Čierne diery sú jedny z najúžasnejších a zároveň desivých objektov v našom vesmíre. Objavujú sa v okamihu, keď jadrové palivo vyčerpá vo hviezdach s obrovskou hmotou. Jadrové reakcie sa zastavia a svetlá sa začnú ochladzovať. Telo hviezdy sa vplyvom gravitácie sťahuje a postupne k sebe začne priťahovať menšie objekty, ktoré sa premieňajú na čiernu dieru.

Prvé štúdie

Svetlá vedy začali študovať čierne diery nie tak dávno, napriek tomu, že základné koncepty ich existencie boli vyvinuté v minulom storočí. Samotný koncept „čiernej diery“ predstavil v roku 1967 J. Wheeler, hoci záver, že tieto objekty nevyhnutne vznikajú počas zrútenia hmotných hviezd, bol urobený ešte v 30. rokoch minulého storočia. Všetko vo vnútri čiernej diery - asteroidy, svetlo absorbované kometami - sa kedysi príliš priblížilo k hraniciam tohto záhadného objektu a nedokázalo ich opustiť.

Hranice čiernych dier

Prvá z hraníc čiernej diery sa nazýva statická hranica. Toto je hranica oblasti, do ktorej spadá cudzí predmet, ktorý už nemôže byť v pokoji a začína rotovať vzhľadom na čiernu dieru, aby do nej nespadol. Druhá hranica sa nazýva horizont udalostí. Všetko vo vnútri čiernej diery raz prešlo cez jej vonkajšiu hranicu a pohlo sa k bodu singularity. Podľa vedcov tu prúdi hmota do tohto centrálneho bodu, ktorého hustota má sklon k hodnote nekonečna. Ľudia nemôžu vedieť, aké fyzikálne zákony fungujú vo vnútri objektov s takou hustotou, a preto nie je možné popísať vlastnosti tohto miesta. IN doslova je to „čierna diera“ (alebo možno „medzera“) v znalostiach ľudstva o svete okolo.

Štruktúra čiernych dier

Horizont udalostí je nedobytnou hranicou čiernej diery. Vo vnútri tejto hranice sa nachádza zóna, ktorú nemôžu opustiť ani objekty, ktorých rýchlosť pohybu sa rovná rýchlosti svetla. Ani kvantum samotného svetla nemôže opustiť horizont udalostí. V tomto okamihu už žiadny predmet nemôže uniknúť z čiernej diery. Z definície nemôžeme zistiť, čo je vo vnútri čiernej diery - koniec koncov, v jej hĺbkach je takzvaný bod singularity, ktorý sa tvorí vďaka ultimátnemu stlačeniu hmoty. Keď objekt vstúpi do horizontu udalostí, od tohto okamihu už nikdy nebude schopný znovu sa z neho vymaniť a stať sa viditeľným pre pozorovateľov. Na druhej strane tí, ktorí sú vo vnútri čiernych dier, nemôžu zvonku nič vidieť.

Veľkosť horizontu udalostí obklopujúcich tento záhadný vesmírny objekt je vždy priamo úmerná hmotnosti samotnej diery. Ak sa jeho hmotnosť zdvojnásobí, potom bude vonkajšia hranica tiež dvakrát taká veľká. Ak by vedci našli spôsob, ako zmeniť Zem na čiernu dieru, potom by veľkosť horizontu udalostí mala v priereze iba 2 cm.

Hlavné kategórie

Hmotnosť priemernej čiernej diery je zvyčajne približne tri alebo viac slnečných hmôt. Z dvoch typov čiernych dier sa rozlišujú hviezdne a supermasívne. Ich hmotnosť presahuje hmotnosť Slnka niekoľko stotisíckrát. Hviezdne sa tvoria po smrti veľkých nebeské telá... Po dokončení sa objavia normálne veľké čierne diery životný cyklus veľké hviezdy... Oba typy čiernych dier, napriek rôzneho pôvodu majú podobné vlastnosti. Supermasívne čierne diery sa nachádzajú v stredoch galaxií. Vedci naznačujú, že vznikli pri formovaní galaxií vďaka zlúčeniu tesne susediacich hviezd. Sú to však iba dohady, ktoré nie sú podložené faktami.

Čo je vo vnútri čiernej diery: dohady

Niektorí z matematikov veria, že vo vnútri týchto záhadných objektov vesmíru sa nachádzajú takzvané červie diery - prechody do iných vesmírov. Inými slovami, časopriestorový tunel sa nachádza v bode singularity. Tento koncept poslúžil mnohým spisovateľom a filmovým tvorcom. Drvivá väčšina astronómov sa však domnieva, že medzi vesmírmi neexistujú žiadne tunely. Avšak aj keby skutočne boli, neexistuje spôsob, ako by ľudia vedeli, čo sa nachádza vo vnútri čiernej diery.

Existuje ešte jeden koncept, podľa ktorého je na opačnom konci takého tunela biela diera, odkiaľ cez naše čierne diery prichádza obrovské množstvo energie z nášho vesmíru do iného sveta. V tejto fáze vývoja vedy a techniky však cestovanie tohto druhu neprichádza do úvahy.

Vzťah k teórii relativity

Čierne diery sú jednou z najúžasnejších predpovedí A. Einsteina. Je známe, že gravitačná sila, ktorá sa vytvára na povrchu akejkoľvek planéty, je nepriamo úmerná štvorcu jej polomeru a priamo úmerná jej hmotnosti. Pre to nebeské teleso je možné definovať koncept druhej kozmickej rýchlosti, ktorá je nevyhnutná na prekonanie tejto gravitačnej sily. Pre Zem je to 11 km / s. Ak sa hmotnosť nebeského telesa zvýši a priemer sa naopak zmenší, potom môže druhá kozmická rýchlosť nakoniec presiahnuť rýchlosť svetla. A keďže podľa teórie relativity sa žiadny objekt nemôže pohybovať rýchlejšie ako rýchlosť svetla, vytvára sa objekt, ktorý nedovolí ničomu uniknúť zo svojich limitov.

V roku 1963 vedci objavili kvasary - vesmírne objekty, ktoré sú gigantickým zdrojom rádiovej emisie. Nachádzajú sa veľmi ďaleko od našej galaxie - ich vzdialenosť je miliardy svetelných rokov od Zeme. Na vysvetlenie extrémne vysokej aktivity kvazarov vedci predstavili hypotézu, že sa v ich vnútri nachádzajú čierne diery. Tento názor je dnes vo vedeckých kruhoch všeobecne akceptovaný. Štúdie, ktoré sa uskutočnili za posledných 50 rokov, nielenže potvrdili túto hypotézu, ale tiež vedcov viedli k záveru, že v strede každej galaxie sú čierne diery. V strede našej galaxie sa tiež nachádza taký objekt, ktorého hmotnosť sú 4 milióny slnečných hmôt. Táto čierna diera sa volá Strelec A, a pretože je nám najbližšia, je astronómami najviac preskúmaná.

Jastrabie žiarenie

Tento typ žiarenia, ktorý objavil slávny fyzik Stephen Hawking, veľmi komplikuje život moderných vedcov - kvôli tomuto objavu sa v teórii čiernych dier objavilo veľa ťažkostí. V klasickej fyzike existuje pojem vákua. Toto slovo označuje úplnú prázdnotu a absenciu hmoty. S rozvojom kvantovej fyziky sa však koncept vákua upravil. Vedci zistili, že je naplnená takzvanými virtuálnymi časticami - pod vplyvom silného poľa sa môžu zmeniť na skutočné. V roku 1974 Hawking zistil, že k takýmto transformáciám môže dôjsť v silnom gravitačnom poli čiernej diery - blízko jej vonkajšej hranice, horizontu udalostí. Takýto pôrod je spárovaný - objaví sa častica a antičastica. Antičastica je spravidla odsúdená na spadnutie do čiernej diery a častica odletí. Vďaka tomu vedci pozorujú určité žiarenie okolo týchto vesmírnych objektov. Nazýva sa to Hawkingovo žiarenie.

V priebehu tohto žiarenia sa látka vo vnútri čiernej diery pomaly odparuje. Diera stráca hmotu, zatiaľ čo intenzita žiarenia je nepriamo úmerná veľkosti štvorca jej hmotnosti. Hawkingova intenzita žiarenia je podľa vesmírnych štandardov zanedbateľná. Ak vychádzame z toho, že existuje diera s hmotou 10 slnka, a nespadne na ňu svetlo ani žiadne hmotné predmety, potom bude aj v tomto prípade doba jej rozpadu príšerne dlhá. Život takejto diery presiahne celú životnosť nášho vesmíru o 65 rádov.

Uchovávanie informácií

Jedným z hlavných problémov, ktoré sa objavili po objavení Hawkingovho žiarenia, je problém so stratou informácií. Súvisí to s otázkou, ktorá sa na prvý pohľad zdá byť veľmi jednoduchá: čo sa stane, keď sa čierna diera úplne odparí? Obidve teórie - kvantová aj klasická - sa zaoberajú popisom stavu systému. Získaním informácií o počiatočnom stave systému pomocou teórie je možné popísať, ako sa zmení.

Okrem toho sa v procese evolúcie nestrácajú informácie o počiatočnom stave - je v platnosti akýsi zákon o ochrane informácií. Ale ak sa čierna diera úplne odparí, potom pozorovateľ stratí informácie o tejto časti fyzický svetže kedysi padol do diery. Stephen Hawking veril, že informácie o počiatočnom stave systému sa nejako obnovia po úplnom vyparení čiernej diery. Problém však je, že podľa definície je prenos informácií z čiernej diery nemožný - nič nemôže opustiť horizont udalostí.

Čo sa stane, ak spadnete do čiernej diery?

Verí sa, že ak by sa človek nejakým neuveriteľným spôsobom mohol dostať na povrch čiernej diery, okamžite by ho to začalo ťahať smerom k sebe. Nakoniec by sa človek natiahol natoľko, aby sa stal prúdom subatomárnych častíc pohybujúcich sa k bodu singularity. Preukázanie tejto hypotézy je samozrejme nemožné, pretože je nepravdepodobné, že by vedci nikdy neboli schopní zistiť, čo sa deje vo vnútri čiernych dier. Teraz niektorí fyzici tvrdia, že keby človek spadol do čiernej diery, potom by mal klon. Prvá z jeho verzií by bola okamžite zničená prúdom žiarovkových častíc Hawkingovho žiarenia a druhá by prešla horizontom udalostí bez možnosti návratu späť.

Vzhľadom na relatívne nedávny nárast záujmu o natáčanie populárno-vedeckých filmov na tému prieskum vesmíru počul moderný divák veľa o fenoménoch ako singularita alebo čierna diera. Filmy však zjavne neodhaľujú celú podstatu týchto javov a niekedy dokonca skresľujú konštruované prvky vedecké teórie pre väčší dopad. Z tohto dôvodu zastúpenie mnohých moderných ľudí o týchto javoch buď úplne povrchne, alebo úplne chybné. Jedným z riešení tohto problému je tento článok, v ktorom sa pokúsime porozumieť existujúcim výsledkom výskumu a odpovedať na otázku - čo je čierna diera?

V roku 1784 sa anglický kňaz a prírodovedec John Michell prvýkrát zmienil v liste Kráľovskej spoločnosti o nejakom hypotetickom masívnom tele, ktoré má takú silnú gravitačnú príťažlivosť, že druhá kozmická rýchlosť pre ňu presiahne rýchlosť svetla. Druhá kozmická rýchlosť je rýchlosť, ktorú bude relatívne malý objekt potrebovať na prekonanie gravitačnej príťažlivosti nebeského telesa a prekročenie uzavretej obežnej dráhy okolo tohto telesa. Podľa jeho výpočtov bude mať teleso s hustotou Slnka a polomerom 500 slnečných polomerov na svojom povrchu druhú vesmírna rýchlosť rovná sa rýchlosti svetla. V takom prípade ani svetlo neopustí povrch takého telesa, a preto toto teleso iba pohltí prichádzajúce svetlo a pre pozorovateľa zostane neviditeľné - akási čierna škvrna na pozadí temného priestoru.

Michellov koncept supermasívneho telesa však až do Einsteinovej práce príliš nezaujal. Pripomeňme si, že ten definoval rýchlosť svetla ako limitujúcu rýchlosť prenosu informácií. Einstein navyše rozšíril teóriu gravitácie na rýchlosti blízke rýchlosti svetla (). Vo výsledku už nebolo relevantné aplikovať newtonovskú teóriu na čierne diery.

Einsteinova rovnica

Výsledkom aplikácie všeobecnej relativity na čierne diery a riešenia Einsteinových rovníc boli odhalené hlavné parametre čiernej diery, z ktorých sú iba tri: hmotnosť, elektrický náboj a moment hybnosti. Je potrebné poznamenať významný príspevok indického astrofyzika Subramaniana Chandrasekhara, ktorý vytvoril základnú monografiu: „Matematická teória čiernych dier“.

Riešenie Einsteinových rovníc teda predstavujú štyri možnosti pre štyri možné typy čiernych dier:

  • BH bez rotácie a bez náboja - Schwarzschildovo riešenie. Jeden z prvých opisov čiernej diery (1916) pomocou Einsteinových rovníc, ale bez zohľadnenia dvoch z troch parametrov tela. Riešenie nemeckého fyzika Karla Schwarzschilda umožňuje vypočítať vonkajšie gravitačné pole sférického masívneho telesa. Zvláštnosťou konceptu BH nemeckého vedca je prítomnosť horizontu udalostí a horizont za nimi. Schwarzschild tiež ako prvý vypočítal gravitačný polomer, ktorý dostal jeho meno, ktoré určuje polomer gule, na ktorej by sa nachádzal horizont udalostí pre teleso s danou hmotnosťou.
  • BH bez rotácie s nábojom - riešenie Reisner-Nordström. Riešenie predložené v rokoch 1916-1918 zohľadňujúce možný elektrický náboj čiernej diery. Tento náboj nemôže byť taký veľký, ako je požadované, a je obmedzený v dôsledku výsledného elektrického odpudzovania. To by malo byť kompenzované gravitačnou príťažlivosťou.
  • BH s rotáciou a bez náboja - Kerrovo riešenie (1963). Rotujúca čierna diera Kerr sa líši od statickej prítomnosťou takzvanej ergosféry (o tejto a ďalších zložkách čiernej diery si prečítajte nižšie).
  • BH s rotáciou a nabíjaním - riešenie Kerr - Newman. Toto riešenie bolo vypočítané v roku 1965 a ďalej tento moment je najkompletnejší, pretože zohľadňuje všetky tri parametre BH. Stále sa však predpokladá, že v prírode majú čierne diery nepatrný náboj.

Vznik čiernej diery

Existuje niekoľko teórií o tom, ako vzniká a objavuje sa čierna diera, z ktorých najznámejšia je formácia hviezdy s dostatočnou hmotnosťou v dôsledku gravitačného kolapsu. Táto kompresia môže ukončiť vývoj hviezd s hmotnosťou viac ako troch hmotností Slnka. Po dokončení termonukleárnych reakcií vo vnútri týchto hviezd sa začnú rýchlo zrútiť do superhustoty. Pokiaľ tlak plynu neutrónovej hviezdy nedokáže kompenzovať gravitačné sily, to znamená, že hmotnosť hviezdy prekonáva tzv. limit Oppenheimer - Volkov, potom kolaps pokračuje, takže hmota je stlačená do čiernej diery.

Druhým scenárom, ktorý popisuje zrod čiernej diery, je stlačenie protogalaktického plynu, teda medzihviezdneho plynu, ktorý je v štádiu transformácie na galaxiu alebo na nejaký zhluk. Ak nie je dostatočný vnútorný tlak na vyrovnanie rovnakých gravitačných síl, môže sa objaviť čierna diera.

Dva ďalšie scenáre zostávajú hypotetické:

  • Vznik BH ako výsledok - tzv. prvotné čierne diery.
  • Výskyt v dôsledku jadrových reakcií pri vysokých energiách. Príkladom takýchto reakcií sú experimenty s urýchľovačmi.

Štruktúra a fyzika čiernych dier

Schwarzschildova štruktúra čiernej diery obsahuje iba dva prvky, ktoré boli spomenuté už skôr: jedinečnosť a horizont udalostí čiernej diery. Stručne povedané o jedinečnosti je možné poznamenať, že je nemožné cez ňu nakresliť priamku, a tiež to, že v jej vnútri je väčšina existujúcich fyzikálne teórie nefunguje. Fyzika singularity tak zostáva pre vedcov dnes záhadou. čierna diera je druh hranice, ktorej prekročenie, fyzický objekt stratí príležitosť vrátiť sa späť za svoje hranice a definitívne „spadne“ do jedinečnosti čiernej diery.

Štruktúra čiernej diery sa stáva o niečo komplikovanejšou v prípade Kerrovho riešenia, konkrétne v prítomnosti rotácie BH. Kerrovo riešenie predpokladá, že diera má ergosféru. Ergosféra je určitá oblasť mimo horizont udalostí, vo vnútri ktorej sa všetky telesá pohybujú v smere rotácie čiernej diery. Táto oblasť ešte nie je vzrušujúca a je možné ju na rozdiel od horizontu udalostí opustiť. Ergosféra je pravdepodobne druhom analógu akrečného disku, ktorý rotuje hmotu okolo masívnych telies. Ak je statická Schwarzschildova čierna diera znázornená ako čierna guľa, potom má Kerry BH vďaka prítomnosti ergosféry tvar splošteného elipsoidu, v podobe ktorého sme často videli BH na kresbách, v starých filmoch alebo video hry.

  • Koľko váži čierna diera? - Najväčší teoretický materiál o pôvode čiernej diery je k dispozícii pre scenár jej výskytu v dôsledku zrútenia hviezdy. V tomto prípade je maximálna hmotnosť neutrónovej hviezdy a minimálna hmotnosť čiernej diery určená limitom Oppenheimer-Volkov, podľa ktorého je dolná hranica hmotnosti BH 2,5 - 3 slnečné hmoty. Najťažšia čierna diera, aká bola kedy objavená (v galaxii NGC 4889), má hmotnosť 21 miliárd slnečných hmôt. Nemali by sme však zabúdať na BH, ktoré hypoteticky vznikajú v dôsledku jadrových reakcií pri vysokých energiách, napríklad pri urýchľovačoch. Hmotnosť takýchto kvantových čiernych dier, inými slovami „Planckových čiernych dier“, má rádovú hodnotu, konkrétne 2,10 −5 g.
  • Veľkosť čiernej diery. Minimálny polomer BH je možné vypočítať z minimálnej hmotnosti (2,5 - 3 hmotnosti slnka). Ak je gravitačný polomer Slnka, teda oblasť, kde by sa nachádzal horizont udalostí, asi 2,95 km, potom minimálny polomer BH 3 slnečných hmôt bude asi deväť kilometrov. Takáto relatívne malá veľkosť sa do hlavy nezmestí, pokiaľ ide o masívne predmety, ktoré lákajú všetko okolo. Pre kvantové čierne diery je však polomer - 10 −35 m.
  • Priemerná hustota čiernej diery závisí od dvoch parametrov: hmotnosti a polomeru. Hustota čiernej diery s hmotnosťou rádovo troch solárnych hmôt je asi 6,10 26 kg / m³, zatiaľ čo hustota vody je 1 000 kg / m³. Vedci však také malé čierne diery nenašli. Väčšina detegovaných BH má hmotnosť viac ako 105 hmotností Slnka. Existuje zaujímavý vzor, ​​podľa ktorého čím je čierna diera hmotnejšia, tým menšia je jej hustota. V tomto prípade vedie zmena hmotnosti o 11 rádov k zmene hustoty o 22 rádov. Čierna diera s hmotnosťou 1,109 slnečných hmôt má teda hustotu 18,5 kg / m³, čo je o jednotku menej ako hustota zlata. A BH s hmotnosťou viac ako 10 10 solárnych hmôt môžu mať priemernú hustotu menšiu ako hustota vzduchu. Na základe týchto výpočtov je logické predpokladať, že tvorba čiernej diery nastáva nie v dôsledku stlačenia hmoty, ale v dôsledku akumulácie Vysoké číslo hmota v nejakom objeme. V prípade kvantových BHs môže byť ich hustota asi 1094 kg / m³.
  • Teplota čiernej diery je tiež nepriamo úmerná jej hmotnosti. Táto teplota priamo súvisí s. Spektrum tohto žiarenia sa zhoduje so spektrom absolútne čierneho telesa, to znamená telesa, ktoré absorbuje všetko dopadajúce žiarenie. Radiačné spektrum absolútne čierneho telesa závisí iba od jeho teploty, potom je možné teplotu BH určiť z Hawkingovho spektra žiarenia. Ako už bolo spomenuté vyššie, čím je čierna diera menšia, tým je toto žiarenie výkonnejšie. Hawkingovo žiarenie zároveň zostáva hypotetické, pretože ho zatiaľ astronómovia nepozorovali. Z toho vyplýva, že ak existuje Hawkingovo žiarenie, potom je teplota pozorovaných BHs taká nízka, že neumožňuje registráciu indikovaného žiarenia. Podľa výpočtov je dokonca aj teplota otvoru s hmotnosťou rádovo hmotou Slnka zanedbateľná (1,10 -7 K alebo -272 ° C). Teplota kvantových čiernych dier môže dosiahnuť asi 10 12 K a s ich rýchlym odparovaním (asi 1,5 min.) Môžu také BH emitovať energiu rádovo desať miliónov atómové bomby... Ale našťastie vytvorenie takýchto hypotetických objektov bude vyžadovať energiu 10 14-krát väčšiu, ako je energia dosiahnutá dnes pri Veľkom hadrónovom urýchľovači. Navyše, také javy astronómovia nikdy nepozorovali.

Z čoho sa skladá čierna diera?


Ďalšia otázka sa obáva vedcov aj tých, ktorí majú jednoducho radi astrofyziku - z čoho pozostáva čierna diera? Na túto otázku neexistuje jednoznačná odpoveď, pretože nie je možné nahliadnuť za horizont udalostí obklopujúcich čiernu dieru. Okrem toho, ako už bolo spomenuté, teoretické modely čiernej diery poskytujú iba 3 jej komponenty: ergosféru, horizont udalostí a singularitu. Je logické predpokladať, že v ergosfére existujú iba tie objekty, ktoré priťahovala čierna diera a ktoré sa teraz okolo nej otáčajú - rôzne druhy kozmických telies a kozmický plyn. Horizont udalostí je iba tenká, implicitná hranica, po prekročení ktorej sú rovnaké vesmírne telesá nenávratne priťahované k poslednej hlavnej zložke BH - singularite. Povaha singularity sa dnes neskúmala a je príliš skoro hovoriť o jej zložení.

Podľa niektorých predpokladov môže byť čierna diera zložená z neutrónov. Ak sledujeme scenár čiernej diery v dôsledku stlačenia hviezdy na neutrónovú hviezdu s jej následnou kontrakciou, potom pravdepodobne hlavnú časť čiernej diery tvoria neutróny, z ktorých pozostáva samotná neutrónová hviezda. Jednoduchými slovami: keď sa hviezda zrúti, jej atómy sa stiahnu tak, že elektróny sa spoja s protónmi, čím vzniknú neutróny. Podobná reakcia skutočne prebieha v prírode, zatiaľ čo neutrínová emisia nastáva s tvorbou neutrónu. Sú to však iba domnienky.

Čo sa stane, ak spadnete do čiernej diery?

Pád do astrofyzikálnej čiernej diery roztiahne telo. Zvážte hypotetického samovraha astronauta, ktorý kráča do čiernej diery v ničom inom ako v skafandri, nohami napred. Po prekročení horizontu udalostí si astronaut nevšimne žiadne zmeny, a to napriek tomu, že už nemá možnosť vystúpiť. V určitom okamihu astronaut dosiahne bod (mierne za horizontom udalostí), v ktorom začne dochádzať k deformácii jeho tela. Pretože gravitačné pole čiernej diery je nehomogénne a predstavuje ho zväčšujúci sa silový gradient smerom do stredu, budú nohy astronauta vystavené znateľne väčšiemu gravitačnému efektu ako napríklad hlava. Potom vplyvom gravitácie, respektíve slapových síl, nohy „spadnú“ rýchlejšie. Telo sa teda začne postupne naťahovať na dĺžku. Na popísanie tohto javu prišli astrofyzici s pomerne kreatívnym pojmom - spaghetifikácia. Je pravdepodobné, že ďalšie rozťahovanie tela ho rozloží na atómy, ktoré skôr alebo neskôr dosiahnu singularitu. To, čo človek v tejto situácii pocíti, je ktokoľvek. Stojí za zmienku, že rozťahovací účinok tela je nepriamo úmerný hmotnosti čiernej diery. To znamená, že ak BH s hmotnosťou troch Sĺn okamžite roztiahne / rozbije telo, potom bude mať supermasívna čierna diera nižšie slapové sily a existujú náznaky, že niektoré fyzikálne materiály môžu „vydržať“ takúto deformáciu bez straty svojej štruktúry.

Ako je známe, čas plynie pomalšie v blízkosti masívnych objektov, čo znamená, že čas pre samovražedného astronauta bude plynúť oveľa pomalšie ako pre pozemšťanov. V takom prípade možno prežije nielen svojich priateľov, ale aj samotnú Zem. Na stanovenie toho, koľko času sa astronautovi spomalí, budú potrebné výpočty; z vyššie uvedeného sa však dá predpokladať, že astronaut spadne do BH veľmi pomaly a možno sa jednoducho nedožije okamihu, keď jeho telo sa začína deformovať.

Je pozoruhodné, že pre vonkajšieho pozorovateľa zostanú všetky telesá, ktoré preleteli až k horizontu udalostí, na okraji tohto horizontu, kým nezmizne ich obraz. Dôvodom je gravitačný červený posun. Zjednodušene sa dá povedať, že svetlo dopadajúce na telo samovražedného astronauta „zamrznutého“ na horizonte udalostí zmení svoju frekvenciu kvôli spomalenému času. Ako čas beží pomalšie, frekvencia svetla klesá a vlnová dĺžka sa zvyšuje. V dôsledku tohto javu sa na výstupe, to znamená pre externého pozorovateľa, svetlo postupne posúva smerom k nízkofrekvenčnému - červenému. Uskutoční sa posun svetla v spektre, pretože samovražedný astronaut sa od pozorovateľa posúva stále ďalej, aj keď takmer nebadateľne, a jeho čas plynie čoraz pomalšie. Takže svetlo odrážané jeho telom čoskoro prekročí viditeľné spektrum (obraz zmizne) a v budúcnosti bude možné telo astronauta zachytiť iba v oblasti Infra červená radiácia, neskôr - na rádiovej frekvencii a v dôsledku toho bude žiarenie úplne nepostrehnuteľné.

Napriek uvedenému sa predpokladá, že vo veľmi veľkých supermasívnych čiernych dierach sa slapové sily so vzdialenosťou až tak nemenia a pôsobia na padajúce teleso takmer rovnomerne. V tomto prípade padajúce vesmírna loď by si zachoval svoju štruktúru. Vyvstáva rozumná otázka - kam vedie čierna diera? Na túto otázku môže odpovedať práca niektorých vedcov spájajúcich dva také javy ako červie diery a čierne diery.

Už v roku 1935 predložili Albert Einstein a Nathan Rosen hypotézu o existencii takzvaných červích dier, spájajúcich dva body časopriestoru cestou v miestach ich významného zakrivenia - Einstein-Rosen most alebo červia diera. Pre také silné zakrivenie vesmíru by boli potrebné telá s obrovskou hmotou, s úlohou ktorej by si čierne diery dokonale poradili.

Most Einstein-Rosen sa považuje za nepriechodnú červiu dieru, pretože je malý a nestabilný.

V rámci teórie čiernych a bielych dier je možná priechodná červia diera. Kde biela diera je výstupom informácií zachytených v čiernej diere. Biela diera je opísaná v rámci všeobecnej teórie relativity, dnes však zostáva hypotetická a nebola objavená. Ďalším modelom červej diery, ktorý navrhli americkí vedci Kip Thorne a jeho postgraduálny študent Mike Morris, možno kráčať. Avšak rovnako ako v prípade červej diery Morris-Thorne, tak aj v prípade čiernych a bielych dier si možnosť cestovania vyžaduje existenciu takzvanej exotickej hmoty, ktorá má negatívnu energiu a tiež zostáva hypotetická.

Čierne diery vo vesmíre

Existencia čiernych dier sa potvrdila pomerne nedávno (september 2015), ale v tom čase už existoval značný teoretický materiál o povahe BHs, ako aj veľa kandidátskych objektov pre úlohu čiernej diery. Najskôr by sa mala vziať do úvahy veľkosť BH, pretože od nich závisí samotná podstata javu:

  • Hviezdna hmota čierna diera... Takéto objekty vznikajú v dôsledku zrútenia hviezdy. Ako už bolo spomenuté, minimálna hmotnosť telesa schopného vytvoriť takúto čiernu dieru je 2,5 - 3 slnečné hmoty.
  • Stredne veľké čierne diery... Podmienený medziľahlý typ čiernych dier, ktoré sa zvýšili v dôsledku absorpcie blízkych objektov, ako napríklad akumulácie plynu, susednej hviezdy (v dvojhviezdnych systémoch) a ďalších vesmírnych telies.
  • Supermasívna čierna diera... Kompaktné objekty s 10 5 -10 10 slnečných hmôt. Charakteristickými vlastnosťami takýchto BH je paradoxne nízka hustota, ako aj slabé slapové sily, ktoré už boli spomenuté skôr. Je to taká supermasívna čierna diera v strede našej galaxie Mliečna dráha(Strelec A *, Sgr A *), ako aj väčšina ostatných galaxií.

Kandidáti na Čierny dom

Najbližšia čierna diera, alebo skôr kandidát na úlohu BH, je objekt (V616 Unicorn), ktorý sa nachádza vo vzdialenosti 3000 svetelných rokov od Slnka (v našej galaxii). Skladá sa z dvoch zložiek: hviezdy s hmotnosťou polovice slnečnej hmoty a tiež z neviditeľného malého telesa, ktorého hmotnosť je 3 - 5 slnečných hmôt. Ak sa tento objekt ukáže ako malá čierna diera hviezdnej hmoty, bude to napravo najbližšia BH.

Po tomto objekte je druhou najbližšou čiernou dierou objekt Cyg X-1, ktorý bol prvým kandidátom na úlohu BH. Vzdialenosť k nej je približne 6070 svetelných rokov. Je dobre študovaný: má hmotnosť 14,8 slnečných hmôt a polomer horizontu udalosti asi 26 km.

Podľa niektorých zdrojov môže byť ďalším najbližším kandidátom na úlohu BH teleso v hviezdnom systéme V4641 Sagittarii (V4641 Sgr), ktoré sa podľa odhadov z roku 1999 nachádzalo vo vzdialenosti 1600 svetelných rokov. Následné štúdie však túto vzdialenosť zväčšili najmenej o 15-násobok.

Koľko čiernych dier je v našej galaxii?

Na túto otázku neexistuje presná odpoveď, pretože je pomerne ťažké ich pozorovať. Počas celej doby skúmania oblohy sa vedcom podarilo nájsť asi tucet čiernych dier v Mliečnej ceste. Bez toho, aby sme sa museli oddávať výpočtom, si všimneme, že v našej galaxii je asi 100 - 400 miliárd hviezd a približne každá tisícina hviezda má dostatok hmoty na to, aby vytvorila čiernu dieru. Je pravdepodobné, že sa počas existencie Mliečnej dráhy mohli vytvoriť milióny čiernych dier. Pretože je jednoduchšie zaregistrovať obrovské čierne diery, je logické predpokladať, že väčšina BH v našej galaxii nie je s najväčšou pravdepodobnosťou supermasívna. Je pozoruhodné, že štúdie NASA z roku 2005 naznačujú prítomnosť roja čiernych dier (10 - 20 tisíc) obiehajúcich okolo stredu galaxie. V roku 2016 navyše japonskí astrofyzici objavili neďaleko objektu * masívny satelit - čiernu dieru, jadro Mliečnej dráhy. Vďaka malému polomeru (0,15 svetelného roka) tohto telesa, ako aj jeho obrovskej hmotnosti (100 000 slnečných hmôt) vedci naznačujú, že tento objekt je tiež supermasívnou čiernou dierou.

Jadro našej galaxie, čierna diera Mliečnej dráhy (Strelec A *, Sgr A * alebo Sagittarius A *), je supermasívne a má hmotnosť 4,31 10 6 slnečných hmôt a polomer 0,00071 svetelného roka (6,25 svetelného roka) alebo 6,75 miliárd km). Teplota Strelca A * spolu s hviezdokopou okolo je asi 1,10 7 K.

Najväčšia čierna diera

Najväčšou čiernou dierou vo vesmíre, ktorú sa vedcom podarilo nájsť, je supermasívna čierna diera, FSRQ blazar, v strede galaxie S5 0014 + 81, vo vzdialenosti 1,2 · 10 10 svetelných rokov od Zeme. Autor: predbežné výsledky pozorovaniami pomocou vesmírneho observatória Swift bola hmotnosť BH 40 miliárd (40,109) solárnych hmôt a Schwarzschildov polomer takejto diery bol 118,35 miliárd kilometrov (0,013 svetelných rokov). Okrem toho sa odhaduje, že vznikol pred 12,1 miliardami rokov (1,6 miliardy rokov po Veľkom tresku). Ak táto obrovská čierna diera neabsorbuje okolitú hmotu, potom prežije do éry čiernych dier - jednej z epoch vývoja vesmíru, počas ktorých v nej budú dominovať čierne diery. Ak bude jadro galaxie S5 0014 + 81 naďalej rásť, stane sa jednou z posledných čiernych dier, ktoré budú vo vesmíre existovať.

Ďalšie dve známe čierne diery, aj keď nemajú svoje vlastné mená, majú najvyššia hodnota pre štúdium čiernych dier, pretože experimentálne potvrdili svoju existenciu a priniesli tiež dôležité výsledky pre štúdium gravitácie. Hovoríme o udalosti GW150914, ktorá sa nazýva zrážka dvoch čiernych dier do jednej. Táto udalosť umožnila registráciu.

Zisťovanie čiernych dier

Pred zvážením metód detekcie čiernych dier by si človek mal odpovedať na otázku - prečo je čierna diera čierna? - odpoveď na ňu nevyžaduje hlboké vedomosti z astrofyziky a kozmológie. Faktom je, že čierna diera absorbuje všetko žiarenie, ktoré na ňu dopadne, a vôbec nevyžaruje, ak nezohľadníte hypotetické. Ak tento jav zvážime podrobnejšie, môžeme predpokladať, že vo vnútri čiernych dier nedochádza k procesom, ktoré vedú k uvoľňovaniu energie vo forme elektromagnetického žiarenia. Potom, ak BH vyžaruje, potom je v Hawkingovom spektre (ktoré sa zhoduje so spektrom vyhriateho, absolútne čierneho telesa). Ako však bolo uvedené skôr, toto žiarenie nebolo detekované, čo naznačuje úplne nízku teplotu čiernych dier.

Ďalšia všeobecne akceptovaná teória hovorí, že elektromagnetické žiarenie nie je vôbec schopné opustiť horizont udalostí. Je veľmi pravdepodobné, že fotóny (ľahké častice) nepriťahujú masívne objekty, pretože podľa teórie samy o sebe nemajú žiadnu hmotnosť. Čierna diera však stále „priťahuje“ fotóny svetla deformáciou časopriestoru. Ak si predstavíme BH vo vesmíre ako druh depresie na hladkom povrchu časopriestoru, potom existuje určitá vzdialenosť od stredu čiernej diery, pri ktorej priblížení sa svetlo od nej nebude môcť ďalej vzďaľovať. To znamená, zhruba povedané, svetlo začína „padať“ do „jamy“, ktorá nemá ani „dno“.

Okrem toho, ak vezmeme do úvahy vplyv gravitačného červeného posuvu, potom svetlo pravdepodobne v čiernej diere stráca svoju frekvenciu a posúva sa pozdĺž spektra do oblasti nízkofrekvenčného žiarenia s dlhou vlnovou dĺžkou, až kým nestráca vôbec energiu.

Čierna diera je teda čierna, a preto je ťažké ju vo vesmíre odhaliť.

Metódy detekcie

Zvážte metódy, ktoré astronómovia používajú na detekciu čiernej diery:


Okrem vyššie spomenutých metód si vedci často spájajú aj objekty ako čierne diery a. Kvasary sú akési zhluky vesmírnych telies a plynu, ktoré sú jedným z najjasnejších astronomických objektov vo vesmíre. Pretože majú vysokú intenzitu luminiscencie pri relatívne malých veľkostiach, je potrebné predpokladať, že stredom týchto objektov je supermasívna čierna diera, ktorá priťahuje okolitú hmotu. Vďaka takejto silnej gravitačnej príťažlivosti je priťahovaná hmota taká horúca, že intenzívne vyžaruje. Detekcia takýchto objektov sa zvyčajne porovnáva s detekciou čiernej diery. Niekedy môžu kvazary vyžarovať lúče zahriatej plazmy v dvoch smeroch - relativistické lúče. Dôvody vzhľadu takýchto prúdov (prúdov) nie sú celkom jasné, sú však pravdepodobne spôsobené interakciou magnetických polí BH a akrečného disku a nie sú emitované priamou čiernou dierou.

Jet v galaxii M87 úderom zo stredu BH

Keď si to zhrnieme, je možné si to predstaviť celkom zblízka: je to sférický čierny objekt, okolo ktorého sa točí silne rozohriata hmota, ktorá vytvára svetelný akrečný disk.

Zlučovanie a zrážanie čiernych dier

Jedným z najzaujímavejších javov v astrofyzike je zrážka čiernych dier, ktorá tiež umožňuje detegovať také masívne astronomické telesá. Takéto procesy zaujímajú nielen astrofyzikov, pretože vedú k javom, ktoré fyzici zle študujú. Najvýraznejším príkladom je predtým spomínaná udalosť s názvom GW150914, keď sa dve čierne diery priblížili natoľko, že sa spojili do jednej v dôsledku vzájomnej gravitačnej príťažlivosti. Dôležitým dôsledkom tejto zrážky bol vznik gravitačných vĺn.

Podľa definície gravitačných vĺn ide o zmeny v gravitačnom poli, ktoré sa vlnovým spôsobom šíria z masívnych pohybujúcich sa objektov. Keď sa dva také objekty priblížia k sebe, začnú sa krútiť okolo spoločného ťažiska. Keď sa k sebe priblížia, ich rotácia okolo vlastnej osi sa zvyšuje. Takéto premenlivé fluktuácie gravitačného poľa v určitom okamihu môžu vytvoriť jednu silnú gravitačnú vlnu, ktorá sa môže šíriť vo vesmíre milióny svetelných rokov. Vo vzdialenosti 1,3 miliardy svetelných rokov sa teda zrazili dve čierne diery, ktoré vytvorili silnú gravitačnú vlnu, ktorá sa na Zem dostala 14. septembra 2015 a bola zaznamenaná detektormi LIGO a VIRGO.

Ako zomierajú čierne diery?

Je zrejmé, že aby čierna diera prestala existovať, bude musieť stratiť všetku svoju hmotu. Podľa jej definície však nič nemôže opustiť hranice čiernej diery, ak prekročila svoj horizont udalostí. Je známe, že sovietsky teoretický fyzik Vladimir Gribov ako prvý spomenul vo svojej diskusii s ďalším sovietskym vedcom Jakovom Zeldovičom možnosť emisie častíc čiernou dierou. Tvrdil, že z hľadiska kvantovej mechaniky je čierna diera schopná emitovať častice prostredníctvom tunelovacieho javu. Neskôr s pomocou kvantovej mechaniky anglický teoretický fyzik Stephen Hawking vytvoril svoju vlastnú, trochu inú teóriu. O tomto fenoméne si môžete prečítať viac. Stručne povedané, vo vákuu existujú takzvané virtuálne častice, ktoré sa neustále rodia vo dvojiciach a navzájom anihilujú, pričom neinteragujú s vonkajším svetom. Ale ak sa také páry objavia na horizonte udalostí čiernej diery, potom je ich silná gravitácia hypoteticky schopná oddeliť, pričom jedna častica padá do BH a druhá preč od čiernej diery. A keďže je možné pozorovať časticu, ktorá unikla z otvoru, a má teda pozitívne energie, musí mať častica, ktorá spadla do otvoru, negatívne energie. Čierna diera teda stratí svoju energiu a dôjde k efektu, ktorý sa nazýva odparovanie čiernej diery.

Podľa dostupných modelov čiernej diery, ako už bolo spomenuté skôr, s poklesom jej hmotnosti je jej žiarenie čoraz intenzívnejšie. Potom, v konečnej fáze existencie BH, keď sa môže zmenšiť na veľkosť kvantovej čiernej diery, uvoľní sa veľké množstvo energia vo forme žiarenia, ktorá sa môže rovnať tisícom alebo dokonca miliónom atómových bômb. Táto udalosť trochu pripomína výbuch čiernej diery, ako rovnaká bomba. Podľa výpočtov mohlo v dôsledku Veľkého tresku vzniknúť prvotné čierne diery a tie z nich, ktorých hmotnosť je asi 10 12 kg, sa mali okolo našej doby odpariť a explodovať. Nech už je to akokoľvek, astronómovia také explózie nikdy nezaznamenali.

Napriek Hawkingovmu navrhovanému mechanizmu ničenia čiernych dier spôsobujú vlastnosti Hawkingovho žiarenia paradox v rámci kvantovej mechaniky. Ak čierna diera absorbuje teleso a potom stratí hmotu vyplývajúcu z absorpcie tohto tela, potom sa čierna diera bez ohľadu na povahu tela nebude líšiť od toho, čo bola pred absorpciou tela. V takom prípade sa informácie o tele navždy stratia. Z pohľadu teoretických výpočtov transformácia počiatočného čistého stavu do získaného zmiešaného („tepelného“) stavu nezodpovedá súčasnej teórii kvantovej mechaniky. Tento paradox sa niekedy nazýva zmiznutie informácií v čierna diera... Definitívne riešenie tohto paradoxu sa nikdy nenašlo. Známe možnosti riešenia paradoxu:

  • Nejednotnosť Hawkingovej teórie. Z toho vyplýva nemožnosť zničenia čiernej diery a jej neustáleho rastu.
  • Prítomnosť bielych dier. V takom prípade absorbovaná informácia nezmizne, ale je jednoducho vyhodená do iného vesmíru.
  • Nejednotnosť všeobecne prijatej teórie kvantovej mechaniky.

Nevyriešené problémy fyziky čiernych dier

Zdá sa, že to, čo bolo popísané už skôr, aj keď čierne diery sú študované relatívne dlho, napriek tomu majú veľa funkcií, ktorých mechanizmy vedci stále nepoznajú.

  • V roku 1970 anglický vedec sformuloval tzv. „Princíp kozmickej cenzúry“ - „Príroda ruší nahú singularitu.“ To znamená, že singularita sa formuje iba na miestach skrytých pred očami, ako je stred čiernej diery. Táto zásada však zatiaľ nebola preukázaná. Existujú aj teoretické výpočty, podľa ktorých môže dôjsť k „nahej“ singularite.
  • Nepreukázala sa ani „veta o žiadnych vlasoch“, podľa ktorej majú čierne diery iba tri parametre.
  • Úplná teória magnetosféry čiernych dier nebola vyvinutá.
  • Povaha a fyzika gravitačnej singularity sa neskúmali.
  • Nie je známe isté, čo sa stane v konečnej fáze existencie čiernej diery a čo zostane po jej kvantovom rozpade.

Zaujímavosti o čiernych dierach

Ak zhrnieme vyššie uvedené, existuje niekoľko zaujímavých a neobvyklých znakov povahy čiernych dier:

  • BH majú iba tri parametre: hmotnosť, elektrický náboj a moment hybnosti. V dôsledku tak malého počtu charakteristík tohto tela sa veta, ktorá to uvádza, nazýva „veta bez vlasov“. Tak vznikla aj fráza „čierna diera nemá vlasy“, čo znamená, že dve čierne diery sú úplne identické, ich tri uvedené parametre sú rovnaké.
  • Hustota BH môže byť nižšia ako hustota vzduchu a teplota sa blíži k absolútna nula... Z toho možno predpokladať, že tvorba čiernej diery nastáva nie v dôsledku stlačenia hmoty, ale v dôsledku akumulácie veľkého množstva hmoty v určitom objeme.
  • Čas pre telá absorbované BH beží oveľa pomalšie ako pre externého pozorovateľa. Absorbované telá sú navyše výrazne natiahnuté vo vnútri čiernej diery, ktorú vedci nazvali - špagetizácia.
  • V našej galaxii môže byť asi milión čiernych dier.
  • V strede každej galaxie je pravdepodobne supermasívna čierna diera.
  • V budúcnosti sa podľa teoretického modelu vesmír dostane do takzvanej éry čiernych dier, keď sa čierne diery stanú dominantnými telesami vo vesmíre.

>

Zvážte záhadné a neviditeľné čierne diery vo vesmíre: zaujímavé fakty, Einsteinov výskum, supermasívne a stredné typy, teória, štruktúra.

- niektoré z najzaujímavejších a najtajomnejších objektov v systéme Windows vonkajší priestor... Majú vysokú hustotu a gravitačná sila je taká silná, že ani svetlo nemôže uniknúť za svoje hranice.

Po prvýkrát hovoril Albert Einstein o čiernych dierach v roku 1916, keď vytvoril všeobecnú teóriu relativity. Samotný termín vznikol v roku 1967 vďaka Johnovi Wheelerovi. A prvá čierna diera bola „všimnutá“ v roku 1971.

Klasifikácia čiernych dier zahŕňa tri typy: hviezdne masové čierne diery, supermasívne a stredne veľké čierne diery. Určite si pozrite video o čiernych dierach, aby ste sa toho veľa naučili. zaujímavosti a lepšie spoznať tieto záhadné vesmírne útvary.

Zaujímavosti o čiernych dierach

  • Ak sa ocitnete vo vnútri čiernej diery, potom vás pretiahne gravitácia. Netreba sa však báť, pretože skôr, ako dosiahnete singularitu, zomriete. Navrhla to štúdia z roku 2012 kvantové efekty urobte z horizontu udalosti ohnivú stenu, ktorá z vás urobila kopu popola.
  • Čierne diery sa nenasávajú. Tento proces je spôsobený vákuom, ktoré nie je prítomné v tejto formácii. Takže veci jednoducho padajú.
  • Prvou čiernou dierou bola Swan X-1, ktorú našli rakety s Geigerovými počítadlami. V roku 1971 dostali vedci rádiový signál z Cygnusu X-1. Tento objekt sa stal predmetom sporu medzi Kip Thornom a Stephenom Hawkingom. Posledný menovaný veril, že nejde o čiernu dieru. V roku 1990 priznal porážku.
  • Hneď po Veľkom tresku sa mohli objaviť drobné čierne diery. Rýchlo rotujúci priestor stlačil niektoré oblasti do hustých dier, menej hmotných ako Slnko.
  • Ak sa hviezda dostane príliš blízko, môže sa roztrhnúť.
  • Podľa všeobecných odhadov existuje asi miliarda hviezdnych čiernych dier s hmotnosťou trikrát väčšou ako je hmotnosť slnka.
  • Ak porovnáte teóriu strún a klasickú mechaniku, potom z toho prvého vznikajú ďalšie odrody mohutných obrov.

Nebezpečenstvo čiernych dier

Keď hviezde dôjde palivo, môže začať proces sebadeštrukcie. Ak bola jeho hmotnosť trikrát väčšia ako hmotnosť slnka, potom sa zo zostávajúceho jadra stane neutrónová hviezda alebo biely trpaslík. Ale väčšia hviezda sa transformuje na čiernu dieru.

Tieto objekty sú malé, ale neuveriteľne husté. Predstavte si, že máte pred sebou objekt veľkosti mesta, ale jeho hmotnosť je trojnásobkom slnečnej hmotnosti. To vytvára neuveriteľne veľkú gravitačnú silu, ktorá priťahuje prach a plyn, čím sa zväčšuje jeho veľkosť. Prekvapivo v ňom môže byť niekoľko stoviek miliónov hviezdnych čiernych dier.

Supermasívne čierne diery

Samozrejme, nič vo vesmíre neprekoná desivé supermasívne čierne diery. Slnečnú hmotu presahujú miliardy krát. Predpokladá sa, že takéto objekty existujú takmer v každej galaxii. Vedci zatiaľ nepoznajú všetky zložitosti procesu formovania. S najväčšou pravdepodobnosťou rastú kvôli hromadeniu hmoty z okolitého prachu a plynu.

Možno za svoju veľkosť vďačia zlúčeniu tisícov malých čiernych dier. Alebo by sa mohla zrútiť celá hviezdokopa.

Čierne diery v centrách galaxií

Astrofyzička Olga Silchenko o objave supermasívnej čiernej diery v hmlovine Andromeda, výskume Johna Kormendyho a temných gravitačných telies:

Podstata vesmírnych rádiových zdrojov

Astrofyzik Anatolij Zasov o synchrotrónovom žiarení, čiernych dierach v jadrách vzdialených galaxií a neutrálnom plyne:

Medziľahlé čierne diery

Nie je to tak dávno, čo vedci našli nový druh - stredne veľké čierne diery (stredné). Môžu vzniknúť, keď sa hviezdy v zhluku zrazia a podľahnú im reťazová reakcia... Vďaka tomu padnú do stredu a vytvárajú supermasívnu čiernu dieru.

V roku 2014 astronómovia objavili prechodný typ v ramene špirálovej galaxie. Je veľmi ťažké ich nájsť, pretože sa dajú lokalizovať na nepredvídateľných miestach.

Mikroblack otvory

Fyzik Edward Boos o bezpečnosti LHC, zrode mikroblackovej diery a koncepcii membrány:

Teória čiernych dier

Čierne diery sú mimoriadne hmotné objekty, ale pokrývajú pomerne skromné ​​množstvo priestoru. Okrem toho majú obrovskú gravitáciu, ktorá bráni objektom (a dokonca ani svetlu) opustiť ich územie. Je však nemožné ich priamo vidieť. Vedci sa musia obrátiť na žiarenie, ktoré sa objaví pri napájaní čiernej diery.

Je zaujímavé, že sa stáva, že hmota smerujúca k čiernej diere sa odráža od horizontu udalostí a je vyhodená. V tomto prípade vznikajú jasné lúče materiálu pohybujúce sa relativistickými rýchlosťami. Tieto emisie je možné zistiť na veľké vzdialenosti.

– úžasné predmety v ktorej je gravitačná sila taká obrovská, že môže ohýbať svetlo, deformovať priestor a deformovať čas.

V čiernych dierach možno rozlíšiť tri vrstvy: vonkajší a vnútorný horizont udalostí a singularita.

Horizont udalostí čiernej diery je hranica, kde svetlo nemá šancu uniknúť. Len čo častica prekročí túto čiaru, nebude môcť odísť. Vnútorná oblasť, kde sa nachádza hmota čiernej diery, sa nazýva singularita.

Ak hovoríme z pozície klasická mechanika potom už nemôže nič opustiť čiernu dieru. Kvantum však robí svoj vlastný pozmeňujúci a doplňujúci návrh. Ide o to, že každá častica má antičasticu. Majú rovnakú hmotnosť, ale rozdielny náboj. Ak sa pretnú, môžu sa navzájom zničiť.

Keď takáto dvojica vznikne za horizontom udalostí, potom môže byť jeden z nich vtiahnutý a druhý sa odtlačí. Z tohto dôvodu sa horizont môže zmenšiť a čierna diera sa môže zrútiť. Vedci sa stále snažia študovať tento mechanizmus.

Akrécia

Astrofyzik Sergej Popov o supermasívnych čiernych dierach, formovaní planéty a prírastku hmoty v ranom vesmíre:

Najznámejšie čierne diery

Často kladené otázky o čiernych dierach

Ak je priestrannejšia, potom čierna diera je určitá oblasť vo vesmíre, v ktorej je koncentrované také obrovské množstvo hmoty, že žiadny predmet nemôže uniknúť gravitačnému vplyvu. Pokiaľ ide o gravitáciu, spoliehame sa na všeobecnú relativitu, ako ju navrhol Albert Einstein. Aby sme pochopili podrobnosti študovaného objektu, budeme sa pohybovať po etapách.

Poďme si predstaviť, že ste na povrchu planéty a hádžete balvan. Ak nemáte silu Hulka, nebudete môcť vyvinúť dostatočnú silu. Potom kameň vystúpi do určitej výšky, ale pod gravitačným tlakom sa zrúti späť. Ak máte latentný potenciál zeleného strongmana, ste schopní dať objektu dostatočné zrýchlenie, vďaka čomu úplne opustí zónu gravitačného vplyvu. Toto sa nazýva úniková rýchlosť.

Ak sa rozdelí na vzorec, potom táto rýchlosť závisí od planetárnej hmotnosti. Čím je väčšia, tým silnejšie je gravitačné zachytenie. Rýchlosť odchodu bude závisieť od toho, kde presne sa nachádzate: čím bližšie k stredu, tým ľahšie sa dostanete von. Rýchlosť odletu našej planéty je 11,2 km / s, ale 2,4 km / s.

Dostávame sa bližšie k zábavnej časti. Povedzme, že máte predmet s neuveriteľnou koncentráciou hmoty zhromaždený na malom mieste. V takom prípade úniková rýchlosť presahuje rýchlosť svetla. A vieme, že nič sa nepohybuje rýchlejšie ako tento indikátor, čo znamená, že nikto nedokáže prekonať takúto silu a uniknúť. Ani svetelný lúč to nedokáže!

Už v 18. storočí Laplace uvažoval o extrémnej koncentrácii hmoty. Po všeobecnej teórii relativity bol Karl Schwarzschild schopný nájsť matematické riešenie teoretickej rovnice popisujúcej podobný objekt. Ďalšie príspevky poskytli Oppenheimer, Wolkoff a Snyder (30. roky). Od tej chvíle začali ľudia o tejto téme vážne diskutovať. Ukázalo sa jasne: keď hmotnej hviezde dôjde palivo, nie je schopná vydržať gravitačnú silu a musí sa zrútiť do čiernej diery.

V Einsteinovej teórii je gravitácia prejavom zakrivenia v priestore a čase. Faktom je, že obvyklé geometrické pravidlá tu nefungujú a masívne objekty deformujú časopriestor. Čierna diera má bizarné vlastnosti, takže jej skreslenie je zreteľne viditeľné. Napríklad objekt má „horizont udalostí“. Toto je povrch gule označujúcej čiaru otvoru. To znamená, že ak prekročíte tento limit, nebude možné vrátiť sa späť.

Doslova toto je miesto, kde sa úniková rýchlosť rovná rýchlosti svetla. Mimo tohto miesta je úniková rýchlosť nižšia ako rýchlosť svetla. Ale ak je vaša raketa schopná akcelerovať, potom je dostatok energie na únik.

Samotný horizont je z hľadiska geometrie dosť zvláštny. Ak ste ďaleko, budete mať pocit, že sa dívate na statický povrch. Ale ak prídete bližšie, uvedomíte si, že sa pohybuje smerom von rýchlosťou svetla! Teraz je jasné, prečo je ľahké vstúpiť, ale tak ťažko uniknúť. Áno, je to veľmi mätúce, pretože v skutočnosti horizont stojí, ale zároveň sa rúti rýchlosťou svetla. Je to ako v situácii s Alice, ktorá potrebovala bežať čo najrýchlejšie, aby zostala na mieste.

Pri dopade na horizont priestor a čas prechádzajú takým silným skreslením, že súradnice začínajú popisovať úlohy radiálnej vzdialenosti a času prepínania. To znamená, že „r“, ktoré označuje vzdialenosť od stredu, sa stáva dočasným a „t“ je teraz zodpovedné za „priestorovosť“. Výsledkom je, že sa nebudete môcť prestať pohybovať s nižším indexom r, rovnako ako sa nebudete môcť dostať do budúcnosti v normálnom čase. Dostanete sa k singularite, kde r = 0. Môžete hádzať rakety, naštartovať motor na maximum, ale nemôžete uniknúť.

Pojem „čierna diera“ vytvoril John Archibald Wheeler. Predtým sa im hovorilo „ochladené hviezdy“.

Fyzik Emil Achmedov o štúdiu čiernych dier, Karla Schwarzschilda a obrovských čiernych dier:

Existujú dva spôsoby, ako vypočítať, aké veľké niečo je. Môžete pomenovať hmotnosť alebo koľko oblasť zaberá. Ak vezmeme prvé kritérium, potom neexistuje žiadny konkrétny limit pre masívnosť čiernej diery. Môže sa použiť akékoľvek množstvo, pokiaľ je schopné stlačiť ho na požadovanú hustotu.

Väčšina z týchto útvarov sa objavila po smrti hmotných hviezd, takže možno očakávať, že ich hmotnosť by mala byť rovnaká. Typická hmotnosť pre takúto dieru by mala byť 10-násobok hmotnosti slnka - 10 31 kg. Každá galaxia musí byť navyše domovom centrálnej supermasívnej čiernej diery, ktorej hmotnosť je miliónkrát väčšia ako hmotnosť Slnka - 10 36 kg.

Čím masívnejší je predmet, tým viac hmoty zakrýva. Polomer a hmotnosť obzoru sú priamo úmerné, to znamená, že ak čierna diera váži 10-krát viac ako iná, potom je jej polomer 10-krát väčší. Polomer diery so slnečnou hmotnosťou je 3 km, a ak je miliónkrát väčšia, potom 3 milióny km. Zdá sa, že sú to neuveriteľne masívne veci. Nezabúdajme však, že ide o štandardné koncepty pre astronómiu. Slnečný polomer dosahuje 700 000 km a čierna diera ich má 4-krát viac.

Povedzme, že máte smolu a vaša loď sa neúprosne pohybuje smerom k supermasívnej čiernej diere. Nemá zmysel bojovať. Stačí vypnúť motory a ísť smerom k nevyhnutnosti. Čo môžete čakať?

Začnime s nulovou gravitáciou. Ste vo voľnom páde, takže posádka, loď a všetky podrobnosti sú bez tiaže. Čím bližšie ste do stredu otvoru, tým silnejšie sú prílivové gravitačné sily pocítené. Napríklad vaše nohy sú bližšie k stredu ako hlava. Potom začnete mať pocit, že vás napína. Vďaka tomu budete jednoducho roztrhaní.

Tieto sily sú nenápadné, kým neprídete do vzdialenosti 600 000 km od centra. Toto je po horizonte. Hovoríme však o obrovskom objekte. Ak spadnete do diery so solárnou hmotou, potom by vás slapové sily zmietli 6 000 km od stredu a roztrhali by vás skôr, ako by ste prišli na horizont (preto vás pošleme do veľkej, aby ste už mohli zomrieť vo vnútri otvoru, a nie na ceste) ...

Čo je vo vnútri? Nechcem sklamať, ale nič pozoruhodné. Niektoré objekty môžu byť na pohľad skreslené a nič iné nie je neobvyklé. Aj po prekročení horizontu uvidíte veci okolo seba, ako sa s vami pohybujú.

Ako dlho to trvá? Všetko závisí od vašej vzdialenosti. Povedzme napríklad, že začínate v pokojovom bode, kde singularita je 10-násobok polomeru otvoru. Prístup k horizontu trvá len 8 minút a potom ďalších 7 sekúnd, kým sa dostanete do singularity. Ak spadnete do malej čiernej diery, všetko sa udeje rýchlejšie.

Len čo prekročíte obzor, môžete strieľať rakety, kričať a plakať. Na to všetko máte 7 sekúnd, kým narazíte na jedinečnosť. Ale nič ťa nezachráni. Takže si len užívajte jazdu.

Povedzme, že ste odsúdení na úpadok a spadnete do diery a váš priateľ / priateľka sa z diaľky prizerá. No uvidí veci inak. Všimne si, že bližšie k obzoru spomalíte. Ale aj keď človek sedí sto rokov, nikdy nebude čakať, kým sa dostanete na horizont.

Pokúsme sa to vysvetliť. Z kolabujúcej hviezdy mohla vzniknúť čierna diera. Pretože je materiál zničený, Kirill (nech je to tvoj priateľ) vidí jeho pokles, ale nikdy si nevšimne prístup k horizontu. Preto sa im hovorilo „zamrznuté hviezdy“, pretože akoby mrzli s určitým polomerom.

Čo sa deje? Hovorme tomu optická ilúzia. Nepotrebujete nekonečno na to, aby ste vytvorili dieru, ani nepotrebujete prekročiť horizont. Keď sa priblížite, dosiahnutiu Kirilla trvá svetlo dlhšie. Presnejšie, žiarenie v reálnom čase z vášho prechodu bude navždy zafixované na obzore. Dlho ste vystúpili cez čiaru a Kirill stále pozoruje svetelný signál.

Alebo sa môžete priblížiť z druhej strany. Čas sa pred horizontom naťahuje dlhšie. Napríklad máte super mocnú loď. Podarilo sa vám priblížiť k obzoru, zostať tam pár minút a dostať sa živý k Kirill. Koho uvidíte? Starý muž! Čas pre vás napokon plynul oveľa pomalšie.

Čo je potom pravda? Ilúzia alebo hra času? Všetko závisí od súradnicového systému použitého pri opise čiernej diery. Ak sa spoliehate na Schwarzschildove súradnice, potom sa pri prekročení horizontu rovná časová súradnica (t) nekonečnu. Indikátory tohto systému ale poskytujú rozmazaný pohľad na to, čo sa deje v blízkosti samotného objektu. Na čiare obzoru sú všetky súradnice skreslené (singularita). Môžete ale použiť oba súradnicové systémy, takže dve odpovede sú platné.

V skutočnosti sa stanete jednoducho neviditeľnými a Cyril vás prestane vidieť ešte skôr, ako uplynie veľa času. Nezabudnite na červený prevod. Pozorované svetlo vydávate pri určitej vlnovej dĺžke, ale Kirill ho bude vidieť pri dlhšej. Keď sa blížia k obzoru, vlny sa predlžujú. Nezabudnite tiež, že v určitých fotónoch sa vyskytuje žiarenie.

Napríklad v okamihu prechodu odošlete posledný fotón. K Kirillu sa dostane v určitom konečnom čase (asi hodinu pre supermasívnu čiernu dieru).

Samozrejme, že nie. Nezabudnite, že existuje horizont udalostí. Iba z tejto oblasti sa nemôžete dostať von. Stačí, keď sa k nej nepribližujeme a cítime sa pokojne. Navyše, z bezpečnej vzdialenosti sa vám tento objekt bude zdať najbežnejší.

Hawkingov informačný paradox

Fyzik Emil Achmedov o pôsobení gravitácie na elektromagnetické vlny, informačný paradox čiernych dier a princíp predvídateľnosti vo vede:

Nepanikárte, pretože Slnko sa nikdy nezmení na taký objekt, pretože jednoducho nemá dostatok hmoty. Navyše si zachová svoj súčasný stav vzhľadďalších 5 miliárd rokov. Potom prejde na štádium červeného obra, absorbuje Merkúr, Venušu a dobre upraží našu planétu a potom sa z neho stane obyčajný biely trpaslík.

Doprajme si však fantáziu. Takže zo slnka sa stala čierna diera. Na úvod budeme okamžite zabalení v tme a chlade. Zem a ďalšie planéty nebudú nasaté do diery. Budú pokračovať v obiehaní nového objektu na svojich bežných obežných dráhach. Prečo? Pretože horizont dosiahne iba 3 km a gravitácia s nami nebude môcť nič robiť.

Áno. Prirodzene sa nemôžeme spoliehať na viditeľné pozorovanie, pretože svetlo nemôže uniknúť. Existujú však nepriame dôkazy. Napríklad vidíte oblasť, kde by mohla byť čierna diera. Ako to môžem skontrolovať? Začnite meraním hmotnosti. Ak vidíte, že je toho v jednej oblasti príliš veľa alebo je akoby neviditeľné, ste na dobrej ceste. Existujú dva hľadané body: galaktický stred a röntgenové dvojhviezdy.

Masívne centrálne objekty sa teda našli v 8 galaxiách, ktorých hmotnosť jadra sa pohybuje od milióna do miliardy slnečných lúčov. Hmotnosť sa počíta pozorovaním rýchlosti rotácie hviezd a plynu okolo stredu. Čím rýchlejšie, tým viac hmoty musí byť, aby sa udržali na obežnej dráhe.

Tieto masívne objekty sú považované za čierne diery z dvoch dôvodov. Možnosti už jednoducho neexistujú. Nie je nič masívnejšie, tmavšie a kompaktnejšie. Okrem toho existuje teória, že všetky aktívne a veľké galaxie majú v strede také monštrum. Stále to však nie je stopercentný dôkaz.

Ale posledné dve zistenia hovoria v prospech teórie. V blízkosti najbližšej aktívnej galaxie bol blízko jadra zaznamenaný systém „vodného maséra“ (výkonný zdroj mikrovlnného žiarenia). Vedci pomocou interferometra zobrazili distribúciu rýchlostí plynov. To znamená, že v galaktickom strede zmerali rýchlosť do pol svetelného roka. To im pomohlo pochopiť, že vo vnútri sa nachádza masívny objekt, ktorého polomer dosahuje pol svetelného roka.

Druhý nález je ešte presvedčivejší. Vedci používajúci röntgenové lúče narazili na spektrálnu čiaru galaktického jadra, čo naznačovalo prítomnosť množstva atómov, ktorých rýchlosť je neuveriteľne vysoká (1/3 svetla). Žiarenie navyše zodpovedalo červenému posuvu, ktorý zodpovedá horizontu čiernej diery.

Ďalšiu triedu nájdete v Mliečnej ceste. Jedná sa o hviezdne čierne diery, ktoré vznikajú po výbuchu supernovy. Keby existovali osobitne, potom by sme si to aj blízko všimli. Ale máme šťastie, pretože väčšina existuje v binárnych systémoch. Je ľahké ich nájsť, pretože čierna diera bude ťahať hmotu svojho suseda a ovplyvňovať ju gravitáciou. „Vytrhnutý“ materiál tvorí akrečný disk, v ktorom sa všetko zahrieva, čo znamená, že vytvára silné žiarenie.

Povedzme, že sa vám podarilo nájsť binárny systém. Ako pochopiť, že kompaktný objekt je čierna diera? Opäť smerovanie k hmote. Za týmto účelom zmerajte orbitálnu rýchlosť blízkej hviezdy. Ak je hmotnosť pri tak malých rozmeroch neuveriteľne veľká, už nezostávajú žiadne ďalšie možnosti.

Toto je zložitý mechanizmus. Stephen Hawking sa podobnej témy dotkol už v 70. rokoch. Povedal, že čierne diery nie sú úplne „čierne“. Existujú kvantovo mechanické účinky, ktoré spôsobujú, že vytvára žiarenie. Postupne sa diera začína zmenšovať. Rýchlosť žiarenia rastie s ubúdajúcou hmotou, takže otvor vydáva čoraz viac a urýchľuje proces kompresie, kým sa nerozpustí.

Je to však iba teoretická schéma, pretože nikto nemôže s istotou povedať, čo sa stane v poslednej fáze. Niektorí ľudia si myslia, že zostáva malá, ale stabilná stopa. Moderné teórie zatiaľ neprišli s ničím lepším. Samotný proces je však neuveriteľný a komplikovaný. Je potrebné vypočítať parametre v zakrivenom časopriestore a samotné výsledky nie je možné overiť za obvyklých podmienok.

Tu môžete použiť zákon zachovania energie, ale iba pre krátke trvanie... Vesmír môže vytvárať energiu a hmotu od nuly, ale iba oni musia rýchlo zmiznúť. Jedným z prejavov sú výkyvy vákua. Dvojice častíc a antičastíc vyrastajú z ničoho nič, existujú určité krátke obdobie a zahynú vo vzájomnom ničení. Keď sa objavia, dôjde k narušeniu energetickej rovnováhy, ale všetko sa po zmiznutí obnoví. Zdá sa to fantastické, ale tento mechanizmus bol experimentálne potvrdený.

Predpokladajme, že jedna z fluktuácií vákua pôsobí blízko horizontu čiernej diery. Možno jedna z častíc padá dovnútra, zatiaľ čo druhá uniká. Uniknutá žena si vezme so sebou časť energie diery a môže sa dostať do očí pozorovateľa. Bude sa mu zdať, že temný objekt práve vypustil časticu. Tento proces sa ale opakuje a vidíme nepretržitý prúd žiarenia z čiernej diery.

Už sme povedali, že Cyril si myslí, že na vykročenie za horizont potrebujete nekonečno. Okrem toho bolo spomenuté, že čierne diery sa po konečnom časovom intervale vyparujú. To znamená, že keď prídete k horizontu, diera zmizne?

Č. Keď sme opísali Cyrilove pozorovania, nehovorili sme o procese odparovania. Ale ak je tento proces prítomný, potom sa všetko zmení. Váš priateľ vás uvidí letieť za horizont presne v okamihu odparovania. Prečo?

Cyrila dominuje optický klam. Vyžarované svetlo v horizonte udalostí trvá dlho, kým sa dostane k priateľovi. Ak diera vydrží navždy, potom môže svetlo svietiť nekonečne dlho a Kirill nebude čakať na prechod. Pokiaľ sa ale diera vyparila, potom už svetlo nič nezastaví a k chlapovi sa dostane v okamihu výbuchu žiarenia. Ale už ťa to nezaujíma, pretože si zomrel dávno v jedinečnosti.

Vzorce všeobecnej teórie relativity majú zaujímavá vlastnosť- symetria v čase. Napríklad v akejkoľvek rovnici si môžete predstaviť, že čas plynie dozadu a dostanete iné, ale stále správne riešenie. Ak použijete tento princíp na čierne diery, potom sa zrodí biela diera.

Čierna diera je špecifická oblasť, z ktorej sa nemôže nič dostať. Druhou možnosťou je ale biela diera, do ktorej nemôže nič spadnúť. V skutočnosti všetko odpudzuje. Aj keď z matematického hľadiska vyzerá všetko hladko, ale to nedokazuje ich existenciu v prírode. S najväčšou pravdepodobnosťou tam nie sú, rovnako ako spôsob, ako to zistiť.

Až do tejto chvíle sme hovorili o klasike čiernych dier. Neotáčajú sa a nemajú elektrický náboj. Ale v opačnom prípade začína to najzaujímavejšie. Môžete sa napríklad dostať dovnútra, ale vyhnúť sa jedinečnosti. Navyše, jeho „vnútro“ je schopné kontaktu s bielou dierou. To znamená, že sa ocitnete v akomsi tuneli, kde je čierna diera vstupom a biela je východom. Táto kombinácia sa nazýva červia diera.

Je zaujímavé, že biela diera môže byť kdekoľvek, dokonca aj v inom vesmíre. Ak vieme, ako takéto červie diery zvládnuť, zabezpečíme rýchlu prepravu do akejkoľvek oblasti vesmíru. A ešte chladnejšia je schopnosť cestovať späť v čase.

Batoh si však nebalte, kým nebudete vedieť niekoľko vecí. Bohužiaľ existuje vysoká pravdepodobnosť, že neexistujú žiadne takéto formácie. Už sme povedali, že biele diery sú odvodením od matematických vzorcov, nie skutočným a potvrdeným objektom. A všetky pozorované čierne diery vytvárajú úpadok hmoty a netvoria červie diery. A konečnou zastávkou je jedinečnosť.

Čierna diera vzniká v dôsledku zrútenia supermasívnej hviezdy, v jadre ktorej končí „palivo“ pre jadrovú reakciu. Ako sa sťahuje, teplota jadra stúpa a fotóny s energiami nad 511 keV sa zrážajú a vytvárajú páry elektrón-pozitrón, čo vedie k katastrofickému zníženiu tlaku a ďalšiemu zrúteniu hviezdy pod vplyvom vlastnej gravitácie.

Astrofyzik Ethan Siegel publikoval článok „Najväčšia čierna diera v známom vesmíre“, v ktorom zhromaždil informácie o množstve čiernych dier v rôznych galaxiách. Len sa pýtam: kde sa nachádza tá najhmotnejšia z nich?

Pretože najhustšie zhluky hviezd sú v strede galaxií, teraz má takmer každá galaxia v strede masívnu čiernu dieru, ktorá vznikla po zlúčení mnohých ďalších. Napríklad v strede Mliečnej cesty je čierna diera s hmotnosťou asi 0,1% našej galaxie, teda 4 miliónykrát väčšia ako hmotnosť Slnka.

Je veľmi ľahké určiť prítomnosť čiernej diery štúdiom trajektórie hviezd, ktoré sú ovplyvnené gravitáciou neviditeľného telesa.

Ale Mliečna dráha je relatívne malá galaxia, ktorá nemôže mať najväčšiu čiernu dieru. Napríklad neďaleko od nás v kupe Panny sa nachádza obria galaxia Messier 87 - je asi 200-krát väčšia ako naša.

Takže zo stredu tejto galaxie uniká prúd hmoty dlhý asi 5 000 svetelných rokov (na obrázku). Toto je šialená anomália, píše Ethan Siegel, ale vyzerá to veľmi krásne.

Vedci sa domnievajú, že vysvetlením takejto „erupcie“ zo stredu galaxie môže byť iba čierna diera. Výpočty ukazujú, že hmotnosť tejto čiernej diery je asi 1 500-krát väčšia ako hmotnosť čiernej diery v Mliečnej ceste, teda asi 6,6 miliárd-násobok hmotnosti Slnka.

Kde je však najväčšia čierna diera vo vesmíre? Ak vychádzame z výpočtu, že v strede takmer každej galaxie je taký objekt s hmotnosťou 0,1% hmotnosti galaxie, potom musíme nájsť najhmotnejšiu galaxiu. Vedci môžu odpovedať aj na túto otázku.

Najhmotnejšia galaxia, ktorú poznáme, je IC 1101 v strede kupy Abell 2029, ktorá je 20-krát ďalej od Mliečnej dráhy ako kupa Panny.

V IC 1101 je vzdialenosť od stredu k najvzdialenejšiemu okraju asi 2 milióny svetelných rokov. Jeho veľkosť je dvojnásobná vzdialenosť od Mliečnej dráhy k najbližšej galaxii Andromeda. Hmotnosť sa takmer rovná hmotnosti celej skupiny Panny!

Ak je v strede IC 1101 čierna diera (a mala by tam byť), potom môže byť najhmotnejšou v známom vesmíre.

Ethan Siegel tvrdí, že sa mohol mýliť. Dôvod je v jedinečnej galaxii NGC 1277. Nie je to príliš veľká galaxia, o niečo menšia ako tá naša. Analýza jej rotácie však ukázala neuveriteľný výsledok: čierna diera v strede je 17 miliárd slnečných hmôt, čo je až 17% z celkovej hmotnosti galaxie. Toto je rekord v pomere hmotnosti čiernej diery k hmotnosti galaxie.

Je tu ďalší kandidát na úlohu najväčšej čiernej diery v známom vesmíre. Je zobrazený na nasledujúcej fotografii.

Čudný objekt Ú. V. 287 sa nazýva blazar. Blazary sú špeciálna trieda extragalaktických predmetov, druh kvazarov. Vyznačujú sa veľmi silným žiarením, ktoré sa v Ú. V. 287 mení s cyklom 11 - 12 rokov (s dvojitým vrcholom).

Podľa astrofyzikov obsahuje OJ 287 supermasívnu centrálnu čiernu dieru, ktorá obieha okolo ďalšej menšej čiernej diery. Centrálna čierna diera s 18 miliardami solárnych hmôt je najväčšou doteraz známou.

Táto dvojica čiernych dier bude jedným z najlepších experimentov na testovanie všeobecnej relativity, konkrétne deformácie časopriestoru opísanej vo všeobecnej teórii relativity.

Vďaka relativistickým efektom by sa perihélium čiernej diery, teda bod obežnej dráhy najbližšie k stredu čiernej diery, mal posunúť o 39 ° pri jednej otáčke! Pre porovnanie, perihélium Merkúra sa posunulo iba o 43 arcsekúnd za storočie.

Astronómovia objavili najmasívnejší objekt v celom vesmíre. Ukázalo sa, že to bola veľmi ťažká čierna diera v strede galaxie NGC 1277 v súhvezdí Perzeus, ktorá sa nachádza 228 miliónov svetelných rokov od Zeme.
Objav uskutočnila skupina nemeckých vedcov z Astronomického ústavu v Heidelbergu pri analýze snímok galaxie získaných pomocou infračerveného spektrometra ďalekohľadu Hobby-Eberle. Čierna diera v súhvezdí Perzeus obsahuje obrovské množstvo hmoty - od 14 do 20 miliárd násobkov hmotnosti nášho Slnka, píše Rossijskaja gazeta.
Ukázalo sa, že táto hmotnosť predstavuje viac ako 14 percent hmotnosti celej galaxie, zatiaľ čo obvykle supermasívne čierne diery obsahujú asi 0,1 percenta. Predtým bol najťažší objekt považovaný za čiernu dieru v galaxii NGC 4889, ktorej hmotnosť je 9,8 miliárd slnečných hmôt.
"Toto je skutočne veľmi zvláštna galaxia." Skladá sa takmer výlučne z čiernej diery. Možno sme objavili prvý objekt z triedy galaxií čiernych dier, “- uviedol jeden z autorov štúdie, astronóm Karl Gebhardt. Podľa vedcov môžu výsledky štúdie zmeniť teóriu vzniku a rastu čiernych dier.
Podľa vedcov môžu výsledky štúdie zmeniť teóriu vzniku a rastu čiernych dier, upozorňuje BBC.
Astrofyzici sa domnievajú, že v strede najhmotnejších galaxií je vždy aspoň jedna čierna diera. Povaha formovania týchto objektov ešte nie je úplne pochopená. Verí sa, že čierne diery sa tvoria pri neobmedzenej gravitačnej kompresii, často po smrti veľkých hviezd. Vytvárajú takú silnú gravitačnú príťažlivosť, že nič, ani ľahké, ich nemôže opustiť, spresňuje Saboteur.
Ďalší objav sa podaril astronómom Európskeho južného observatória, píše ukrinform.ua. Objavili objekt tiež spájaný s čiernou dierou - kvazar. Svojou gravitáciou čierna diera ničí prechádzajúce hviezdy. Výsledný hviezdny plyn sa pri rotácii postupne sťahuje do otvoru. Stlačenie a rýchle otáčanie centrálnej časti disku vedie k jeho zahriatiu a silnému žiareniu. Čierna diera nemá čas absorbovať časť hmoty a čiastočne ju opúšťa vo forme úzko zameraných tokov plynu a kozmických lúčov - hovorí sa tomu kvasar.
Nájdený kvazar je 5-krát silnejší ako tie, ktoré predtým pozorovali vedci. Rýchlosť vysunutia hmoty z tohto kvasaru je dva biliónkrát vyššia ako žiarenie Slnka a stokrát vyššia ako žiarenie celej našej galaxie. "Hľadám také monštrum už 10 rokov," uviedol jeden z vedcov, profesor Naum Arav.
Je potrebné poznamenať, že kvazar sa nachádza 1000 svetelných rokov od supermasívnej čiernej diery a pohybuje sa rýchlosťou 8 tisíc kilometrov za sekundu.