वाले आकाश में अब तक अज्ञात वस्तुओं का पता लगाने में कामयाब रहे, जो इस तथ्य के बावजूद काफी अजीब व्यवहार करते थे कि वे सामान्य सितारों की तरह दिखते थे। इन अजीब प्रकाशकों का अध्ययन करते हुए, अमेरिकी वैज्ञानिक मार्टिन श्मिट ने उनकी स्पेक्ट्रोग्राफी पर ध्यान आकर्षित किया, जिसके डेटा ने अन्य सितारों को स्कैन करने से भिन्न परिणाम दिखाए। सीधे शब्दों में कहें तो ये सितारे उन दूसरे सितारों की तरह नहीं थे जिनके हम अभ्यस्त हैं।

अचानक यह श्मिट पर हावी हो गया, और उन्होंने लाल रेंज में स्पेक्ट्रम के बदलाव की ओर ध्यान आकर्षित किया। यह पता चला कि ये वस्तुएं उन तारों की तुलना में हमसे बहुत दूर हैं जिन्हें हम आकाश में देखने के आदी हैं। उदाहरण के लिए, श्मिट द्वारा देखी गई वस्तु हमारे ग्रह से ढाई अरब प्रकाश वर्ष दूर स्थित थी, लेकिन कुछ सौ प्रकाश वर्ष दूर एक तारे की तरह चमकीली थी। यह पता चला है कि ऐसी एक वस्तु से प्रकाश पूरी आकाशगंगा की चमक के बराबर है। यह खोज खगोल भौतिकी में एक वास्तविक सफलता थी। वैज्ञानिक ने इन वस्तुओं को "अर्ध-तारकीय" या केवल "क्वासर" कहा।

मार्टिन श्मिट ने नई वस्तुओं का अध्ययन करना जारी रखा और पाया कि इतनी तेज चमक केवल एक कारण से हो सकती है - अभिवृद्धि। अभिवृद्धि गुरुत्वाकर्षण की मदद से एक सुपरमैसिव बॉडी द्वारा आसपास के पदार्थ के अवशोषण की प्रक्रिया है। वैज्ञानिक इस नतीजे पर पहुँचे कि क्वासर के केंद्र में एक विशाल ब्लैक होल है, जो अविश्वसनीय बल के साथ अंतरिक्ष में अपने आस-पास के मामले को अपनी ओर खींचता है। छिद्र द्वारा पदार्थ के अवशोषण की प्रक्रिया में, कण प्रचंड गति से त्वरित होते हैं और चमकने लगते हैं। ब्लैक होल के चारों ओर अजीबोगरीब चमकदार गुंबद को अभिवृद्धि डिस्क कहा जाता है। क्रिस्टोफर नोलन की फिल्म "इंटरस्टेलर" में इसकी दृश्यता को अच्छी तरह से प्रदर्शित किया गया था, जिसने "ब्लैक होल कैसे चमक सकता है?" जैसे कई सवालों को जन्म दिया।

आज तक, वैज्ञानिकों ने तारों वाले आकाश में हजारों क्वासर पाए हैं। इन अजीब, अविश्वसनीय रूप से चमकीली वस्तुओं को ब्रह्मांड का बीकन कहा जाता है। वे हमें ब्रह्मांड की संरचना की थोड़ी बेहतर कल्पना करने और उस क्षण के करीब आने की अनुमति देते हैं जहां से यह सब शुरू हुआ था।

इस तथ्य के बावजूद कि खगोल वैज्ञानिक कई वर्षों से ब्रह्मांड में सुपरमैसिव अदृश्य वस्तुओं के अस्तित्व के अप्रत्यक्ष प्रमाण प्राप्त कर रहे हैं, "ब्लैक होल" शब्द 1967 तक अस्तित्व में नहीं था। जटिल नामों से बचने के लिए, अमेरिकी भौतिक विज्ञानी जॉन आर्चीबाल्ड व्हीलर ने ऐसी वस्तुओं को "ब्लैक होल" कहने का प्रस्ताव रखा। क्यों नहीं? कुछ हद तक वे काले हैं, क्योंकि हम उन्हें देख नहीं सकते। इसके अलावा, वे हर चीज को आकर्षित करते हैं, आप उनमें गिर सकते हैं, बिल्कुल असली छेद की तरह। और भौतिकी के आधुनिक नियमों के अनुसार ऐसी जगह से बाहर निकलना असंभव है। हालांकि, स्टीफन हॉकिंग का दावा है कि ब्लैक होल के माध्यम से यात्रा करते समय, आप दूसरे ब्रह्मांड, दूसरी दुनिया में जा सकते हैं, और यह आशा है।

अनंत का डर

ब्लैक होल के अत्यधिक रहस्य और रोमांटिककरण के कारण ये वस्तुएं लोगों के बीच एक वास्तविक डरावनी कहानी बन गई हैं। येलो प्रेस आबादी की निरक्षरता पर अटकलें लगाना पसंद करता है, इस बारे में आश्चर्यजनक कहानियाँ देता है कि कैसे एक विशाल ब्लैक होल हमारी पृथ्वी की ओर बढ़ रहा है, जो कुछ ही घंटों में सौर मंडल को निगल जाएगा, या बस हमारी ओर जहरीली गैस की तरंगें उत्सर्जित करेगा। ग्रह।

विशेष रूप से लोकप्रिय लार्ज हैड्रोन कोलाइडर की मदद से ग्रह के विनाश का विषय है, जिसे यूरोप में 2006 में यूरोपियन काउंसिल फॉर न्यूक्लियर रिसर्च (सर्न) के क्षेत्र में बनाया गया था। दहशत की लहर किसी के बेवकूफी भरे मजाक के रूप में शुरू हुई, लेकिन स्नोबॉल की तरह बढ़ती गई। किसी ने अफवाह फैला दी कि कोलाइडर के कण त्वरक में एक ब्लैक होल बन सकता है, जो हमारे ग्रह को पूरी तरह से निगल जाएगा। बेशक, इस तरह के परिणाम से डरते हुए, नाराज लोगों ने एलएचसी में प्रयोगों पर प्रतिबंध लगाने की मांग शुरू कर दी। कोलाइडर को बंद करने की मांग को लेकर यूरोपीय न्यायालय में मुकदमे आने शुरू हो गए, और इसे बनाने वाले वैज्ञानिकों को कानून की पूरी सीमा तक दंडित किया जाना शुरू हो गया।

वास्तव में, भौतिक विज्ञानी इस बात से इनकार नहीं करते हैं कि जब बड़े हैड्रॉन कोलाइडर में कण टकराते हैं, तो ब्लैक होल के गुणों के समान वस्तुएं दिखाई दे सकती हैं, लेकिन उनका आकार प्राथमिक कण आकार के स्तर पर होता है, और ऐसे "छेद" इतने कम समय के लिए मौजूद होते हैं। कि हम उनकी घटना को रिकॉर्ड भी नहीं कर सकते।

मुख्य विशेषज्ञों में से एक जो लोगों के सामने अज्ञानता की लहर को दूर करने की कोशिश कर रहे हैं, वे स्टीफन हॉकिंग हैं - प्रसिद्ध सैद्धांतिक भौतिक विज्ञानी, जो इसके अलावा, ब्लैक होल के बारे में एक वास्तविक "गुरु" माने जाते हैं। हॉकिंग ने साबित किया कि ब्लैक होल हमेशा अभिवृद्धि डिस्क में दिखाई देने वाले प्रकाश को अवशोषित नहीं करते हैं, और इसका कुछ हिस्सा अंतरिक्ष में बिखर जाता है। इस घटना को हॉकिंग रेडिएशन या ब्लैक होल वाष्पीकरण कहा गया है। हॉकिंग ने एक ब्लैक होल के आकार और उसके "वाष्पीकरण" की दर के बीच एक संबंध भी स्थापित किया - यह जितना छोटा होता है, उतना ही कम समय में इसका अस्तित्व होता है। और इसका मतलब यह है कि लार्ज हैड्रोन कोलाइडर के सभी विरोधियों को चिंता नहीं करनी चाहिए: इसमें मौजूद ब्लैक होल सेकंड के दस लाखवें हिस्से के लिए भी मौजूद नहीं रह पाएंगे।

सिद्धांत व्यवहार में सिद्ध नहीं हुआ

दुर्भाग्य से, विकास के इस चरण में मानव जाति की प्रौद्योगिकियां हमें खगोल भौतिकीविदों और अन्य वैज्ञानिकों द्वारा विकसित अधिकांश सिद्धांतों का परीक्षण करने की अनुमति नहीं देती हैं। एक ओर, ब्लैक होल का अस्तित्व कागज पर काफी आश्वस्त रूप से सिद्ध होता है और सूत्रों का उपयोग करके निकाला जाता है जिसमें हर चीज हर चर के साथ अभिसरित होती है। दूसरी ओर, व्यवहार में, हम अभी तक एक वास्तविक ब्लैक होल को अपनी आँखों से देखने में कामयाब नहीं हुए हैं।

तमाम असहमतियों के बावजूद, भौतिकविदों का सुझाव है कि प्रत्येक आकाशगंगा के केंद्र में एक सुपरमैसिव ब्लैक होल है, जो अपने गुरुत्वाकर्षण के साथ तारों को समूहों में इकट्ठा करता है और आपको एक बड़ी और मैत्रीपूर्ण कंपनी में ब्रह्मांड की यात्रा कराता है। हमारी मिल्की वे आकाशगंगा में, विभिन्न अनुमानों के अनुसार, 200 से 400 बिलियन तारे हैं। ये सभी तारे किसी ऐसी चीज़ के इर्द-गिर्द घूमते हैं जिसका द्रव्यमान बहुत अधिक है, किसी ऐसी चीज़ के इर्द-गिर्द जिसे हम दूरबीन से नहीं देख सकते। यह सबसे अधिक संभावना एक ब्लैक होल है। क्या उसे डरना चाहिए? - नहीं, कम से कम अगले कुछ अरब सालों में तो नहीं, लेकिन हम उनके बारे में एक और दिलचस्प फिल्म बना सकते हैं।

ब्लैक होल - शायद हमारे ब्रह्मांड में सबसे रहस्यमय और गूढ़ खगोलीय वस्तुएं हैं, जिन्होंने पंडितों का ध्यान आकर्षित किया है और उनकी खोज के बाद से विज्ञान कथा लेखकों की कल्पना को उत्तेजित किया है। ब्लैक होल क्या होते हैं और कैसे दिखते हैं? ब्लैक होल अपनी भौतिक विशेषताओं के कारण विलुप्त हो चुके तारे होते हैं, जिनका इतना उच्च घनत्व और इतना शक्तिशाली गुरुत्वाकर्षण होता है कि प्रकाश भी उनसे बच नहीं सकता।

ब्लैक होल की खोज का इतिहास

पहली बार, ब्लैक होल का सैद्धांतिक अस्तित्व, उनकी वास्तविक खोज से बहुत पहले, 1783 में वापस किसी डी. मिशेल (यॉर्कशायर के एक अंग्रेजी पुजारी, जो अपने अवकाश पर खगोल विज्ञान के शौकीन हैं) द्वारा सुझाया गया था। उनकी गणना के अनुसार, यदि हम अपना लेते हैं और इसे (आधुनिक कंप्यूटर शब्दों में, इसे संग्रहीत करते हैं) को 3 किमी के दायरे में संकुचित करते हैं, तो इतना बड़ा (सिर्फ विशाल) गुरुत्वाकर्षण बल बनता है कि प्रकाश भी इसे नहीं छोड़ सकता। इस प्रकार "ब्लैक होल" की अवधारणा प्रकट हुई, हालांकि वास्तव में यह बिल्कुल काला नहीं है, हमारी राय में, "डार्क होल" शब्द अधिक उपयुक्त होगा, क्योंकि यह प्रकाश की अनुपस्थिति है जो होता है।

बाद में, 1918 में, महान वैज्ञानिक अल्बर्ट आइंस्टीन ने सापेक्षता के सिद्धांत के संदर्भ में ब्लैक होल के मुद्दे के बारे में लिखा। लेकिन केवल 1967 में, अमेरिकी खगोल वैज्ञानिक जॉन व्हीलर के प्रयासों से, ब्लैक होल की अवधारणा ने अंततः अकादमिक हलकों में जगह बनाई।

जैसा कि हो सकता है, डी. मिशेल, और अल्बर्ट आइंस्टीन, और जॉन व्हीलर दोनों ने अपने कार्यों में बाहरी अंतरिक्ष में इन रहस्यमय खगोलीय पिंडों के सैद्धांतिक अस्तित्व को ही माना, हालांकि, ब्लैक होल की असली खोज 1971 में हुई थी, यह था तब उन्हें पहली बार अंतरिक्ष में देखा गया था।

ब्लैक होल ऐसा दिखता है।

अंतरिक्ष में ब्लैक होल कैसे बनते हैं?

जैसा कि हम खगोल भौतिकी से जानते हैं, सभी तारों (हमारे सूर्य सहित) में कुछ सीमित मात्रा में ईंधन होता है। और यद्यपि एक तारे का जीवन अरबों प्रकाश वर्ष तक रह सकता है, जल्दी या बाद में ईंधन की यह सशर्त आपूर्ति समाप्त हो जाती है, और तारा "बाहर चला जाता है"। एक तारे के "विलुप्त होने" की प्रक्रिया तीव्र प्रतिक्रियाओं के साथ होती है, जिसके दौरान तारा एक महत्वपूर्ण परिवर्तन से गुजरता है और इसके आकार के आधार पर, एक सफेद बौने, एक न्यूट्रॉन तारे या एक ब्लैक होल में बदल सकता है। इसके अलावा, सबसे बड़े सितारे, जिनके अविश्वसनीय रूप से प्रभावशाली आयाम हैं, आमतौर पर एक ब्लैक होल में बदल जाते हैं - इन सबसे अविश्वसनीय आकारों के संपीड़न के कारण, नए बने ब्लैक होल का द्रव्यमान और गुरुत्वाकर्षण बल कई गुना बढ़ जाता है, जो एक प्रकार के गैलेक्टिक वैक्यूम में बदल जाता है। क्लीनर - सब कुछ और उसके चारों ओर सब कुछ अवशोषित करता है।

एक ब्लैक होल एक तारे को निगल जाता है।

एक छोटा नोट - हमारा सूर्य, गांगेय मानकों के अनुसार, एक बड़ा तारा नहीं है, और लुप्त होने के बाद, जो लगभग कुछ अरब वर्षों में घटित होगा, सबसे अधिक संभावना है कि यह ब्लैक होल में नहीं बदलेगा।

लेकिन आइए आपके साथ ईमानदार रहें - आज, वैज्ञानिक अभी तक ब्लैक होल के गठन की सभी पेचीदगियों को नहीं जानते हैं, निस्संदेह, यह एक अत्यंत जटिल खगोलीय प्रक्रिया है, जो स्वयं लाखों प्रकाश वर्ष तक चल सकती है। हालांकि इस दिशा में आगे बढ़ना संभव है, तथाकथित मध्यवर्ती ब्लैक होल का पता लगाना और उसके बाद का अध्ययन, यानी वे तारे जो विलुप्त होने की स्थिति में हैं, जिसमें ब्लैक होल बनाने की सक्रिय प्रक्रिया हो रही है। . वैसे, खगोलविदों द्वारा 2014 में एक सर्पिल आकाशगंगा की भुजा में एक समान तारे की खोज की गई थी।

ब्रह्मांड में कितने ब्लैक होल मौजूद हैं

आधुनिक वैज्ञानिकों के सिद्धांतों के अनुसार, हमारी मिल्की वे आकाशगंगा में करोड़ों ब्लैक होल हो सकते हैं। हमारे बगल की आकाशगंगा में उनमें से कोई भी कम नहीं हो सकता है, जिसमें हमारे मिल्की वे - 2.5 मिलियन प्रकाश वर्ष से उड़ान भरने के लिए कुछ भी नहीं है।

ब्लैक होल का सिद्धांत

विशाल द्रव्यमान (जो हमारे सूर्य के द्रव्यमान से सैकड़ों-हजारों गुना अधिक है) और गुरुत्वाकर्षण की अविश्वसनीय शक्ति के बावजूद, ब्लैक होल को दूरबीन के माध्यम से देखना आसान नहीं था, क्योंकि वे प्रकाश का उत्सर्जन बिल्कुल नहीं करते हैं। वैज्ञानिक अपने "भोजन" के क्षण में ही एक ब्लैक होल को नोटिस करने में कामयाब रहे - दूसरे तारे का अवशोषण, इस समय एक विशिष्ट विकिरण दिखाई देता है, जिसे पहले से ही देखा जा सकता है। इस प्रकार, ब्लैक होल सिद्धांत को वास्तविक पुष्टि मिल गई है।

ब्लैक होल के गुण

ब्लैक होल की मुख्य संपत्ति इसका अविश्वसनीय गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र है, जो आसपास के स्थान और समय को अपनी सामान्य स्थिति में रहने की अनुमति नहीं देता है। जी हां, आपने सही सुना, ब्लैक होल के अंदर समय सामान्य से कई गुना धीमा बहता है, और यदि आप वहां होते, तो वापस लौटते (यदि आप इतने भाग्यशाली थे, तो निश्चित रूप से) आपको यह जानकर आश्चर्य होगा कि पृथ्वी पर सदियां बीत चुकी हैं, और आपके पास समय भी नहीं होगा। हालाँकि आइए सच कहें, यदि आप एक ब्लैक होल के अंदर होते, तो आप शायद ही बच पाते, क्योंकि वहाँ का गुरुत्वाकर्षण बल ऐसा होता है कि कोई भी भौतिक वस्तु बस फट जाएगी, भागों में भी नहीं, परमाणुओं में भी।

लेकिन अगर आप किसी ब्लैक होल के करीब भी होते, उसके गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र की सीमा के भीतर, तो आपके लिए भी कठिन समय होता, क्योंकि जितना अधिक आप उसके गुरुत्वाकर्षण का विरोध करते, उड़ने की कोशिश करते, उतनी ही तेजी से आप उसमें गिर जाते। इस प्रतीत होने वाले विरोधाभास का कारण गुरुत्वाकर्षण भंवर क्षेत्र है, जिसमें सभी ब्लैक होल होते हैं।

क्या होगा अगर कोई व्यक्ति ब्लैक होल में गिर जाए

ब्लैक होल का वाष्पीकरण

अंग्रेजी खगोलशास्त्री एस। हॉकिंग ने एक दिलचस्प तथ्य खोजा: ब्लैक होल भी, यह पता चला है, वाष्पीकरण का उत्सर्जन करते हैं। सच है, यह केवल अपेक्षाकृत छोटे द्रव्यमान के छिद्रों पर लागू होता है। उनके चारों ओर शक्तिशाली गुरुत्वाकर्षण कणों और एंटीपार्टिकल्स के जोड़े बनाता है, जोड़ी में से एक को छेद द्वारा अंदर की ओर खींचा जाता है, और दूसरे को बाहर निकाल दिया जाता है। इस प्रकार, एक ब्लैक होल कठोर एंटीपार्टिकल्स और गामा किरणें विकीर्ण करता है। ब्लैक होल से होने वाले इस वाष्पीकरण या विकिरण का नाम उस वैज्ञानिक के नाम पर रखा गया था जिसने इसकी खोज की थी - "हॉकिंग रेडिएशन"।

सबसे बड़ा ब्लैक होल

ब्लैक होल के सिद्धांत के अनुसार, लगभग सभी आकाशगंगाओं के केंद्र में लाखों से लेकर कई अरब सौर द्रव्यमान वाले विशाल ब्लैक होल हैं। और अपेक्षाकृत हाल ही में, वैज्ञानिकों ने अब तक ज्ञात दो सबसे बड़े ब्लैक होल की खोज की है, वे पास की दो आकाशगंगाओं में हैं: NGC 3842 और NGC 4849।

NGC 3842 हमसे 320 मिलियन प्रकाश-वर्ष की दूरी पर स्थित नक्षत्र सिंह में सबसे चमकीली आकाशगंगा है। इसके केंद्र में 9.7 बिलियन सौर द्रव्यमान के द्रव्यमान वाला एक विशाल ब्लैक होल है।

NGC 4849 कोमा क्लस्टर में एक आकाशगंगा है, जो 335 मिलियन प्रकाश वर्ष दूर है, जो समान रूप से प्रभावशाली ब्लैक होल का दावा करती है।

इन विशाल ब्लैक होल के गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र की कार्रवाई के क्षेत्र, या अकादमिक दृष्टि से, उनके घटना क्षितिज, सूर्य से दूरी का लगभग 5 गुना है! ऐसा ब्लैक होल हमारे सौर मंडल को खा जाएगा और चोक भी नहीं करेगा।

सबसे छोटा ब्लैक होल

लेकिन ब्लैक होल के विशाल परिवार में बहुत छोटे प्रतिनिधि हैं। तो इस समय वैज्ञानिकों द्वारा खोजा गया सबसे बौना ब्लैक होल इसके द्रव्यमान में हमारे सूर्य के द्रव्यमान का केवल 3 गुना है। वास्तव में, यह ब्लैक होल के निर्माण के लिए आवश्यक सैद्धांतिक न्यूनतम है, यदि वह तारा थोड़ा छोटा होता, तो छेद नहीं बनता।

ब्लैक होल नरभक्षी होते हैं

हां, एक ऐसी घटना है, जैसा कि हमने ऊपर लिखा है, ब्लैक होल एक तरह के "गैलेक्टिक वैक्यूम क्लीनर" हैं जो अपने आसपास की हर चीज को अवशोषित कर लेते हैं, जिसमें ... अन्य ब्लैक होल भी शामिल हैं। हाल ही में, खगोलविदों ने पता लगाया है कि एक आकाशगंगा के एक ब्लैक होल को दूसरी आकाशगंगा के एक बड़े ब्लैक ग्लूटन द्वारा खाया जा रहा है।

• कुछ वैज्ञानिकों की परिकल्पना के अनुसार, ब्लैक होल न केवल गांगेय वैक्यूम क्लीनर हैं जो सब कुछ अपने आप में सोख लेते हैं, बल्कि कुछ परिस्थितियों में वे स्वयं नए ब्रह्मांड उत्पन्न कर सकते हैं।
• ब्लैक होल समय के साथ लुप्त हो सकते हैं। हमने ऊपर लिखा है कि अंग्रेजी वैज्ञानिक स्टीफन हॉकिंग द्वारा यह खोजा गया था कि ब्लैक होल में विकिरण का गुण होता है, और कुछ बहुत लंबे समय के बाद, जब अवशोषित करने के लिए कुछ भी नहीं होता है, तो ब्लैक होल और अधिक वाष्पित होना शुरू हो जाएगा, जब तक कि अंततः यह अपना सारा द्रव्यमान आसपास के स्थान में छोड़ देता है। हालांकि यह केवल एक धारणा है, एक परिकल्पना है।
• ब्लैक होल समय को धीमा कर देते हैं और अंतरिक्ष को मोड़ देते हैं। हम समय के फैलाव के बारे में पहले ही लिख चुके हैं, लेकिन ब्लैक होल की स्थिति में अंतरिक्ष पूरी तरह से घुमावदार होगा।
• ब्लैक होल ब्रह्मांड में तारों की संख्या को सीमित करते हैं। अर्थात्, उनके गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र अंतरिक्ष में गैस के बादलों को ठंडा करने से रोकते हैं, जिससे, जैसा कि आप जानते हैं, नए तारे पैदा होते हैं।

डिस्कवरी चैनल पर ब्लैक होल, वीडियो

और अंत में, हम आपको डिस्कवरी चैनल से ब्लैक होल के बारे में एक दिलचस्प वैज्ञानिक वृत्तचित्र पेश करते हैं।