Juodosios skylės sąvoką žino visi – nuo moksleivių iki pagyvenusių žmonių, ji naudojama mokslinėje ir grožinėje literatūroje, geltonojoje žiniasklaidoje ir mokslinėse konferencijose. Tačiau ne visi žino, kas tiksliai yra šios skylės.
Iš juodųjų skylių istorijos
1783 m Pirmąją hipotezę apie tokio reiškinio kaip juodoji skylė egzistavimą 1783 metais iškėlė anglų mokslininkas Johnas Michellas. Savo teorijoje jis sujungė du Niutono kūrinius – optiką ir mechaniką. Michell idėja buvo tokia: jei šviesa yra mažų dalelių srautas, tada, kaip ir visi kiti kūnai, dalelės turėtų patirti gravitacinio lauko trauką. Pasirodo, kuo žvaigždė masyvesnė, tuo šviesai sunkiau atsispirti jos traukai. Praėjus 13 metų po Michelio, prancūzų astronomas ir matematikas Laplasas (greičiausiai nepriklausomai nuo britų kolegos) pateikė panašią teoriją.
1915 m Tačiau iki XX amžiaus pradžios visi jų darbai liko nepareikšti. 1915 metais Albertas Einšteinas paskelbė Bendrąją reliatyvumo teoriją ir parodė, kad gravitacija yra materijos sukeltas erdvėlaikio kreivumas, o po kelių mėnesių vokiečių astronomas ir teorinis fizikas Karlas Schwarzschildas ją panaudojo spręsdamas konkrečią astronominę problemą. Jis ištyrė išlenkto erdvėlaikio aplink Saulę struktūrą ir iš naujo atrado juodųjų skylių reiškinį.
(John Wheeler sugalvojo terminą „juodosios skylės“)
1967 m Amerikiečių fizikas Johnas Wheeleris apibūdino erdvę, kurią galima suglamžyti kaip popieriaus lapą į be galo mažą tašką ir pavadino terminu „Juodoji skylė“.
1974 m Britų fizikas Stephenas Hawkingas įrodė, kad juodosios skylės, nors ir praryja medžiagą negrįždamos, gali skleisti spinduliuotę ir galiausiai išgaruoti. Šis reiškinys vadinamas „Hawkingo spinduliuote“.
2013 m Naujausi pulsarų ir kvazarų tyrimai, taip pat kosminės mikrobangų foninės spinduliuotės atradimas pagaliau leido apibūdinti pačią juodųjų skylių sampratą. 2013 metais dujų debesis G2 priartėjo prie juodosios skylės ir greičiausiai bus jos absorbuojamas, o unikalaus proceso stebėjimas suteikia puikių galimybių naujiems juodųjų skylių ypatybių atradimams.
(Masyvus objektas Šaulys A *, jo masė yra 4 milijonus kartų didesnė nei Saulės, o tai reiškia žvaigždžių spiečius ir juodosios skylės susidarymą)
2017 m. Mokslininkų grupė iš kelių šalių bendradarbiavimo „Event Horizon Telescope“, jungianti aštuonis teleskopus iš skirtingų Žemės žemynų taškų, atliko juodosios skylės, kuri yra supermasyvus objektas ir yra M87 galaktikoje, Mergelės žvaigždyne, stebėjimus. Objekto masė yra 6,5 milijardo (!) Saulės masių, gigantiškai kartų didesnė už masyvų objektą Šaulys A *, palyginimui, skersmuo yra šiek tiek mažesnis nei atstumas nuo Saulės iki Plutono.
Stebėjimai buvo atliekami keliais etapais – nuo 2017 m. pavasario ir 2018 m. Informacijos kiekis buvo skaičiuojamas petabaitais, kuriuos vėliau reikėjo iššifruoti ir gauti tikrą itin tolimo objekto vaizdą. Todėl iš anksto nuskaityti visus duomenis ir sujungti į vieną visumą prireikė dar dvejų metų.
2019 m Duomenys buvo sėkmingai iškoduoti ir parodyti, kad gautas pirmasis juodosios skylės vaizdas.
(Pirmasis juodosios skylės vaizdas M87 galaktikoje Mergelės žvaigždyne)
Vaizdo raiška leidžia matyti negrįžimo taško šešėlį objekto centre. Vaizdas buvo gautas atlikus interferometrinius stebėjimus su ypač ilga bazine linija. Tai vadinamieji sinchroniniai vieno objekto stebėjimai iš kelių radijo teleskopų, sujungtų tinklu ir išsidėsčiusių skirtingose Žemės rutulio vietose, nukreipti viena kryptimi.
Kas iš tikrųjų yra juodosios skylės?
Lakoniškas reiškinio paaiškinimas skamba taip.
Juodoji skylė yra erdvės ir laiko sritis, kurios gravitacinė trauka yra tokia stipri, kad joks objektas, įskaitant šviesos kvantus, negali iš jos išeiti.
Juodoji skylė kadaise buvo didžiulė žvaigždė. Kol termobranduolinės reakcijos palaiko aukštą slėgį jo žarnyne, viskas išlieka normalu. Tačiau laikui bėgant energijos atsargos išsenka ir dangaus kūnas, veikiamas savo gravitacijos, pradeda trauktis. Paskutinis šio proceso etapas yra žvaigždės šerdies žlugimas ir juodosios skylės susidarymas.
- 1. Juodosios skylės srovės išmetimas dideliu greičiu
- 2. Materijos diskas išauga į juodąją skylę
- 3. Juodoji skylė
- 4. Išsami juodosios skylės srities schema
- 5. Rastų naujų stebėjimų dydis
Labiausiai paplitusi teorija teigia, kad panašių reiškinių yra kiekvienoje galaktikoje, taip pat ir mūsų Paukščių Tako centre. Didžiulė skylės gravitacija gali išlaikyti aplink save kelias galaktikas, neleisdama joms tolti vienai nuo kitos. „Aprėpties sritis“ gali būti skirtinga, viskas priklauso nuo žvaigždės, pavirtusios į juodąją skylę, masės ir gali būti tūkstančiai šviesmečių.
Schwarzschildo spindulys
Pagrindinė juodosios skylės savybė yra ta, kad bet kuri medžiaga, patekusi į ją, nebegali grįžti. Tas pats pasakytina ir apie šviesą. Skylės yra kūnai, kurie visiškai sugeria visą ant jų patenkančią šviesą ir neskleidžia savo. Tokie objektai vizualiai gali atrodyti kaip absoliučios tamsos krešuliai.
- 1. Medžiaga juda puse šviesos greičiu
- 2. Fotono žiedas
- 3. Vidinis fotono žiedas
- 4. Įvykių horizontas juodojoje skylėje
Remiantis Einšteino Bendrąja reliatyvumo teorija, jei kūnas priartėja prie kritinio atstumo nuo skylės centro, jis nebegali grįžti atgal. Šis atstumas vadinamas Schwarzschildo spinduliu. Kas tiksliai vyksta šiuo spinduliu, nėra tiksliai žinoma, tačiau yra labiausiai paplitusi teorija. Manoma, kad visa juodosios skylės materija yra sutelkta be galo mažame taške, o jo centre yra begalinio tankio objektas, kurį mokslininkai vadina singuliariniu perturbacija.
Kaip jis patenka į juodąją skylę
(Nuotraukoje Šaulio A * juodoji skylė atrodo kaip itin ryškus šviesos spiečius)
Ne taip seniai, 2011 m., mokslininkai atrado dujų debesį, suteikdami jam paprastą pavadinimą G2, kuris skleidžia neįprastą šviesą. Toks švytėjimas gali sukelti dujų ir dulkių trintį, kurią sukelia juodosios skylės Šaulys A * veikimas ir kurios sukasi aplink ją akrecinio disko pavidalu. Taigi mes tampame stebėtojais, stebinčiais nuostabų reiškinį, kai supermasyvi juodoji skylė absorbuoja dujų debesį.
Remiantis naujausiais tyrimais, artimiausia juodoji skylė bus 2014 m. kovo mėn. Galime atkurti vaizdą, kaip vyks šis jaudinantis reginys.
- 1. Kai jis pirmą kartą pasirodo duomenyse, dujų debesis primena didžiulį dujų ir dulkių kamuoliuką.
- 2. Dabar, 2013 m. birželio mėn., debesis nuo juodosios skylės yra nutolęs dešimtis milijardų kilometrų. Jis patenka į jį 2500 km / s greičiu.
- 3. Tikimasi, kad debesis praskris pro juodąją skylę, tačiau potvynių ir atoslūgių jėgos, kurias sukelia traukos skirtumai, veikiantys priekinius ir galinius debesies kraštus, privers jį vis labiau pailgėti.
- 4. Debesiui suskilus, didžioji jo dalis greičiausiai prisijungs prie susikaupimo disko aplink Šaulį A*, sukeldama jame smūgines bangas. Temperatūra kils iki kelių milijonų laipsnių.
- 5. Dalis debesies pateks tiesiai į juodąją skylę. Niekas tiksliai nežino, kas nutiks šiai medžiagai, tačiau tikimasi, kad krisdama ji skleis galingus rentgeno spindulių srautus ir niekas kitas to nepamatys.
Vaizdo įrašas: juodoji skylė praryja dujų debesį
(Kompiuterinis modeliavimas, kiek G2 dujų debesies sunaikins ir sunaudos juodoji skylė Sagittarius A*)
Kas yra juodosios skylės viduje
Egzistuoja teorija, teigianti, kad juodoji skylė viduje yra praktiškai tuščia, o visa jos masė yra sutelkta neįtikėtinai mažame taške, esančiame pačiame jos centre – singuliarume.
Pagal kitą teoriją, gyvuojančią pusę amžiaus, viskas, kas patenka į juodąją skylę, patenka į kitą visatą, esančią pačioje juodojoje skylėje. Dabar ši teorija nėra pagrindinė.
Ir yra trečia, moderniausia ir atkakliausia teorija, pagal kurią viskas, kas patenka į juodąją skylę, ištirpsta stygų virpesiuose jos paviršiuje, kuris yra įvardytas kaip įvykių horizontas.
Taigi, koks yra įvykių horizontas? Pažvelgti į juodosios skylės vidų neįmanoma net su itin galingu teleskopu, nes net šviesa, patekusi į milžinišką kosminį piltuvą, neturi galimybės išlįsti atgal. Viskas, ką galima kažkaip apsvarstyti, yra šalia jo.
Įvykių horizontas yra sąlyginė paviršiaus linija, iš kurios niekas (nei dujos, nei dulkės, nei žvaigždės, nei šviesa) negali ištrūkti. Ir tai yra labai paslaptingas negrįžimo taškas Visatos juodosiose skylėse.
Medžiagą InoSMI redaktoriai parengė specialiai RIA Science rubrikai >>
Michaelas Finkelis
Atsukime laikrodį atgal. Prieš žmogų, prieš žemę, prieš užsidegiant saulei, prieš gimstant galaktikoms, dar nesuspindėjus šviesai, įvyko „didysis sprogimas“. Tai įvyko prieš 13,8 milijardo metų.
Ankstyvojoje visatoje supernovos pasėjo erdvę su sunkiais elementaisMokslininkai, naudodami Japonijos Suzaku rentgeno kosminį teleskopą, ištyrė geležies pasiskirstymą Perseus galaktikų spiečiuje, esančiame už 250 mln. šviesmečių.Bet kas atsitiko prieš tai? Daugelis fizikų teigia, kad „prieš tai“ neegzistuoja. Jie teigia, kad laikas pradėjo skaičiuoti „didžiojo sprogimo“ akimirką, manydami, kad viskas, kas egzistavo anksčiau, nepatenka į mokslo sritį. Niekada nesuprasime, kokia buvo tikrovė prieš Didįjį sprogimą, iš ko ji susidarė ir kodėl taip atsitiko mūsų Visatos sukūrimui. Tokios idėjos yra už žmogaus supratimo ribų.
Tačiau kai kurie netradiciniai mokslininkai nesutinka. Šie fizikai kuria teorijas, kad akimirksniu prieš „didįjį sprogimą“ visa besiformuojančios visatos masė ir energija buvo suspausta į vieną neįtikėtinai tankų, bet turintį savo ribas, grūdelį. Pavadinkime tai naujos visatos sėkla.
Jie mano, kad ši sėkla buvo neįsivaizduojamai mažytė, galbūt trilijonus kartų mažesnė už bet kokią dalelę, kurią galėjo stebėti žmogus. Ir vis dėlto ši dalelė davė impulsą atsirasti visoms kitoms dalelėms, jau nekalbant apie galaktikas, saulės sistemą, planetas ir žmones.
Jei tikrai norite ką nors pavadinti Dievo dalele, tai ši sėkla puikiai tinka tokiam vardui.
Taigi, kaip atsirado ši sėkla? Vieną idėją prieš kelerius metus iškėlė Nikodemas Poplavskis, dirbantis Niu Heiveno universitete. Tai susideda iš to, kad mūsų Visatos sėkla buvo padirbta pirminėje krosnyje, kuri jai tapo juodąja skyle.
daugialypė daugyba
Prieš eidami toliau, svarbu suprasti, kad per pastaruosius dvidešimt metų daugelis teorinių fizikų tikėjo, kad mūsų visata nėra vienintelė. Galime būti multivisatos, atstovaujančios daugybę atskirų visatų, dalis, kurių kiekviena yra šviečiantis rutulys tikrame nakties danguje.
Kyla daug ginčų dėl to, kaip viena visata yra susijusi su kita ir ar apskritai yra tokia krūva. Tačiau visi šie ginčai yra grynai spekuliatyvūs, o tiesa neįrodoma. Tačiau yra viena patraukli idėja, kad visatos sėkla yra kaip augalo sėkla. Tai esminė medžiaga, sandariai suspausta ir paslėpta apsauginiame apvalkale.
Tai tiksliai paaiškina, kas vyksta juodosios skylės viduje. Juodosios skylės yra milžiniškų žvaigždžių lavonai. Kai tokiai žvaigždei pritrūksta kuro, jos branduolys subyra. Gravitacijos jėga viską sutraukia neįtikėtina ir vis didėjančia jėga. Temperatūra siekia 100 milijardų laipsnių. Atomai žlunga. Elektronai suplėšyti į gabalus. Ir tada ši masė dar labiau suspaudžiama.
Šiuo metu žvaigždė virsta juodąja skyle. Tai reiškia, kad jo traukos jėga yra tokia didžiulė, kad iš jos negali ištrūkti net šviesos spindulys. Riba tarp juodosios skylės vidaus ir išorės vadinama įvykių horizontu. Beveik kiekvienos galaktikos, įskaitant mūsų Paukščių Taką, centre mokslininkai atranda milžiniškas juodąsias skyles, kelis milijonus kartų masyvesnės už mūsų Saulę.
dugno klausimai
Jei naudosite Einšteino teoriją norėdami nustatyti, kas vyksta juodosios skylės apačioje, galite apskaičiuoti tašką, kurio tankis yra begalinis ir dydis yra be galo mažas. Ši hipotetinė sąvoka vadinama singuliarumu. Tačiau gamtoje begalybės paprastai nėra. Problema slypi Einšteino teorijose, kurios pateikia puikius skaičiavimus didžiajai kosmoso daliai, tačiau žlunga susidūrus su neįtikėtinomis jėgomis, tokiomis kaip juodosios skylės viduje arba tų, kurios buvo visatos gimimo metu.
Fizikai, tokie kaip daktaras Poplavskis, teigia, kad medžiaga juodojoje skylėje iš tiesų pasiekia tašką, kai jos nebegalima išspausti. Ši „sėkla“ yra neįtikėtinai mažytė, sverianti net milijardą žvaigždžių. Tačiau skirtingai nei singuliarumas, jis yra gana tikras.
Pasak Poplavskio, susitraukimo procesas sustoja, nes juodosios skylės sukasi. Jie sukasi labai greitai, galbūt pasiekia šviesos greitį. Ir šis sukimas suteikia suspaustai sėklai neįtikėtiną ašinį sukimąsi. Sėkla ne tik maža ir sunki; jis irgi susuktas ir suspaustas, kaip to velnio spyruoklė iš uostinės.
Mokslininkai pirmą kartą išmatavo Galaktikos centre esančios juodosios skylės magnetinį laukąSupermasyvi juodoji skylė Sgr A* yra mūsų galaktikos centre. Anksčiau astronomai atrado radijo pulsarą PSR J1745-2900 mūsų galaktikos centre. Jie panaudojo iš jos sklindančią spinduliuotę juodosios skylės magnetinio lauko stiprumui išmatuoti.Kitaip tariant, visiškai įmanoma, kad juodoji skylė yra tunelis, „vienpusės durys“ tarp dviejų visatų, sako Poplavskis. Ir tai reiškia, kad jei pateksite į juodąją skylę Paukščių Tako centre, gali būti, kad galiausiai atsidursite kitoje visatoje (na, jei ne jūs, tai jūsų kūnas susmulkintas į mažas daleles) . Ši kita visata nėra mūsų viduje; skylė – tai tik jungiamoji grandis, tarsi bendra šaknis, iš kurios išauga dvi drebulės.
O kaip mes visi savo visatoje? Mes galime būti kitos, senesnės visatos produktas. Pavadinkime tai mūsų teisinga visata. Ta sėkla, kurią motininė visata sukūrė juodojoje skylėje, galėjo smarkiai atšokti prieš 13,8 milijardo metų, ir nors mūsų visata nuo to laiko sparčiai plečiasi, mes vis dar galime būti už juodosios skylės įvykių horizonto.
Santrauka šia tema:
„Juodosios visatos skylės“
Vladivostokas
2000
Turinys:
Visatos juodosios skylės _____________________________________3
Hipotezės ir paradoksai______________________________6
Išvada ________________________________________________ 14
Literatūros sąrašas _________________15
Visatos juodosios skylės
Atrodė, kad šiame reiškinyje yra tiek daug nepaaiškinamo, beveik mistiško, kad net Albertas Einšteinas, kurio teorijos iš tikrųjų sukėlė juodųjų skylių idėją, tiesiog netikėjo jų egzistavimu. Šiandien astrofizikai vis labiau įsitikina, kad juodosios skylės yra realybė.
Matematiniai skaičiavimai rodo, kad yra nematomų milžinų. Prieš ketverius metus amerikiečių ir japonų astronomų komanda nukreipė savo teleskopą į Canes Venatici žvaigždyną, į ten esantį spiralinį ūką M106. Ši galaktika yra nutolusi nuo mūsų 20 milijonų šviesmečių, tačiau ją galima pamatyti net su mėgėjišku teleskopu. Daugelis manė, kad jis yra toks pat kaip ir tūkstančiai kitų galaktikų. Kruopščiai ištyrus paaiškėjo, kad M106 ūkas turi vieną retą bruožą – jo centrinėje dalyje yra natūralus kvantinis generatorius – mazeris. Tai dujų debesys, kuriuose molekulės dėl išorinio „siurbimo“ skleidžia radijo bangas mikrobangų srityje. Maseris padeda tiksliai nustatyti jūsų buvimo vietą ir debesies greitį, o dėl to ir kitus dangaus kūnus.
Japonų astronomas Makoto Mionis ir jo kolegos, stebėdami M106 ūką, atrado keistą jo kosminio maserio elgesį. Paaiškėjo, kad debesys sukasi aplink kažkokį centrą, 0,5 šviesmečio atstumu nuo jų. Astronomus ypač suintrigavo šio sukimosi ypatumas: periferiniai debesų sluoksniai judėjo keturių milijonų kilometrų per valandą greičiu! Tai rodo, kad centre yra sutelkta milžiniška masė. Remiantis skaičiavimais, ji prilygsta 36 milijonams saulės masių.
M106 nėra vienintelė galaktika, kurioje įtariama juodoji skylė. Andromedos ūke, greičiausiai, taip pat yra maždaug tokia pati masė - 37 milijonai Saulių. Spėjama, kad galaktikoje M87 – itin intensyviame radijo spinduliuotės šaltinyje – buvo aptikta juodoji skylė, kurioje sutelkta 2 milijardai Saulės masių! Ryžiai. 1 Galaxy M87
Tik radijo bangų pasiuntinys gali būti juodoji skylė, dar visiškai neuždaryta lenktos erdvės „kapsulės“. Sovietų fizikas Jakovas Zeldovičius ir jo kolega amerikietis Edvinas Salpeteris pranešė apie savo sukurtą modelį. Modelis parodė, kad juodoji skylė pritraukia dujas iš supančios erdvės, o iš pradžių jos kaupiasi šalia jos esančiame diske. Nuo dalelių susidūrimų dujos įkaista, netenka energijos, greičio ir pradeda spirale suktis juodosios skylės link. Iki kelių milijonų laipsnių įkaitintos dujos sudaro piltuvo formos sūkurį. Jo dalelės veržiasi 100 tūkstančių kilometrų per sekundę greičiu. Galų gale dujų sūkurys pasiekia „įvykių horizontą“ ir amžiams dingsta juodojoje skylėje.
Mazeris galaktikoje M106, apie kurį buvo kalbama pačioje pradžioje, yra dujiniame diske. Sprendžiant iš to, ką amerikiečių ir japonų astronomai pastebėjo spiraliniame ūke M106, Visatoje atsirandančios juodosios skylės turi nepalyginamai didesnę masę nei tos, apie kurias kalba Oppenheimerio teorija. Jis svarstė vienos žvaigždės, kurios masė ne didesnė kaip trys saulės, žlugimo atvejį. O kaip susidaro tokie milžinai, kuriuos jau stebi astronomai, paaiškinimo kol kas nėra.
Naujausi kompiuteriniai modeliai parodė, kad besiformuojančios galaktikos centre esantis dujų debesis gali sukelti didžiulę juodąją skylę. Tačiau galimas ir kitas vystymosi būdas: susikaupusios dujos pirmiausia skyla į daugybę mažesnių debesų, kurie suteiks gyvybę daugybei žvaigždžių. Tačiau abiem atvejais dalis kosminių dujų, veikiamų savo gravitacijos, galiausiai baigs savo evoliuciją juodosios skylės pavidalu.
Remiantis šia hipoteze, juodoji skylė yra beveik kiekvienoje galaktikoje, įskaitant mūsų, kažkur Paukščių Tako centre.
 |
Vadinamųjų dvinarių žvaigždžių sistemų stebėjimai, kai pro teleskopą matoma tik viena žvaigždė, leidžia manyti, kad nematoma partnerė yra juodoji skylė. Šios poros žvaigždės išsidėsčiusios taip arti viena kitos, kad nematoma masė „išsiurbia“ matomos žvaigždės medžiagą ir ją sugeria. Kai kuriais atvejais galima nustatyti žvaigždės apsisukimo aplink nematomą partnerį laiką ir atstumą iki nematomos, o tai leidžia apskaičiuoti nuo stebėjimo paslėptą masę.
Pirmoji kandidatė į tokį modelį yra pora, atrasta 70-ųjų pradžioje. Jis yra Cygnus žvaigždyne (nurodytas Cygnus XI indeksu) ir skleidžia rentgeno spindulius. Čia sukasi karšta mėlyna žvaigždė ir, greičiausiai, juodoji skylė, kurios masė lygi 16 Saulės masių. Kitos poros (V404) nematoma masė yra 12 Ryžiai. 2 Cygnus XI saulės. Kita įtariama pora yra devynių saulės masių rentgeno šaltinis (LMCX3), esantis Didžiajame Magelano debesyje.
Visi šie atvejai gerai paaiškinti Johno Michelio diskusijoje apie „tamsiąsias žvaigždes“. 1783 m. jis rašė: „Jei šviečiantys kūnai sukasi aplink nematomą daiktą, tada iš šio besisukančio kūno judėjimo su tam tikra tikimybe turėtume daryti išvadą apie šio centrinio kūno egzistavimą“.
Hipotezės ir paradoksai
Yra žinoma, kad bendroji reliatyvumo teorija numatė, kad masė kreivės erdvę. Ir jau praėjus ketveriems metams po Einšteino darbo paskelbimo, šį efektą atrado astronomai. Visiško Saulės užtemimo metu, stebėdami teleskopu, astronomai pamatė žvaigždes, kurias iš tikrųjų užstojo juodo Mėnulio disko kraštas, dengiantis Saulę. Saulės gravitacijos įtakoje žvaigždžių vaizdai pasikeitė. (Čia taip pat stebina matavimo tikslumas, nes jie pasislinko mažiau nei viena tūkstantoji laipsnio dalis!)
Astronomai dabar tikrai žino, kad veikiant „gravitacijos lęšiui“, kurį vaizduoja sunkios žvaigždės ir, svarbiausia, juodosios skylės, tikroji daugelio dangaus kūnų padėtis iš tikrųjų skiriasi nuo tų, kurias matome iš Žemės. Tolimos galaktikos mums gali pasirodyti beformės ir „kapsulės“ pavidalu. Tai reiškia: gravitacija tokia stipri, o erdvė taip susukta, kad šviesa keliauja ratu. Jūs tikrai galite pamatyti, kas vyksta už kampo.
Įsivaizduokime visiškai neįtikėtiną: tam tikras drąsus astronautas nusprendė nusiųsti savo laivą į juodąją skylę, kad sužinotų jos paslaptis. Ką jis pamatys šioje fantastiškoje kelionėje?
Priartėjus prie taikinio, erdvėlaivio laikrodis vis labiau atsiliks – tai išplaukia iš reliatyvumo teorijos. Priartėjęs prie tikslo, mūsų keliautojas atsidurs tarsi vamzdyje, juodąją skylę supančiame žiede, tačiau jam atrodys, kad jis skrenda visiškai tiesiu tuneliu, o visai ne ratu. Tačiau astronauto laukia dar nuostabesnis reiškinys: atsilikęs už „įvykių horizonto“ ir judėdamas vamzdžiu, jis pamatys nugarą, galvą ...
Bendroji reliatyvumo teorija teigia, kad sąvokos „išorė“ ir „vidus“ neturi objektyvios reikšmės, jos yra reliatyvios taip pat, kaip ir „kairėn“ ar „dešinėn“, „aukštyn“ ar „žemyn“ nuorodos. Visa ši paradoksali painiava su nuorodomis labai blogai atitinka mūsų kasdienius vertinimus.
Kai tik laivas kirs juodosios skylės ribą, žmonės Žemėje nebematys nieko iš to, kas ten vyks. Ir laikrodis laive sustos, visos spalvos susimaišys link raudonos: šviesa praras dalį savo energijos kovojant su gravitacija. Visi daiktai įgaus keistas iškreiptas formas. Ir galiausiai, net jei ši juodoji skylė būtų tik dvigubai sunkesnė už mūsų Saulę, trauka būtų tokia stipri, kad ir laivas, ir jo hipotetinis kapitonas būtų sutraukti į virvę ir netrukus suplėšyti. Juodosios skylės viduje įstrigusi medžiaga negalės atsispirti jėgoms, traukiančioms ją link centro. Tikriausiai materija sunyks ir pereis į išskirtinę būseną. Remiantis kai kuriomis idėjomis, ši suirusi medžiaga taps kokios nors kitos visatos dalimi – juodosios skylės jungia mūsų erdvę su kitais pasauliais.
 |
Kaip ir visi kūnai gamtoje, žvaigždės nelieka nepakitusios, jos gimsta, vystosi ir galiausiai „miršta“. Norint atsekti žvaigždžių gyvenimo kelią ir suprasti, kaip jos sensta, būtina žinoti, kaip jos atsiranda. Anksčiau tai atrodė kaip didelė paslaptis; šiuolaikiniai astronomai jau gali labai tiksliai aprašyti kelius, vedančius į ryškių žvaigždžių pasirodymą mūsų naktiniame danguje.
Ne taip seniai astronomai manė, kad žvaigždei iš tarpžvaigždinių dujų ir dulkių susiformuoti prireikė milijonų metų. Tačiau pastaraisiais metais buvo padarytos įspūdingos nuotraukos iš dangaus regiono, kuris yra Didžiojo Oriono ūko dalis, kur per kelerius metus atsirado nedidelis žvaigždžių spiečius. Įjungta 3 pav. Didysis Oriono ūkas nuotraukos iš 1947 m. šioje vietoje buvo matoma trijų į žvaigždę panašių objektų grupė. Iki 1954 m kai kurie iš jų tapo pailgi, o iki 1959 m. šie pailgi dariniai suskilo į atskiras žvaigždes – pirmą kartą žmonijos istorijoje žmonės stebėjo žvaigždžių gimimą tiesiogine prasme prieš mūsų akis, šis precedento neturintis įvykis astronomams parodė, kad žvaigždės gali gimti per trumpą laiko tarpą, o anksčiau atrodė keistas samprotavimas, kad žvaigždės dažniausiai kyla grupėmis arba žvaigždžių spiečiai pasirodė teisingi.
Amerikiečių mokslininkai pasiūlė visiškai neįtikėtiną hipotezę, kad visa mūsų didžiulė Visata yra milžiniškos Juodosios skylės viduje. Keista, kad toks modelis gali paaiškinti daugelį Visatos paslapčių.
Amerikiečių fizikas iš Indianos universiteto Nikodem Poplavsky yra gana neįprastos mūsų visatos sandaros teorijos įkūrėjas. Remiantis šia teorija, visa mūsų Visata yra milžiniškoje Juodojoje skylėje, kuri savo ruožtu yra superdidžiojoje Visatoje.
Ši, atrodytų, neįprasta hipotezė gali paaiškinti daugybę neatitikimų, egzistuojančių šiuolaikinėje Visatos teorijoje. Poplavskis savo teoriją pristatė prieš metus, o dabar ją išgrynino ir gerokai išplėtė.
Juodoji skylė – įėjimas į erdvės-laiko tunelį
Amerikiečių fiziko sukurtame Visatos konstravimo modelyje prielaida laikoma postulatu, kad juodosios skylės
yra įėjimai į Einšteino-Roseno kirmgraužus, tai yra erdvinius tunelius, jungiančius skirtingas keturmačio erdvėlaikio dalis.
Šiame modelyje Juodoji skylė yra sujungta tuneliu su savo antipodu – Baltąja skyle, kuri yra kitame laiko tunelio gale. Būtent tokios Visatos struktūros kirmgraužos viduje stebimas nuolatinis erdvės plėtimasis.
Dabar Poplavskis padarė išvadą, kad mūsų Visata yra šio tunelio, jungiančio juodąją ir baltąją skyles, vidus. Toks visatos modelis paaiškina daugumą neišsprendžiamų šiuolaikinės kosmologijos problemų: tamsioji medžiaga, tamsioji energija, kvantiniai efektai analizuojant gravitaciją kosminiu mastu.
Savo modeliui sukurti teorijos autorius panaudojo specialų matematinį aparatą – sukimo teoriją. Joje erdvėlaikis atrodo kaip vienas spindulys, kuris sukasi veikiamas erdvės laiko gravitacinio kreivumo. Šiuos kreivumus galima aptikti net mūsų labai netobulomis stebėjimo priemonėmis visame pasaulyje.
Koks yra tikrasis pasaulis?
Todėl mus supančiame pasaulyje kiekvienas mato tik tai, kas prieinama jo pojūčiams, pavyzdžiui, balionu ropojančią klaidą, jaučia ją plokščią ir begalę. Todėl labai sunku aptikti lankstaus erdvės laiko sukimąsi, ypač jei esate šios dimensijos viduje.
Žinoma, toks Visatos sandaros modelis leidžia manyti, kad kiekviena mūsų Visatos Juodoji skylė yra vartai į kitą Visatą. Tačiau visai neaišku, kiek „sluoksnių“, kaip juos vadina Poplavskis, egzistuoja Didžiojoje-N kartų-didžiojoje-didžiojoje Visatoje, kurioje yra mūsų Juodoji skylė su mūsų Visata.
Neįtikėtina hipotezė pasitvirtina
Ar tikrai įmanoma kažkuo patvirtinti tokią neįtikėtiną hipotezę? Nikodemas Poplavskis mano, kad tai įmanoma. Juk mūsų visatoje visos juodosios skylės ir žvaigždės sukasi. Logiškai mąstant, tai turėtų būti lygiai taip pat superdidžiojoje Visatoje. Tai reiškia, kad mūsų Visatos sukimosi parametrai turi būti tokie patys kaip ir Juodosios skylės, kurioje ji yra.
Šiuo atveju dalis spiralinių galaktikų turėtų pasisukti į kairę, o kita erdviškai priešinga dalis – į dešinę. Ir iš tiesų, remiantis šiuolaikinių stebėjimų duomenimis, dauguma spiralinių galaktikų yra susisukusios į kairę – „kairiarankės“, o kita, priešinga stebimos Visatos dalis, yra atvirkščiai – dauguma spiralinių galaktikų yra susisukusios į kairę pusę. dešinė.
Juodoji skylė fizikoje apibrėžiama kaip erdvėlaikio sritis, kurios gravitacinė trauka yra tokia stipri, kad net šviesos greičiu judantys objektai, įskaitant pačius šviesos kvantus, negali iš jos išeiti. Šio regiono riba vadinama įvykių horizontu, o būdingas dydis – gravitaciniu spinduliu, kuris vadinamas Juodojo miško spinduliu. Juodosios skylės yra paslaptingiausi objektai visatoje. Savo nelaimingą vardą jie skolingi amerikiečių astrofizikui Johnui Wheeleriui. Būtent jis 1967 metais populiarioje paskaitoje „Mūsų visata: žinoma ir nežinoma“ šiuos supertankius kūnus pavadino skylėmis. Anksčiau tokie objektai buvo vadinami „sugriuvusiomis žvaigždėmis“ arba „griūvančiomis“. Tačiau terminas „juodoji skylė“ prigijo, o pakeisti jo tapo tiesiog neįmanoma. Visatoje yra dviejų tipų juodosios skylės: 1 - supermasyvios juodosios skylės, kurių masė milijonus kartų didesnė už Saulės masę (manoma, kad tokie objektai yra galaktikų centruose); 2 - mažiau masyvios juodosios skylės, atsirandančios dėl milžiniškų mirštančių žvaigždžių suspaudimo, jų masė yra didesnė nei trys saulės masės; žvaigždei susitraukiant, materija vis labiau sutankinama ir dėl to objekto gravitacija padidėja tiek, kad šviesa jos neįveikia. Nei radiacija, nei medžiaga negali ištrūkti iš juodosios skylės. Juodosios skylės yra labai galingi gravitatoriai.
Spindulys, iki kurio žvaigždė turi susitraukti, kad virstų juodąja skyle, vadinamas gravitaciniu spinduliu. Iš žvaigždžių susidariusioms juodosioms skylėms tai tik kelios dešimtys kilometrų. Kai kuriose dvinarių žvaigždžių porose viena iš jų nematoma galingiausiam teleskopui, tačiau nematomo komponento masė tokioje gravitacinėje sistemoje pasirodo itin didelė. Greičiausiai tokie objektai yra arba neutroninės žvaigždės, arba juodosios skylės. Kartais nematomi komponentai tokiose porose nuplėšia materiją nuo normalios žvaigždės. Tokiu atveju dujos atsiskiria nuo išorinių matomos žvaigždės sluoksnių ir patenka į nežinia kur – į nematomą juodąją skylę. Tačiau prieš patekdamos į skylę dujos skleidžia įvairaus bangos ilgio elektromagnetines bangas, įskaitant labai trumpas rentgeno bangas. Be to, šalia neutroninės žvaigždės ar juodosios skylės dujos labai įkaista ir tampa galingos didelės energijos elektromagnetinės spinduliuotės šaltiniu rentgeno ir gama diapazonuose. Tokia spinduliuotė pro žemės atmosferą nepraeina, tačiau ją galima stebėti naudojant kosminius teleskopus. Vienas iš galimų juodųjų skylių kandidatų laikomas galingu rentgeno spindulių šaltiniu Cygnus žvaigždyne.