Det grænseløse univers er fuld af hemmeligheder, gåder og paradokser. På trods af at moderne videnskab har gjort et stort spring fremad i udforskningen af rummet, er meget i denne enorme verden uforståelig for menneskets opfattelse af verden. Vi ved meget om stjerner, nebulaer, klynger og planeter. Men i universets storhed er der sådanne objekter, hvis eksistens vi kun kan gætte. For eksempel ved vi meget lidt om sorte huller. Grundlæggende oplysninger og viden om arten af sorte huller er bygget på antagelser og formodninger. Astrofysikere, nukleare videnskabsfolk har kæmpet med dette problem i mere end et dusin år. Hvad er et sort hul i rummet? Hvad er karakteren af sådanne genstande?
Taler om sorte huller i simpelt sprog
For at forestille sig, hvad et sort hul ser ud, er det nok at se halen af toget, der går ind i tunnelen. Signallys på den sidste bil, da toget går dybere ind i tunnelen, falder i størrelse, indtil de helt forsvinder fra visningen. Med andre ord, det er objekter, hvor selv lyset forsvinder på grund af monstrøs tiltrækning. Elementære partikler, elektroner, protoner og fotoner er ikke i stand til at overvinde den usynlige barriere, de falder ind i den uberørte sorte afgrund, derfor kaldes et sådant hul i rummet sort. Der er ikke det mindste lysområde inde i det, solid mørkhed og uendelig. Hvad der er på den anden side af det sorte hul er ukendt.
Denne rumstøvsuger har enorm gravitation og er i stand til at absorbere en hel galakse med alle clusters og superclusters af stjerner, med nebler og med mørkt materiale at starte. Hvordan er det muligt? Det er kun at gætte. De fysiske love, som vi kender i dette tilfælde, skiller sig ud ad sømene og giver ikke en forklaring på de processer, der finder sted. Kernen i paradokset er, at i denne del af universet er gravitationsinteraktionen af kroppe bestemt af deres masse. Processen med absorption af et objekt af en anden påvirkes ikke af deres kvalitative og kvantitative sammensætning. Partikler, der har nået en kritisk mængde i et bestemt område, indtaster et andet niveau af interaktion, hvor gravitationskræfter bliver tiltrækningskraft. Krop, objekt, substans eller materie under indflydelse af tyngdekraft begynder at krympe og nå en enorm tæthed.
Ca. sådanne processer forekommer under dannelsen af en neutronstjerne, hvor stjernemateriale under påvirkning af den indre tyngdekraft komprimeres i volumen. Fri elektroner kombinerer med protoner til dannelse af elektrisk neutrale partikler - neutroner. Tætheden af dette stof er enormt. En partikel af materie størrelsen af et stykke raffineret sukker har en vægt af milliarder tons. Her er det hensigtsmæssigt at huske den generelle relativitetsteori, hvor rum og tid er kontinuerlige mængder. Følgelig kan kompressionsprocessen ikke stoppes halvvejs og har derfor ingen grænse.
Potentielt ser et sort hul ud som et hul, hvor der kan være en overgang fra et segment af rummet til et andet. Samtidig ændrer egenskaberne for rum og tid sig selv og snor sig ind i en rumtidstrakt. Når man når bunden af denne trakt, falder der noget i kvanta. Hvad er på den anden side af det sorte hul, dette kæmpe hul? Måske eksisterer der et andet andet rum, hvor andre love gælder, og tiden flyder i modsat retning.
I sammenhæng med relativitetsteorien er teorien om et sort hul som følger. Spidsrummet, hvor tyngdekraften har presset noget til den mikroskopiske størrelse, har en enorm attraktionskraft, hvis størrelse stiger til uendelig. En fold af tid vises, og rummet er bøjet og lukker på et tidspunkt. Objekter absorberet af et sort hul er ikke i stand til at modstå kraften i denne monstrøse støvsuger. Selv lysets hastighed, som kvanta besidder, tillader ikke elementære partikler at overvinde attraktionskraften. Ethvert legeme, der er kommet til et sådant punkt, ophører med at være et materielt objekt, der fusionerer med rumtidsboblen.
Black Holes in Science
Hvis du spørger, hvordan er der dannet sorte huller? Et bestemt svar vil ikke være. Der er mange paradokser og modsætninger i universet, der ikke kan forklares ud fra videnskabens synspunkt. Einsteins relativitetsteori tillader kun teoretisk at forklare arten af sådanne objekter, men i dette tilfælde er kvantemekanik og fysik tavse.
Forsøger at forklare de processer, der foregår efter fysikkens love, vil billedet se sådan ud. Objektet er dannet som et resultat af den kolossale gravitationssammentrækning af en massiv eller supermassiv kosmisk krop. Denne proces har et videnskabeligt navn - gravitationsbrud. Begrebet "sort hul" blev først lunget i det videnskabelige samfund i 1968, da amerikansk astronom og fysiker John Wheeler forsøgte at forklare tilstanden af stjernernes sammenbrud. Ifølge hans teori opstår der i stedet for en massiv stjerne udsat for et gravitationsbrud, et rumligt og tidsmæssigt svigt, hvor der konstant vokser kompressionshandlinger. Alt, hvad stjernen blev lavet af, går ind i sig selv.
Denne forklaring giver os mulighed for at konkludere, at sorte hullers natur ikke på nogen måde er forbundet med de processer, der forekommer i universet. Alt der sker inden for dette objekt afspejler på ingen måde på det omgivende rum med en "MEN". Gravitationskraften i et sort hul er så stærkt, at det bøjer plads og tvinger galakser til at dreje rundt om sorte huller. Derfor bliver det klart, hvorfor galakserne har form af spiraler. Hvor lang tid det vil tage for den enorme Melkevejsgalakse at forsvinde i afgrunden af et supermassivt sort hul er ukendt. Et nysgerrig faktum er, at der kan forekomme sorte huller på ethvert tidspunkt i det ydre rum, hvor der skabes ideelle forhold. En sådan fold af tid og rum eliminerer de enorme hastigheder, som stjernerne roterer og bevæger sig i galaksen. Tid i et sort hul strømmer i en anden dimension. Inden for dette område er ingen tyngdekrav tolkelige ud fra fysikens synsvinkel. Denne tilstand hedder singulariteten af det sorte hul.
Sorte huller viser ikke nogen eksterne identifikationsskilte, deres eksistens kan bedømmes ved adfærd af andre rumgenstande påvirket af gravitationsfelter. Hele billedet af kampen for liv og død finder sted på grænsen af et sort hul, der er dækket af en membran. Denne imaginære overflade af tragten kaldes "arrangementshorisonten". Alt, hvad vi ser til denne grænse, er materielt og materielt.
Black Hole Scenarios
Udviklingen af John Wheelers teori kan vi konkludere, at hemmeligheden med sorte huller er mere sandsynligt ikke i færd med dets dannelse. Dannelsen af et sort hul skyldes sammenbruddet af en neutronstjerne. Desuden må massen af en sådan genstand overstige solens masse tre eller flere gange. Neutronstjernen krymper, indtil dets eget lys ikke længere kan bryde fri fra tyngdekraften. Der er en grænsegrænse i størrelse, som en stjerne kan krympe, og som giver et sort hul. Denne radius kaldes gravitationsradiusen. Massive stjerner i den sidste fase af deres udvikling skal have en gravitationsradius på flere kilometer.
I dag har forskere opnået indirekte tegn på tilstedeværelsen af sorte huller i et dusin røntgen binære stjerner. Røntgenstjerner, en pulsar eller en burster har ikke en solid overflade. Desuden er deres masse større end massen af de tre soler. Den nuværende tilstand af det ydre rum i konstellationen Cygnus - røntgenstjernen Cygnus X-1, gør det muligt at spore dannelsen af disse nysgerrige genstande.
Baseret på forskning og teoretiske antagelser er der i dag i videnskaben fire scenarier for dannelsen af sorte stjerner:
- tyngdekraften sammenbrud af en massiv stjerne i den sidste fase af dens udvikling
- sammenbruddet af den centrale del af galaksen;
- dannelsen af sorte huller i Big Bangs proces;
- dannelsen af kvantesorte huller.
Det første scenario er det mest realistiske, men antallet af sorte stjerner, som vi kender i dag, overstiger antallet af kendte neutronstjerner. Og universets alder er ikke så stor, at så mange massive stjerner kunne gå gennem den fulde udviklingsproces.
Det andet scenarie har ret til livet, og der er et levende eksempel - det supermassive sorte hul Skytten A *, der ligger midt i vores galakse. Massen af dette objekt er 3,7 massen af solen. Mekanismen i dette scenario ligner scenariet af en gravitationskollaps med den eneste forskel, at en interstellær gas, snarere end en stjerne, er underlagt sammenbrud. Under indflydelse af gravitationskræfter komprimeres gas til en kritisk masse og densitet. I det kritiske øjeblik forstyrrer materien sig i quanta og danner et sort hul. Men denne teori er tvivlsom, siden for nylig astronomer ved Columbia University har identificeret de sorte hul Satellites A * satellitter. De viste sig at være mange små sorte huller, som sandsynligvis blev dannet på en anden måde.
Det tredje scenario er mere teoretisk og er forbundet med eksistensen af Big Bang teorien. På tidspunktet for universets dannelse blev en del af materie og gravitationsfel udsvinget. Med andre ord gik processerne på en anden måde, ikke forbundet med de kendte processer for kvantemekanik og atomfysik.
Sidstnævnte scenario er fokuseret på fysikken i en atomeksplodering. I forbindelse med materielle stoffer i processen med nukleare reaktioner under indflydelse af tyngdekraften styrker en eksplosion, i stedet for hvor der dannes et sort hul. Materiel eksploderer indad og absorberer alle partiklerne.
Eksistensen og udviklingen af sorte huller
At have en omtrentlig ide om karakteren af sådanne mærkelige rumgenstande er noget andet interessant. Hvad er de sande dimensioner af sorte huller, hvor hurtigt vokser de? Størrelserne af sorte huller bestemmes af deres gravitationsradius. For sorte huller bestemmes radien af et sort hul af sin masse og kaldes Schwarzschild-radiusen. For eksempel, hvis en genstand har en masse svarende til vores planets masse, så er Schwarzschild-radiusen i dette tilfælde 9 mm. Vores hovedkrop har en radius på 3 km. Den gennemsnitlige tæthed af et sort hul dannet i stedet for en stjerne med en masse på 108 af Solens masse vil være tæt på vandtætheden. Radien af sådan uddannelse vil være 300 millioner kilometer.
Det er sandsynligt, at sådanne gigantiske sorte huller er placeret i centrum af galakser. Hidtil er der kendt 50 galakser, hvor i midten er store midlertidige og rumlige brønde. Massen af sådanne giganter er milliarder solens masse. Man kan kun forestille sig, hvad en kolossal og monstrøs tiltrækningskraft har et sådant hul.
For små huller er disse miniobjekter, hvis radius når ubetydelige værdier, kun 10 ² ² cm. Massen af en sådan smuldre er 10 gr. Sådanne formationer opstod på Big Bangs tid, men med tiden voksede de i størrelse og favner i dag i det ydre rum som monstre. Betingelserne for dannelsen af små sorte huller fandt sted, forskere i dag forsøger at genskabe under jordiske forhold. Til disse formål udføres eksperimenter i elektronkollider, gennem hvilke elementære partikler accelereres til lysets hastighed. De første eksperimenter fik lov til at opnå i laboratoriebetingelser et kvark-gluon-plasma materiale, som eksisterede i begyndelsen af universets dannelse. Sådanne eksperimenter tyder på, at et sort hul på jorden er et spørgsmål om tid. En anden ting er, om en sådan opnåelse af human videnskab vil blive en katastrofe for os og vores planet. Ved at skabe et kunstigt sort hul, kan vi åbne Pandoras æske.
Nylige observationer af andre galakser har givet forskere mulighed for at opdage sorte huller, hvis størrelse overstiger alle tænkelige forventninger og antagelser. Den udvikling der sker med sådanne genstande gør det muligt for os bedre at forstå, hvordan massen af sorte huller vokser, hvad dens virkelige grænse er. Forskere har konkluderet, at alle kendte sorte huller er vokset til deres virkelige størrelse inden for 13-14 milliarder år. Forskellen i størrelse skyldes tætheden af det omgivende rum. Hvis et sort hul har tilstrækkelig mad inden for tyngdekraften, vokser den som gær og når en masse på hundreder og tusinder af solmasser. Derfor er de gigantiske dimensioner af sådanne objekter placeret i centrum af galakser. En massiv klynge af stjerner, enorme masser af interstellær gas er rigelig mad til vækst. Når galakser fusionerer, kan sorte huller fusionere sammen og danne et nyt supermassiv objekt.
At dømme ved analyse af evolutionære processer, er det sædvanligt at skelne mellem to klasser af sorte huller:
- objekter med en masse på 10 gange solens masse;
- massive objekter, hvis masse er hundredtusinder, milliarder solmasser.
Der er sorte huller med en gennemsnitlig mellemmasse på 100-10 tusinde gange solens masse, men deres natur er stadig ukendt. Der er ca. et sådant objekt pr. Galakse. Studiet af røntgenstjerner gjorde det muligt at finde to mellemstore sorte huller på en gang i en afstand på 12 millioner lysår i galaksen M82. Massen af en genstand varierer i området 200-800 solmasser. Et andet objekt er meget større og har en masse på 10-40 tusind solmasser. Skæbne af sådanne objekter er interessant. De er placeret i nærheden af stjerneklynger, der gradvist tiltrækker sig et supermassivt sort hul placeret i den centrale del af galaksen.
Vores planet og sorte huller
På trods af søgen efter en anelse om sorte hullers art, er den videnskabelige verden bekymret for det sorte hulles sted og rolle i Milky Way Galaxy's skæbne og især i planeten Jords skæbne. Den tid og det rum, der findes i midten af Mælkevejen, absorberer gradvist alle genstande, der eksisterer. Millioner af stjerner og trillioner tons tons interstellær gas er allerede blevet absorberet i det sorte hul. Med tiden kommer linjen til Cygnus og Skyttens arme, hvor solsystemet er placeret efter at have rejst en afstand på 27 tusind lysår.
Et andet nærliggende supermassiv sort hul ligger i den centrale del af Andromeda-galaksen. Det er omkring 2,5 millioner lysår væk fra os. Sandsynligvis, indtil vores objekt Skytten A * slukker sin egen galakse, bør vi forvente en sammenlægning af to nabostater. Følgelig vil sammensmeltningen af to supermassive sorte huller i en hel, forfærdelig og uhyrlig i størrelse, forekomme.
En helt anden ting - små sorte huller. At absorbere planeten Jorden er ret et sort hul med en radius på et par centimeter. Problemet er, at et sort hul i naturen er et helt ansigtsløst objekt. Ingen stråling eller stråling stammer fra dets livmoder, derfor er det ret svært at bemærke en sådan mystisk genstand. Kun på nært hold kan vi opdage en krumning af baggrundslyset, hvilket indikerer at der er et hul i rummet i dette område af universet.
Hidtil har forskere fundet ud af, at det sorte hul nærmest Jorden er V616 Monocerotis-objektet. Monsteret er placeret 3000 lysår fra vores system. I størrelse er dette en stor formation, dens masse er 9-13 solmasser. Et andet tæt objekt, der truer vores verden, er det sorte hul Gygnus X-1. Med dette monster er vi adskilt med en afstand på 6000 lysår. Sorte huller opdaget i vores kvarter er en del af det binære system, dvs. eksisterer i nærheden af stjernen, der fodrer det umættelige objekt.
konklusion
Eksistensen i rummet af sådanne mystiske og mystiske objekter som sorte huller tvinger naturligvis os til at være på vagtmannen. Alt hvad der sker med sorte huller sker dog ganske sjældent, hvis vi tager højde for universets alder og store afstande. I 4,5 milliarder år er solsystemet i en hvilestilstand, der eksisterer i overensstemmelse med gældende love. I løbet af denne tid har der ikke været noget af den slags, og rummet har heller ikke forvrænget eller tidspunkterne nær solsystemet. Der er sandsynligvis ingen egnede betingelser for dette. Den del af Mælkevejen, hvor Solens stjernesystem ligger, er en rolig og stabil del af rummet.
Forskere antager, at udseendet af sorte huller ikke er tilfældigt. Sådanne objekter udfører i universet rollen som ordrer, der ødelægger overskuddet af kosmiske kroppe. Hvad angår monstrernes skæbne er deres udvikling endnu ikke fuldt ud forstået. Существует версия, что черные дыры не вечны и на определенном этапе могут прекратить свое существование. Уже ни для кого не секрет, что такие объекты представляют собой мощнейшие источники энергии. Какая это энергия и в чем она измеряется - это другое дело.
Стараниями Стивена Хокинга науке была предъявлена теория о то, что черная дыра все-таки излучает энергию, теряя свою массу. В своих предположениях ученый руководствовался теорией относительности, где все процессы взаимосвязаны друг с другом. Ничего просто так не исчезает, не появившись в другом месте. Любая материя может трансформироваться в другую субстанцию, при этом один вид энергии переходит на другой энергетический уровень. Так, может быть, обстоит дело и с черными дырами, которые являются переходным порталом, из одного состояния в другое.
