Както за учените от миналите векове, така и за изследователите на нашето време, най-голямата мистерия на космоса е черната дупка. Какво има вътре в тази система, напълно непозната за физиката? Какви закони има? Как тече времето в черна дупка и защо дори квантите светлина не могат да избягат оттам? Сега ще се опитаме, разбира се, от гледна точка на теорията, а не от практиката, да разберем какво има вътре в черна дупка, защо тя по принцип се е образувала и съществува, как привлича обекти, които я заобикалят.
Първо, нека опишем този обект.
Така че определена област от пространството във Вселената се нарича черна дупка. Невъзможно е да се отдели като отделна звезда или планета, тъй като не е твърдо или газообразно тяло. Без основно разбиране за това какво е пространство-времето и как тези измерения могат да се променят, е невъзможно да се разбере какво има вътре в черна дупка. Въпросът е, че тази област не е просто пространствена единица. което изкривява както трите измерения, които познаваме (дължина, ширина и височина), така и времевата линия. Учените са уверени, че в областта на хоризонта (както се нарича зоната около дупката) времето придобива пространствена стойност и може да се движи както напред, така и назад.
Научете тайните на гравитацията
Ако искаме да разберем какво има вътре в черна дупка, разгледайте подробно какво е гравитацията. Именно това явление е ключово за разбирането на природата на така наречените „червейни дупки“, от които дори светлината не може да бъде избрана. Гравитацията е взаимодействието между всички тела, които имат материална основа. Силата на такава гравитация зависи от молекулярния състав на телата, от концентрацията на атомите, както и от техния състав. Колкото повече частици колабират в определена област от пространството, толкова по-голяма е гравитационната сила. Това е неразривно свързано с теорията за Големия взрив, когато нашата Вселена е била с размерите на грахово зърно. Това беше състояние на максимална сингулярност и в резултат на избухването на светлинни кванти пространството започна да се разширява поради факта, че частиците бяха отблъснати една от друга. Точно обратното се описва от учените като черна дупка. Какво има вътре в такова нещо в съответствие с TBZ? Сингулярност, която е равна на индексите, присъщи на нашата Вселена към момента на нейното възникване.
Как материята попада в червейна дупка?
Смята се, че човек никога няма да може да разбере какво се случва вътре в черна дупка. Тъй като, веднъж там, той буквално ще бъде смачкан от гравитацията и гравитацията. Всъщност това не е вярно. Да, наистина, черната дупка е област на сингулярност, където всичко е компресирано до своя максимум. Но това изобщо не е „космическа прахосмукачка“, която е способна да изсмуче всички планети и звезди. Всеки материален обект на хоризонта на събитията ще наблюдава силно изкривяване на пространството и времето (засега тези единици са отделни). Евклидовата геометрична система ще започне да работи неправилно, с други думи, ще се пресече, очертанията на стереометричните фигури ще престанат да бъдат обичайни. Що се отнася до времето, то постепенно ще се забавя. Колкото повече се приближавате до дупката, толкова по-бавно ще се движи часовникът спрямо земното време, но вие няма да го забележите. При падане в "червейната дупка" тялото ще падне с нулева скорост, но тази единица ще бъде равна на безкрайност. кривина, която приравнява безкрайността на нула, което накрая спира времето в областта на сингулярността.
Реакция на излъчена светлина
Единственият обект в космоса, който привлича светлина, е черна дупка. Какво има вътре в него и в каква форма е там, не е известно, но се смята, че това е пълна тъмнина, която е невъзможно да си представим. Светлинните кванти, стигайки до там, не изчезват просто. Масата им се умножава по масата на сингулярността, което я прави още по-голяма и увеличава. Така, ако вътре в „червейната дупка“ включите фенерчето, за да се огледате, то няма да свети. Излъчените кванти постоянно ще се умножават по масата на дупката и, грубо казано, вие само ще влошите положението си.
Черни дупки на всяка крачка
Както вече разбрахме, основата на образованието е гравитацията, чиято величина е милиони пъти по-голяма от тази на Земята. Точната идея за това какво е черна дупка беше представена на света от Карл Шварцшилд, който всъщност открива самия хоризонт на събитията и точката без връщане, а също така установява, че нулата в състоянието на сингулярност е равна до безкрайност. Според него черна дупка може да се образува навсякъде в космоса. В този случай определен материален обект, който има сферична форма, трябва да достигне гравитационния радиус. Например масата на нашата планета трябва да се побере в обема на едно грахово зърно, за да се превърне в черна дупка. И Слънцето трябва да има диаметър 5 километра с масата си - тогава състоянието му ще стане единично.
Хоризонт за формиране на нов свят
Законите на физиката и геометрията работят перфектно на земята и в открито пространство, където пространството е близо до вакуума. Но те напълно губят своята актуалност на хоризонта на събитията. Ето защо от математическа гледна точка е невъзможно да се изчисли какво има вътре в черна дупка. Снимките, които можете да измислите, ако огънете пространството в съответствие с нашите представи за света, вероятно са далеч от истината. Установено е само, че времето тук се превръща в пространствена единица и най-вероятно към съществуващите измерения се добавят още малко. Това дава възможност да се вярва, че вътре в черната дупка се образуват напълно различни светове (снимката, както знаете, няма да покаже това, тъй като светлината се изяжда там). Тези вселени може да са съставени от антиматерия, която сега е неизвестна на учените. Има и версии, че сферата без връщане е просто портал, който води или към друг свят, или към други точки от нашата Вселена.
Раждане и смърт
Където повече от съществуването на черна дупка е нейният произход или изчезване. Сферата, която изкривява пространство-времето, както вече разбрахме, се образува в резултат на колапс. Това може да бъде експлозия на голяма звезда, сблъсък на две или повече тела в космоса и т.н. Но как материята, която теоретично може да се усети, се превърна в домейн на изкривяване на времето? Пъзелът е в процес на работа. Но след него следва втори въпрос – защо изчезват такива сфери без връщане? И ако черните дупки се изпарят, тогава защо тази светлина и цялата космическа материя, която са привлекли, не излизат от тях? Когато материята в зоната на сингулярността започне да се разширява, гравитацията постепенно намалява. В резултат на това черната дупка просто се разтваря и на нейно място остава обикновено вакуумно пространство. От това следва още една загадка - къде отиде всичко, което е попаднало в него?
Гравитацията ли е нашият ключ към щастливото бъдеще?
Изследователите са уверени, че това е черна дупка, която може да формира енергийното бъдеще на човечеството. Какво е вътре в тази система, все още не е известно, но беше възможно да се установи, че на хоризонта на събитията всяка материя се трансформира в енергия, но, разбира се, частично. Например, човек, намирайки се близо до точката без връщане, ще даде 10 процента от своята материя за превръщането й в енергия. Този показател е просто колосален, стана сензация сред астрономите. Факт е, че на Земята по време на процеса материята се превръща в енергия само с 0,7 процента.
През 2011 г. астрономите с удоволствие откриха голям облак от газ, който се насочва към свръхмасивна черна дупка в центъра на Млечния път. Но по-рано тази година астрономите откриха също, че близо до зоната на поглъщане, която се намира в радиоизлъчваща област, наречена Стрелец А, облак от газ премина покрай гравитационния гигант.
Имаше всички индикации, че космически облак, наречен "G2", е на път да бъде погълнат от черна дупка, създавайки ярки изригвания, докато газът взаимодейства с неговия акреционен диск. Сега, благодарение на изследванията на астрономи от Калифорнийския университет в Лос Анджелис (UCLA), имаме отговор защо не е имало галактически фойерверки.
Изглеждаше малко странно през юли, тъй като G2 не направи нищо, за да направи това, което беше предвидено. По това време разочаровани астрономи, изучаващи данни с много големия телескоп на Европа, разположен в южната обсерватория в Чили, наблюдаваха как струи газ се засмукват в черната дупка, създавайки фин ефект върху хоризонта на събитията на Стрелец А. Вместо да достигнат черната дупка под формата на бучки, които е трябвало да бъдат привлечени в хоризонта на събитията и да генерират мощни изригвания, потоците материал плавно се приближават до черната дупка, без да причиняват значителна радиация.
Последните наблюдения показват, че G2 всъщност е оцелял, продължавайки пътуването си в своята орбита, и е останал непокътнат след гравитационното близко сблъскване.
"G2 оцеля и продължи своето орбитално пътуване. Само един газов облак не би направил нищо подобно", каза Геза. "G2 по същество не беше засегнат от черната дупка. Нямаше фойерверки."
Отгатвайки защо G2 е оцелял, Геза определи мистичния обект като заобиколен от обвивка от газ и прах, държани заедно от гравитацията на звездата. Но това не е обикновена звезда.
Нашата галактика е изпълнена с двоични звездни системи. В действителност тя е рядка в смисъл, че няма звезден партньор, заключен в гравитационна прегръдка. Слънцето е самотник. Повечето от останалите звезди обаче не са толкова антисоциални. Двойните звездни системи са системи, в които звездите се въртят около общ център на тежестта. Възможно е също да имате три или повече звезди.
Но в екстремните условия около свръхмасивна черна дупка, двойните звезди рискуват да се дестабилизират, когато преминат твърде близо до хоризонта на събитията на черната дупка, което води до бинарно сливане.
Използвайки мощен 10-метров оптичен/инфрачервен телескоп, разположен в обсерваторията Кек на Мауна Кеа, Хавай, изследователите успяха да проучат G2 по-подробно и да вярват, че тази звезда преминава през период на бинарен синтез. Телескопите близнаци Кек използват адаптивна оптика за коригиране на атмосферната турбуленция, разкривайки на астрономите бруталните динамични процеси, протичащи в центъра на нашата галактика.
"Това може да се случи по-често, отколкото си мислим. Звездите в центъра на галактиката са по-масивни и предимно двоични", каза Геза. "Възможно е много от звездите, които наблюдаваме, да са краен продукт от сливане на звезди."
Космосът е изпълнен с много мистерии. Черната дупка е едно от най-удивителните космически явления. Въпреки факта, че все още е малко проучен, учените са открили редица интересни факти за черните дупки.
Космосът крие много мистерии. Една от най-очарователните от тях са черните дупки. Въпреки че все още има много въпроси без отговор за черните дупки, учените са открили много интересни неща за тях.
Защо черните дупки са черни?
Черните дупки не отразяват светлината, а цветът от своя страна е резултат от отразяването на светлината. Това явление е естествено, така че възприемаме различни обекти в червено, синьо или зелено.
Защо черните дупки изглеждат черни?
Цветът е ефект на отражение на светлината - естествено явление. Ето защо възприемаме някои неща като червени, някои като сини, а други като зелени. Черните дупки не отразяват светлината.
Защо черните дупки са дупки?
Гравитацията ни помага да ходим по Земята, докато на Луната е 6 пъти по-слаба. Ето защо виждаме астронавти да витаят във въздуха. Черните дупки имат много мощна гравитация; толкова мощен, че обектите могат да изчезнат, ако бъдат ударени от тях.
Защо са дупки?
На Земята гравитацията ни помага да останем заземени. На Луната например има много ниска гравитация. Тоест астронавтите могат да скачат много високо на Луната. Черните дупки имат много силна гравитация - толкова силна, че нито един обект не може да избяга да бъде засмукан в него.
Как се появиха черните дупки?
Всъщност черните дупки са изчезнали звезди. Само тези звезди обаче се превръщат в черни дупки, чиято маса след експлозията надвишава масата на Слънцето. Не се притеснявайте: слънцето, звездата в центъра на нашата слънчева система, няма да се превърне в черна дупка.
Как възникват черните дупки?
Един от начините да се образуват черните дупки е от гравитационния колапс. Когато на звездите свърши горивото, те умират, срутвайки се в себе си. Ако тези звезди имат много голяма маса, те образуват черни дупки.
Има ли начин да се забележи черна дупка?
Черните дупки са много трудни за наблюдение, защото не отразяват светлината. Учените обаче са успели да намерят няколко решения на този проблем: черна дупка може да се забележи, когато частици попаднат в нея, в този момент се отделя много енергия; може да бъде открита и от движението на обекти около черната дупка, тъй като орбитите на обектите ще се променят.
Има ли начин да се забележи черна дупка?
Тъй като не отразяват светлината, черните дупки са много трудни за наблюдение. Но учените са намерили решение. Черните дупки могат да бъдат забелязани, когато частици попаднат в тях. Тъй като се създава много енергия, когато това се случи, тя може да бъде открита. Черните дупки могат да бъдат открити и чрез наблюдение на движението на други обекти около тях. Посоката на тяхната орбита се променя, когато са близо до черна дупка.
Променят ли се размерите на черните дупки?
Да, правят го. Има четири вида черни дупки: малки, звездни, със средна маса и свръхмасивни.
Ако черните дупки привличат други звезди или се сливат с други черни дупки, те стават огромни. Такива гиганти се наричат свръхмасивни черни дупки. Учените твърдят, че има такава свръхмасивна черна дупка в центъра на Млечния път на нашата галактика.
Различават ли се черните дупки по размер?
Да, правят го. Има четири вида черни дупки: микро, звездни, средномасови и свръхмасивни. Ако черните дупки привличат много звезди или се комбинират с други черни дупки, те стават много големи. Те се наричат свръхмасивни черни дупки. Учените казват, че има свръхмасивна черна дупка в центъра на Млечния път, нашата галактика.
Могат ли черните дупки да изчезнат?
Учените смятат, че черните дупки се "изпаряват" много бавно, излъчвайки частици. Но това се случва толкова бавно, че все още не сме успели да го видим.
Могат ли черните дупки да изчезнат?
Една теория твърди, че да, те могат да изчезнат поради радиация. Но това все още не е доказано.
Все още не знаем толкова много за космоса, а учените активно работят за откриване на нови интересни факти. Може би ще станете ученият, който ще отговори на всички въпроси за космоса!
Има много неща, които не знаем за космоса, а учените все още работят върху откриването на нови и интересни неща. Може би вие ще станете учен и ще намерите отговорите на тези въпроси!
Светлината се състои от частици, наречени фотони. Фотоните са специални частици. Както казват учените, фотоните нямат "маса на покой". Тези частици никога не стоят неподвижни. Те се движат през Вселената с най-високата скорост в природата – 300 000 километра в секунда.
Фотоните нямат маса, но имат кинетична енергия – енергията на движението. Фотоните не могат да издържат на силата на гравитацията именно защото имат кинетична енергия.
И ето защо. Алберт Айнщайн открива, че масата може да се преобразува в енергия. Най-очевидният пример за това е водородната бомба, при която малка маса освобождава огромно количество енергия под формата на мощна експлозия. Тъй като масата може да се преобразува в енергия, следователно, енергията, така да се каже, представлява определено количество маса. Представете си, че фотонът е обект, чиято маса се е превърнала в кинетична енергия. Гравитацията на черна дупка привлича фотон по същия начин, по който би привлякла масата, която тази енергия представлява.
Свързани материали:
Най-големите обекти във Вселената
Тъй като масата може да се преобразува в енергия, от това следва, че енергията представлява определено количество маса.
Просто обяснение защо черната дупка е черна
Но има друго, вероятно по-просто, обяснение защо фотоните на светлината не могат да напуснат черната дупка. Теорията на Айнщайн описва гравитацията като кривината на пространството около масата. Колкото по-голяма е концентрацията на маса на всяко място, толкова по-силна е кривината на пространството на това място. Следователно, лъч светлина, който се опитва да напусне черната дупка, просто не може, грубо казано, да се изкачи по твърде стръмна стена от извито пространство.
Интересен факт:светлината на звездите, минаващи покрай слънцето, се отклонява от праволинейния път, защото е привлечена от слънчевата гравитация.
Обектите, по-малко масивни от черните дупки, също имат осезаем гравитационен ефект върху светлината. През 1919 г. английският физик Артър Единингтън доказа правилността на твърдението на Айнщайн, че масивните тела привличат светлина, променяйки траекторията на нейното разпространение. Едингтън знаеше за предстоящото слънчево затъмнение скоро. По време на затъмнение Луната е между Земята и блестящото лице на Слънцето за известно време, като го потъмнява. Когато блясъкът на Слънцето угасне от затъмнение, други звезди стават достъпни за наблюдение.
7 403 Ако сте били будни в класа си по астрономия и сте гледали филма Interstellar, значи знаете нещо или две за черните дупки. Тези междузвездни вакууми имат толкова безумно силно гравитационно привличане, че всичко, което бъде засмукано, няма шанс някога да избяга. Нашето разбиране за черните дупки се е увеличило драстично след Айнщайн през 1915 г., но те остават едни от най-мистериозните и мощни явления в известната вселена. Ето 10 неща, които вероятно не сте знаели за тях.1. Те са напълно невидими
Има причина черните дупки да се наричат черни дупки. Тяхната гравитация е толкова силна, че дори светлината не може да избяга, така че без никакво излъчване на светлина те не могат да бъдат наблюдавани. Но можем да видим някои от ефектите, които тази екстремна гравитация има върху близките обекти.2. В момента вероятно обикаляме около черна дупка.
Нашият астрономически дом се върти около супер голяма черна дупка, която се намира точно в центъра на галактиката. Звездите и горещите газове около черната дупка заедно образуват така нареченото съзвездие "Стрелец А".3. Те се образуват от остатъците от експлодиращи масивни звезди
Когато голяма звезда (и то много пъти по-голяма от нашето слънце) умре, тя избухва бурно в свръхнова. Повърхността се срива и едно доста масивно ядро се срутва в точка с безкрайна плътност. Така се раждат черните дупки.4. Предлагат се в различни размери
Астрономите спекулират, че могат да варират от микрочерни дупки с маса от най-малко 22 микрограма, до свръхмасивни обекти с маси от 40 милиарда (не, това не е печатна грешка) пъти по-големи.5. Черните дупки ядат звезди за закуска
С огромната си гравитация те привличат всички близки обекти, вкл.6. Излъчват мощни струи плазма
Понякога черната дупка се опитва да изяде твърде много наведнъж и произвежда известен откат. Представете си, че се опитвате да напълните малка кофа с вода с мощен противопожарен маркуч. По същия начин черна дупка изстрелва огромни плазмени потоци, наречени релативистични струи, които могат да бъдат с дължина стотици или хиляди светлинни години.7. Те създават квазари, най-ярките обекти във Вселената
Квазарите са най-енергичните и жизнени обекти. Квазарът, известен като S5 0014 + 81, е 300 трилиона пъти по-ярък от слънцето или 25 000 пъти по-ярък от всички звезди в Млечния път, взети заедно. Цялата тази енергия се произвежда от супер голямата черна дупка в центъра на всеки квазар, захранван за клане.8. Черната дупка всъщност не е дупка.
Това е сферата. И поне доколкото знаем, в него няма тунели