A fekete lyuk a világegyetem titokzatos tárgya
1783-ban D. Michel úgy számította, hogy ha egy csillag típusú csillag 3 km sugarú, akkor semmi, sőt fény sem hagyhatja el - annyira súlya lesz. Volt tehát egy koncepció - egy fekete lyuk. A kifejezést azonban D. Wheeler csak 1967-ben fogalmazta meg. Az ilyen tárgyak létezésének valósága a gravitációs elmélet helyességétől függ, amely a relativitás általános elméletére támaszkodik. De maga a UTO sem kísérleti úton került megerősítésre a szupermasszív fekete lyukak körülményei között.
Mi a fekete lyuk
A nukleáris üzemanyag kimerülése után a termonukleáris reakciók elhalványodnak, és a csillag kezd kompresszióra lenni. A magot a legerősebbé préselik, miközben önmelegednek és a környező héjat melegítik. Emiatt a csillag felső rétegei elvesztek. Vagy viszonylag lassan terjednek, mint egy bolygó köd. vagy nagyon gyorsan dömpingeltek szupernóva-robbanás formájában. A magvadás sorát a csillag tömege határozza meg. Ha nem több, mint három nap, a degenerált anyag leállítja a tömörítést, és a közönséges csillagot neutronra vagy fehér törpé alakítja. Egy masszív maggal egy katasztrofális összeomlást nem lehet elkerülni, és a mag összezsugorodik, fekete lyukgá válik. Ha a lámpatestünk egy nap ilyen testré válik, akkor a sugara 8,8 km lesz.
Az események horizontja annak a régiónak a határa, amelyből a tárgyak nem tudnak kiszökni, még a fénysebességek mellett sem. És a terület nagyságát nevezték: a gravitációs sugár.
Fekete lyukak észlelése
Fekete lyuk észlelése lehetséges, ha kettős rendszer része volt. ahol két forró csillag fordult a tömeg középpontjában. Ebben az esetben a fennmaradó csillag érintett lesz. Egy ilyen rendszerben a csillag ügye fekete lyukba fog áramlik (egy fekete lyuk szó szerint "elfogy" egy csillagot).
Az anyag spirálba kerül, és a lyuk tölcsérében kondenzáció és felmelegedés következik be. A fűtés addig folytatódik, amíg a hullám sugárzás a röntgen-tartományban meg nem jelenik. A sugárzás jellege alapján meg lehet érteni, hogy melyik tárgy figyelhető meg. Továbbá egy fekete lyuk, amely csillag közelében repül, elvonja a szokásos pályájából, hatalmas tömegével, ezáltal felfedve magát. Az elméleti számításoknál léteznek olyan fekete lyukak is, amelyek nem rendelkeznek partner-csillaggal.
Supermasszív fekete lyukak
Minden galaxisnak és a miénknek is van a közepén fekete hihetetlen tömegek. Ezeket a következtetéseket a csillagközi gáz és csillagok mozgásának megfigyelései alapján végzik. A csillagok és a gáz a rotációs mozgásban megtapasztalják a hatalmas testek hatását. A számítások azt mutatják, hogy az ilyen tárgyaknak óriási tömegűeknek kell lenniük kis méretben. Csak egy fekete lyuk kényszerítheti az anyagot. Kiderül, hogy bármelyik galaxis középpontja fekete lyuk. És tömegük millió és milliárd tömeg a Napban. Minden megfigyelhető csillagrendszer a fekete lyukak tulajdonságaival 4-16 szolár tömegű. Az evolúció elmélete alapján arra a következtetésre juthatunk, hogy galaxisunkban az élet több mint 12 milliárd évében több tízmillió ilyen szuperhossz objektumot kellett kialakítani. A csillagászati megfigyelések ezt megerősítik, de az ilyen szuperkönnyű fekete lyukak megjelenésének természete még nem tisztázott.
Egy nagy robbanás könnyedén hozzájárulhat ezeknek a tárgyaknak a megjelenéséhez. mert az anyag sűrűsége nagyon magas volt. De a kis lyukak valószínűleg elpárologtak, a tömeget elvesztették a sugárzás és a részecskék áramlásán keresztül. Eddig csak a testek maradtak fenn, amelyek tömege több mint 10 12 kg volt. Az ilyen objektumok jelenlegi mérete hasonló a protonhoz vagy a neutronhoz.
A karaktersorozat lehetővé teszi a mikroszkopikus méretű fekete lyukak létrehozását két részecske (például protonok) ütközéséből. Amikor ütés lehetséges, erősen összenyomódnak, elegendőek a mikrorendszerek megjelenéséhez. De életének ideje elhanyagolható.
A fekete lyukak hihetetlen gravitációs mezőket hoznak létre, így a közelben lévő tér és idő nem maradhat a szokásos állapotban. Ezeknek a mennyiségeknek a geometriája görbe. Minél közelebb van egy hatalmas tárgyhoz, annál jobban észlelhető a görbület. A nagyon fekete lyukon fénysugarak körbe köröskörülnek körbe.
Nagyon rövid idő alatt az események horizontja mögött húzódó dolgok egy bizonyos pontra összpontosítanak: a szingularitás. Ebben a sűrűség és a gravitáció végtelen értékeket vesz. De mindez igaz a közönséges makrokozmoszra. A mikrokozmosz még mindig nem rendelkezik a gravitációs kvantumelméletével. Az általános relativitásból következő fekete lyukak bizonyos tulajdonságait vizsgáljuk.
- A fekete lyukak közelében lévõ idõ lassabb, mint messze tőle. Ha megfigyeljük az objektumba dobott tárgyat, akkor az objektum mozgása lelassul, és láthatóvá válik gyengülése. Végül abbahagyja és láthatatlanná válik. De ha maga a megfigyelő ugrik oda, akkor azonnal a lyuk középpontjába esik, és a gravitációs erők azonnal megüti.
- Érdekes tulajdonság - az események horizontját felülkerekedve: minél erősebb lesz a fekete lyuk gravitációja, és arra törekszünk, hogy elmenjünk, annál gyorsabban beleszúródsz. Nehéz elképzelni ezt, egyetért ...
- Nem számít, hogy a test milyen konfigurációval rendelkezik a tömörítés előtt, de a folyamat után csak a három paramétert vizsgálhatja meg. Ezek az elektromos töltés, a teljes tömeg és a szögsebesség. A test többi jellemzője törlődik. Nem lehet megállapítani egy fekete lyuk kezdeti paramétereit - annak alakját, az anyag (vagy antimatter) összetételét.
- Egy fekete lyuk megtartja a gravitációs örvény mezőt, ha az eredeti tárgy elfordul. Minden forgó test - és a Föld is - ez a hatás. Az örvénymezőt a fekete lyuk horizontjának megközelítésével erősítjük meg. A horizont előtt egy felület - a statikus határ. Itt minden mozog egy pályán a lyuk forgásirányában. A statikus és a horizont határán belül az ergoszféra. Csak ebből a régióból származik a részecskék eljutása az űrbe, ami elveszi a forgás energiáját.
- Minden, ami az események horizontja alá esik, szükségszerűen a központba esik. ahol szingularitás van. végtelen sűrűséggel. Ez a hely, ahol a fizika törvényei és a tér és az idő klasszikus elvei már nem működnek.
- S. Hocking sikerült kinyitni a fekete lyukak bepárlását. Ez igaz a kis tömegű lyukakra. A lyuk közelében lévő erőteljes gravitáció a részecskék és az anti-részecskék párosulását eredményezi. A páros egyik résztvevője a lyukba húzódik, a másik pedig kihúzódik. Kiderül, hogy egy 10 12 kg tömegű fekete lyuknak 10 11 K-os testének tulajdonságai lesznek, amelyek kemény részecskéket és gamma-kvantumot bocsátanak ki.
A szupermasszív tárgyak mérésének módszerei
Az ilyen testek tömegének és méretének meghatározására szolgáló fő módszerek a körülöttük forgó tárgyak körül keringő pályák vizsgálatán és mérésén alapulnak.
- A rádióadó közvetlen mérése. Egy ilyen forrás, amely a fekete lyuk eseményeinek horizontjánál helyezkedik el, olyan lesz, mint egy foltos folt, amelyet gravitációs lencse erősít.
- A tömeg és a fényerõ aránya. A szupermasszív lyukak a csillagok fényességének és sebességének megoszlásával, a galaktikus központtól való távolsággal kapcsolatosak. A szupermasszív tárgy galaxisának közepén való jelenléte megerősítheti a nagy tömeg / fényerő arányt. De ez a módszer egy árnyalattal rendelkezik: az összes szükséges jel a törpék (fehér és barna), a neutroncsillagok vagy a közönséges tömegek fekete lyukaira utal.
- A gáz forgási sebességének meghatározása. A modern eszközök lehetővé teszik, hogy megfigyeljétek az egyes tárgyakat a galaktikus központok közelében, és mérje mozgásuk sebességét. Különösen az FOS-spektrográfot helyezték el a Hubble Űrtávcsövön, amelynek segítségével meghatározták az M87 galaxis központi részén lévő gázok forgó szerkezetét.
- A mikrohullámú források mérési sebessége. Egy rádiótávcsővel rendelkező interferométer lehetővé teszi számunkra, hogy megfigyeljünk egy galaktikus központot 0 ", 001 szögeltéréssel. Egy kis lemez alakú szerkezetben, amelynek sugara 10 sv. 17 kisebb forrást találtak. A forgatásuk jellege alapján a központi tárgy tömegét a 0,04 sv. Magsugár felső határánál 4,10 7 napra határozták meg. évben.
- A csillagok pályájának megfigyelései. Az infravörös sugarak megfigyelése jó hatékonyságot mutat. Ez lehetővé teszi a csillagok mozgásának pontos paramétereit, amelyek lehetővé teszik számunkra, hogy meghatározzuk a test jellemzőit a galaxis közepén. Az egyes csillagok megfigyelésének eredménye a galaxis központi részében az életkor meghatározása volt. Ebből következik, hogy a szupermasszív fekete lyuk közelében van egy aktív csillagkép kialakulása. Az ezzel a módszerrel nyert adatokból következik, hogy a Tejút közepén 4 × 10 6-os napfényű tárgy található, és sugara 0,08 au. És szinte biztosan fekete lyuk.
Információk kiesése
Ez egy nagyon érdekes probléma. A klasszikus gravitációs elmélet azt sugallja, hogy egy fekete lyuk sem csökkenthető, se nem pusztítható el. Csak növelhető. Ebből következik, hogy a szörnyen belüli információ nem tűnik el. Sértetlen marad, de nem hozzáférhető a külső megfigyelő számára. Feltételezhetjük, hogy a fekete lyuk egy ablak egy párhuzamos univerzumba. Ekkor a hiányzó információk találhatók ott. Ezek a feltevések azonban nem korrelálnak a modern kvantumelméllel, amiből az következik, hogy a lyukak elpárolognak.
Fekete lyukak párologtatása
Hipotetikus párolgást vagy fotonkibocsátást neveznek: Hawking sugárzás. Az ilyen folyamatok tisztán elméleti indokolást tartalmaznak. Ettől kezdve a világegyetem megszületésén keletkező lyukak, amelyeknek tömege 10 12 kg, a mi korunk szerint teljesen elpárolognak. Mivel a párolgás intenzitása a lyuk méretének csökkenésével növekszik, a folyamatnak robbanással kell végződnie. Míg ilyen esetek ismeretlenek.
A fekete lyukak ütközése
Ha két fekete lyuk ütközik, akkor össze kell merülniük. Ezt az eseményt a gravitációs hullámok kibocsátása kísérte. A méretben ez az energia a lyukak össztömegének néhány százaléka lesz. Az ütközések nyomon követése nehéz. Nagyon messze vannak a Földtől, és a bejövő jel elég gyenge. Azonban ezeknek a jelenségeknek kell a gravitációs hullám legintenzívebb kibocsátóiként (amelynek létezését még nem igazolták kísérletileg).
Senki sem tudja biztosan, hogy mit fogunk látni, amikor megközelítjük a fekete lyukat. De lehetséges, hogy ő nem olyan fekete. Az anyag felszínén repül, felgyorsul és felmelegszik, és mielőtt az események horizontján túl merülne, meg kell ragyogni. Ezért nem lesz egy kerek, sötét nyílás a térben, hanem egy sugárzó halo, amely úgy néz ki, mint a nap teljes napfogyatkozásakor.