Jak pro vědce minulých staletí, tak pro badatele naší doby je největší záhadou vesmíru černá díra. Co je uvnitř tohoto systému, fyziky zcela neznámého? Jaké zákony existují? Jak běží čas v černé díře a proč odtud nemohou uniknout ani kvanta světla? Nyní se samozřejmě pokusíme z hlediska teorie, nikoli praxe, přijít na to, co je uvnitř černé díry, proč v zásadě vznikla a existuje, jak přitahuje objekty, které ji obklopují.
Nejprve si tento objekt popišme.
Takže určitá oblast prostoru ve vesmíru se nazývá černá díra. Není možné ji vyčlenit jako samostatnou hvězdu nebo planetu, protože se nejedná o pevné nebo plynné těleso. Bez základního pochopení toho, co je časoprostor a jak lze tyto dimenze modifikovat, je nemožné pochopit, co je uvnitř černé díry. Jde o to, že tato oblast není jen prostorovou jednotkou. což zkresluje jak tři rozměry, které známe (délka, šířka a výška), tak časovou osu. Vědci jsou přesvědčeni, že v oblasti horizontu (jak se nazývá oblast obklopující díru) čas nabývá prostorové hodnoty a může se pohybovat vpřed i vzad.
Poznejte tajemství gravitace
Pokud chceme pochopit, co je uvnitř černé díry, zvažte podrobně, co je gravitace. Právě tento jev je klíčový pro pochopení podstaty tzv. „červích děr“, ze kterých nelze vybrat ani světlo. Gravitace je interakce mezi všemi tělesy, která mají hmotný základ. Síla takové gravitace závisí na molekulárním složení těles, na koncentraci atomů a také na jejich složení. Čím více částic kolabuje v určité oblasti prostoru, tím větší je gravitační síla. To je nerozlučně spjato s teorií velkého třesku, kdy byl náš vesmír velký jako hrášek. To byl stav maximální singularity a v důsledku vypuknutí světelných kvant se prostor začal rozpínat díky tomu, že se částice od sebe navzájem odpuzovaly. Přesně opačně vědci popisují jako černou díru. Co je uvnitř takové věci v souladu s TBZ? Singularita, která se rovná indexům vlastní našemu vesmíru v době vzniku.
Jak se hmota dostane do červí díry?
Existuje názor, že člověk nikdy nebude schopen pochopit, co se děje uvnitř černé díry. Jakmile tam bude, bude doslova rozdrcen gravitací a gravitací. Ve skutečnosti to není pravda. Ano, skutečně, černá díra je oblast singularity, kde je vše stlačeno na maximum. To ale vůbec není „vesmírný vysavač“, který je schopen vtáhnout všechny planety a hvězdy. Jakýkoli hmotný objekt na horizontu událostí bude pozorovat silné zkreslení prostoru a času (prozatím jsou tyto jednotky samostatné). Euklidovský systém geometrie začne selhávat, jinými slovy se protne, obrysy stereometrických obrazců přestanou být obvyklé. Co se týče času, tak se to bude postupně zpomalovat. Čím blíže se k díře přiblížíte, tím pomaleji se budou hodiny pohybovat vzhledem k pozemskému času, ale vy si toho nevšimnete. Při pádu do „červí díry“ bude tělo padat nulovou rychlostí, ale tato jednotka se bude rovnat nekonečnu. zakřivení, které se rovná nekonečnu nule, což nakonec zastaví čas v oblasti singularity.
Reakce na vyzařované světlo
Jediný objekt ve vesmíru, který přitahuje světlo, je černá díra. Co je uvnitř a v jaké podobě to tam je, není známo, ale věří se, že je to hluboká tma, kterou si nelze představit. Světelná kvanta, která se tam dostala, jen tak nezmizí. Jejich hmotnost je násobena hmotností singularity, což ji ještě zvětšuje a zvětšuje. Pokud tedy rozsvítíte baterku uvnitř červí díry, abyste se rozhlédli, nebude svítit. Vyzařovaná kvanta se budou neustále násobit hmotností díry a hrubě řečeno svou situaci jen zhoršíte.
Černé díry na každém kroku
Jak jsme již zjistili, základem vzdělání je gravitace, jejíž velikost je milionkrát větší než zemská. Přesnou představu o tom, co je černá díra, představil světu Karl Schwarzschild, který ve skutečnosti objevil samotný horizont událostí a bod, odkud není návratu, a také stanovil, že nula ve stavu singularity se rovná. do nekonečna. Podle jeho názoru může černá díra vzniknout kdekoli ve vesmíru. V tomto případě musí určitý hmotný objekt, který má kulový tvar, dosáhnout gravitačního poloměru. Například hmotnost naší planety se musí vejít do objemu jednoho hrášku, aby se stala černou dírou. A Slunce by mělo mít při své hmotnosti průměr 5 kilometrů – pak se jeho stav stane singulárním.
Formační horizont nového světa
Fyzikální a geometrické zákony dokonale fungují na zemi i v otevřeném vesmíru, kde se vesmír blíží vakuu. Ale zcela ztrácejí svou relevanci na horizontu událostí. To je důvod, proč je z matematického hlediska nemožné vypočítat, co je uvnitř černé díry. Obrázky, které můžete vymyslet zakřivením prostoru v souladu s našimi představami o světě, jsou pravděpodobně daleko od pravdy. Pouze se zjistilo, že čas se zde proměňuje v prostorovou jednotku a pravděpodobně se k existujícím dimenzím přidávají další. To umožňuje věřit, že se uvnitř černé díry tvoří úplně jiné světy (fotka, jak víte, to neukáže, protože světlo se tam požírá). Tyto vesmíry mohou být složeny z antihmoty, která je nyní vědcům neznámá. Existují také verze, že sféra, odkud není návratu, je jen portálem, který vede buď do jiného světa, nebo do jiných bodů našeho Vesmíru.
Narození a smrt
Kde víc než existence černé díry je její vznik nebo zánik. Koule, která deformuje časoprostor, jak jsme již zjistili, vzniká v důsledku kolapsu. Může to být výbuch velké hvězdy, srážka dvou a více těles ve vesmíru a podobně. Jak se ale z hmoty, kterou lze teoreticky cítit, stala doména zkreslující čas? Hádanka probíhá. Ale následuje druhá otázka – proč mizí takové sféry, odkud není návratu? A pokud se černé díry vypaří, proč z nich nevychází světlo a veškerá vesmírná hmota, kterou vtáhly? Když se hmota v zóně singularity začne rozpínat, gravitace postupně klesá. V důsledku toho se černá díra jednoduše rozpustí a na jejím místě zůstane obyčejný vakuový prostor. Z toho plyne další záhada – kam se podělo všechno, co se do toho dostalo?
Je gravitace naším klíčem ke šťastné budoucnosti?
Vědci jsou přesvědčeni, že je to černá díra, která může tvořit energetickou budoucnost lidstva. Co je uvnitř tohoto systému je stále neznámé, ale bylo možné zjistit, že na horizontu událostí se jakákoliv hmota přeměňuje na energii, ale samozřejmě částečně. Například člověk, který se ocitne blízko bodu, odkud není návratu, dá 10 procent své hmoty na její přeměnu na energii. Tento indikátor je prostě kolosální, mezi astronomy se stal senzací. Faktem je, že na Zemi při přeměně hmoty na energii jen 0,7 procenta.
V roce 2011 byli astronomové potěšeni, když objevili velký oblak plynu řítící se směrem k supermasivní černé díře ve středu Mléčné dráhy. Ale začátkem tohoto roku astronomové také objevili, že v blízkosti absorpční oblasti, která je v oblasti vyzařující rádiové záření zvané Sagittarius A, se kolem gravitačního obra prohnal oblak plynu.
Vše nasvědčovalo tomu, že kosmický mrak zvaný „G2“ měl být pohlcen černou dírou, která by při interakci plynu s jeho akrečním diskem vytvořila jasné záblesky. Nyní, díky výzkumu astronomů z Kalifornské univerzity v Los Angeles (UCLA), máme odpověď na to, proč nebyly žádné galaktické ohňostroje.
V červenci to vypadalo trochu zvláštně, protože G2 neudělala nic, aby udělala to, co se předpovídalo. V této době frustrovaní astronomové studující data pomocí Very Large Telescope of Europe, umístěného na jižní observatoři v Chile, sledovali, jak jsou výtrysky plynu nasávány do černé díry, což vytváří jemný efekt na horizontu událostí Sagittarius A. Místo toho, aby dosáhl černá díra ve formě shluků, které měly být vtaženy do horizontu událostí a generovat silné vzplanutí, se proudy materiálu hladce přiblížily k černé díře, aniž by způsobily nějaké významné záření.
Nedávná pozorování ukázala, že G2 skutečně přežila, pokračovala ve své cestě na své oběžné dráze a zůstala nedotčená i po blízkém gravitačním setkání.
"G2 přežila a pokračovala ve své orbitální cestě. Jen oblak plynu by nic takového neudělal," řekl Geza. "G2 byla v podstatě nedotčena černou dírou. Nebyly tam žádné ohňostroje."
Geza hádal, proč G2 přežil, definoval mystický objekt jako obklopený skořápkou plynu a prachu, které drží pohromadě gravitace hvězdy. Tohle ale není obyčejná hvězda.
Naše galaxie je plná binárních hvězdných systémů. Ve skutečnosti je vzácný v tom smyslu, že nemá hvězdného partnera uzamčeného v gravitačním objetí. Slunce je samotář. Většina ostatních hvězd však není tak asociální. Binární hvězdné systémy jsou systémy, ve kterých hvězdy obíhají kolem společného těžiště. Je také možné mít tři a více hvězdiček.
Ale v extrémních podmínkách obklopujících supermasivní černou díru hrozí dvojhvězdám destabilizace, když projdou příliš blízko horizontu událostí černé díry, což vede k binárnímu sloučení.
Pomocí výkonného 10metrového optického / infračerveného dalekohledu umístěného na observatoři Keck na Mauna Kea na Havaji byli vědci schopni studovat G2 podrobněji a věří, že tato hvězda prochází obdobím binární fúze. Dvojité teleskopy Keck používají adaptivní optiku ke korekci atmosférických turbulencí a odhalují astronomům brutální dynamické procesy probíhající ve středu naší galaxie.
"To se může stát častěji, než si myslíme. Hvězdy ve středu galaxie jsou hmotnější a většinou binární," řekl Geza. "Je možné, že mnoho hvězd, které pozorujeme, by mohlo být konečným produktem sloučení hvězd."
Vesmír je plný mnoha záhad. Černá díra je jedním z nejúžasnějších kosmických jevů. Navzdory tomu, že je stále málo prozkoumána, vědci objevili řadu zajímavých faktů o černých dírách.
Vesmír skrývá mnoho záhad. Jednou z nejvíce fascinujících z nich jsou černé díry. Přestože o černých dírách stále existuje mnoho nezodpovězených otázek, vědci o nich zjistili mnoho zajímavého.
Proč jsou černé díry černé?
Černé díry neodrážejí světlo a barva je zase výsledkem odrazu světla. Tento jev je přirozený, proto vnímáme různé předměty v červené, modré nebo zelené barvě.
Proč se černé díry zdají černé?
Barva je efekt odrazu světla - přírodní jev. To je důvod, proč některé věci vnímáme jako červené, některé jako modré a jiné jako zelené. Černé díry neodrážejí světlo.
Proč jsou černé díry?
Gravitace nám pomáhá chodit po Zemi, zatímco na Měsíci je 6x slabší. To je důvod, proč vidíme astronauty vznášet se ve vzduchu. Černé díry mají velmi silnou gravitaci; tak silné, že předměty mohou zmizet, pokud jimi zasáhnete.
Proč jsou to díry?
Na Zemi nám gravitace pomáhá zůstat při zemi. Na Měsíci je například velmi nízká gravitace. To znamená, že astronauti mohou skákat velmi vysoko na Měsíci. Černé díry mají velmi silnou gravitaci - tak silnou, že žádný objekt nemůže uniknout, když je do ní nasát.
Jak se objevily černé díry?
Ve skutečnosti jsou černé díry vyhaslé hvězdy. Černými dírami se však stávají pouze ty hvězdy, jejichž hmotnost po výbuchu převyšuje hmotnost Slunce. Nebojte se: Slunce, hvězda ve středu naší sluneční soustavy, se nezmění v černou díru.
Jak vznikají černé díry?
Jedním ze způsobů vzniku černých děr je gravitační kolaps. Když hvězdám dojde palivo, zemřou a zhroutí se samy do sebe. Pokud mají tyto hvězdy velmi velkou hmotnost, tvoří černé díry.
Existuje způsob, jak spatřit černou díru?
Černé díry je velmi obtížné pozorovat, protože neodrážejí světlo. Vědcům se však podařilo najít několik řešení tohoto problému: černá díra je vidět, když do ní spadnou částice, v tuto chvíli se uvolňuje velké množství energie; lze ji také detekovat pohybem objektů kolem černé díry, protože se budou měnit oběžné dráhy objektů.
Existuje nějaký způsob, jak spatřit černou díru?
Protože neodrážejí světlo, je velmi obtížné černé díry pozorovat. Vědci ale našli řešení. Černé díry lze zaznamenat, když do nich spadnou částice. Protože se při tom vytvoří velké množství energie, lze to detekovat. Černé díry lze také objevit pozorováním pohybu jiných objektů kolem nich. Směr jejich oběžné dráhy se mění, když jsou blízko černé díry.
Mění se černé díry ve velikosti?
Ano, oni dělají. Existují čtyři typy černých děr: malé, hvězdné, středně hmotné a supermasivní.
Pokud černé díry přitahují jiné hvězdy nebo se spojují s jinými černými dírami, stávají se obrovskými. Takovým obři se říká supermasivní černé díry. Vědci říkají, že ve středu naší Galaxie je Mléčná dráha taková supermasivní černá díra.
Liší se černé díry velikostí?
Ano, oni dělají. Existují čtyři typy černých děr: mikro, hvězdné, středně hmotné a supermasivní. Pokud černé díry přitahují mnoho hvězd nebo se spojují s jinými černými dírami, stávají se velmi velkými. Říká se jim supermasivní černé díry. Vědci tvrdí, že ve středu naší galaxie je supermasivní černá díra.
Mohou černé díry zmizet?
Vědci se domnívají, že černé díry se „vypařují“ velmi pomalu a emitují částice. To se ale děje tak pomalu, že to ještě nebylo možné vidět.
Mohou černé díry zmizet?
Teorie tvrdí, že ano, mohou zmizet kvůli radiaci. To se ale zatím neprokázalo.
O vesmíru toho stále tolik nevíme a vědci aktivně pracují na objevování nových zajímavých faktů. Možná se stanete vědcem, který odpoví na všechny otázky o vesmíru!
Je mnoho věcí, které o vesmíru nevíme, a vědci stále pracují na objevování nových a zajímavých věcí. Možná se stanete vědcem a budete tím, kdo na tyto otázky najde odpovědi!
Světlo se skládá z částic zvaných fotony. Fotony jsou speciální částice. Jak říkají vědci, fotony nemají žádnou „klidovou hmotu“. Tyto částice nikdy nezůstanou stát. Pohybují se vesmírem nejvyšší rychlostí v přírodě - 300 000 kilometrů za sekundu.
Fotony nemají žádnou hmotnost, ale mají kinetickou energii – energii pohybu. Fotony nemohou odolat gravitační síle právě proto, že mají kinetickou energii.
A právě proto. Albert Einstein objevil, že hmotu lze přeměnit na energii. Nejviditelnějším příkladem toho je vodíková bomba, ve které malá hmota uvolňuje obrovské množství energie ve formě silné exploze. Protože hmota může být přeměněna na energii, energie jakoby představuje určité množství hmoty. Představte si, že foton je objekt, jehož celá hmota byla přeměněna na kinetickou energii. Gravitace černé díry přitahuje foton stejným způsobem, jakým by přitahovala hmotu, kterou tato energie představuje.
Související materiály:
Největší objekty ve vesmíru
Protože hmotu lze přeměnit na energii, vyplývá z toho, že energie představuje určité množství hmoty.
Jednoduché vysvětlení, proč je černá díra černá
Existuje však další, možná jednodušší vysvětlení, proč fotony světla nemohou opustit černou díru. Einsteinova teorie popisuje gravitaci jako zakřivení prostoru kolem hmoty. Čím větší je koncentrace hmoty v kterémkoli místě, tím silnější je zakřivení prostoru v tomto místě. Proto paprsek světla, který se pokouší opustit černou díru, prostě nemůže, zhruba řečeno, vyšplhat po příliš strmé stěně zakřiveného prostoru.
Zajímavý fakt: světlo hvězd procházejících kolem Slunce se odchyluje od přímočaré dráhy, protože je přitahováno gravitací Slunce.
Objekty méně hmotné než černé díry mají také hmatatelný gravitační účinek na světlo. V roce 1919 anglický fyzik Arthur Eddington prokázal správnost Einsteinova tvrzení, že masivní tělesa přitahují světlo a mění tak trajektorii jeho šíření. Eddington věděl o nadcházejícím zatmění Slunce brzy. Během zatmění je Měsíc na chvíli mezi Zemí a zářící tváří Slunce a zatemňuje ji. Když jas Slunce uhasne zatměním, zpřístupní se pro pozorování další hvězdy.
7 403 Pokud jste byli vzhůru na hodinách astronomie a sledovali jste film Interstellar, pak víte něco o černých dírách. Tato mezihvězdná vakua mají tak šíleně silnou gravitační sílu, že cokoli, co se nasaje, nemá šanci uniknout. Naše chápání černých děr se od Einsteina v roce 1915 dramaticky zvýšilo, ale zůstávají některými z nejzáhadnějších a nejmocnějších jevů ve známém vesmíru. Zde je 10 věcí, které jste o nich pravděpodobně nevěděli.1. Jsou zcela neviditelné
Existuje důvod, proč se černé díry nazývají černé díry. Jejich gravitace je tak silná, že ani světlo nemůže uniknout, takže bez jakékoli emise světla je nelze pozorovat. Ale můžeme vidět některé účinky této extrémní gravitace na blízké objekty.2. Právě teď pravděpodobně obíháme černou díru.
Náš astronomický domov se točí kolem super velké černé díry, která se nachází přímo ve středu galaxie. Hvězdy a horké plyny kolem černé díry dohromady tvoří takzvané souhvězdí „Střelec A“.3. Vznikají ze zbytků explodujících hmotných hvězd
Když velká hvězda (a velkými prostředky mnohonásobně větší než naše Slunce) zemře, prudce exploduje v supernovu. Povrch se zhroutí a poměrně masivní jádro se zhroutí do bodu nekonečné hustoty. Tak se rodí černé díry.4. Jsou v různých velikostech
Astronomové spekulují, že by se mohly pohybovat od mikročerných děr s hmotností nejméně 22 mikrogramů až po supermasivní objekty s hmotností 40 miliard (ne, to není překlep) krát větší.5. Černé díry jedí hvězdy k snídani
Svou obrovskou gravitací přitahují všechny blízké objekty, včetně.6. Vydávají silné proudy plazmatu
Někdy se černá díra snaží sníst příliš mnoho najednou a vytváří určitý zpětný ráz. Představte si, že se snažíte naplnit malý kbelík vodou pomocí silné požární hadice. Stejně tak černá díra vystřeluje obrovské proudy plazmatu zvané relativistické výtrysky, které mohou být dlouhé stovky nebo tisíce světelných let.7. Vytvářejí kvasary, nejjasnější objekty ve vesmíru
Kvazary jsou nejenergičtější a nejživější objekty. Kvazar známý jako S5 0014 + 81 je 300 bilionůkrát jasnější než Slunce nebo 25 000krát jasnější než všechny hvězdy v Mléčné dráze dohromady. Veškerá tato energie je produkována supervelkou černou dírou ve středu každého Quasaru, který je krmen na porážku.8. Černá díra ve skutečnosti není díra
Toto je koule. A alespoň pokud víme, nemá žádné tunely