როგორც გასული საუკუნეების მეცნიერებისთვის, ასევე ჩვენი დროის მკვლევრებისთვის, სივრცის უდიდესი საიდუმლო შავი ხვრელია. რა არის ამ სისტემის შიგნით, ფიზიკისთვის სრულიად უცნობი? რა კანონები არსებობს? როგორ გადის დრო შავ ხვრელში და რატომ არ შეიძლება იქიდან სინათლის კვანტაც გაქცევა? ახლა ჩვენ შევეცდებით, რა თქმა უნდა, თეორიის და არა პრაქტიკის თვალსაზრისით, გავარკვიოთ, რა არის შავი ხვრელის შიგნით, რატომ ჩამოყალიბდა და არსებობს ის, პრინციპში, როგორ იზიდავს ის ობიექტებს, რომლებიც აკრავს მას.
პირველ რიგში, მოდით აღვწეროთ ეს ობიექტი.
ასე რომ, სამყაროში სივრცის გარკვეულ არეალს შავი ხვრელი ეწოდება. შეუძლებელია მისი ცალკეული ვარსკვლავის ან პლანეტის გამოყოფა, რადგან ის არ არის მყარი ან აირისებრი სხეული. იმის გარეშე, თუ რა არის სივრცე-დრო და როგორ შეიძლება შეიცვალოს ეს ზომები, შეუძლებელია იმის გაგება, თუ რა არის შავი ხვრელის შიგნით. საქმე იმაშია, რომ ეს ტერიტორია არ არის მხოლოდ სივრცითი ერთეული. რაც ამახინჯებს ჩვენთვის ნაცნობ სამ განზომილებას (სიგრძე, სიგანე და სიმაღლე) და ვადებს. მეცნიერები დარწმუნებულნი არიან, რომ ჰორიზონტის რეგიონში (როგორც ხვრელის მიმდებარე ტერიტორიას უწოდებენ) დრო იძენს სივრცულ მნიშვნელობას და შეუძლია გადაადგილება როგორც წინ, ასევე უკან.
შეიტყვეთ გრავიტაციის საიდუმლოებები
თუ გვინდა გავიგოთ რა არის შავი ხვრელის შიგნით, დეტალურად განვიხილოთ რა არის გრავიტაცია. სწორედ ეს ფენომენია საკვანძო ეგრეთ წოდებული „ჭიის ხვრელების“ ბუნების გასაგებად, საიდანაც სინათლის არჩევაც კი შეუძლებელია. გრავიტაცია არის ურთიერთქმედება ყველა სხეულს შორის, რომელსაც აქვს მატერიალური საფუძველი. ასეთი მიზიდულობის ძალა დამოკიდებულია სხეულების მოლეკულურ შემადგენლობაზე, ატომების კონცენტრაციაზე, აგრეთვე მათ შემადგენლობაზე. რაც უფრო მეტი ნაწილაკი იშლება სივრცის გარკვეულ არეალში, მით მეტია გრავიტაციული ძალა. ეს განუყოფლად არის დაკავშირებული დიდი აფეთქების თეორიასთან, როდესაც ჩვენი სამყარო ბარდის ზომის იყო. ეს იყო მაქსიმალური სინგულარობის მდგომარეობა და სინათლის კვანტების აფეთქების შედეგად სივრცემ დაიწყო გაფართოება იმის გამო, რომ ნაწილაკები ერთმანეთისგან მოიგერიეს. ზუსტად საპირისპიროს აღწერენ მეცნიერები, როგორც შავი ხვრელი. რა არის შიგნით ასეთი რამ TBZ-ის შესაბამისად? სინგულარობა, რომელიც უდრის ჩვენს სამყაროში არსებულ ინდექსებს მისი წარმოშობის დროს.
როგორ ხვდება მატერია ჭიის ხვრელში?
ითვლება, რომ ადამიანი ვერასოდეს გაიგებს რა ხდება შავი ხვრელის შიგნით. მას შემდეგ, რაც იქ, მას ფაქტიურად გაანადგურებს გრავიტაცია და გრავიტაცია. სინამდვილეში ეს სიმართლეს არ შეესაბამება. დიახ, მართლაც, შავი ხვრელი არის სინგულარულობის რეგიონი, სადაც ყველაფერი მაქსიმალურად არის შეკუმშული. მაგრამ ეს სულაც არ არის "კოსმოსური მტვერსასრუტი", რომელსაც შეუძლია ყველა პლანეტისა და ვარსკვლავის შეწოვა. მოვლენათა ჰორიზონტზე ნებისმიერი მატერიალური ობიექტი დააკვირდება სივრცისა და დროის ძლიერ დამახინჯებას (ამჟამად ეს ერთეულები ცალკეა). ევკლიდური გეომეტრიის სისტემა დაიწყებს გაუმართაობას, სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, გადაიკვეთება, სტერეომეტრიული ფიგურების მონახაზი შეწყვეტს ჩვეულ ყოფას. რაც შეეხება დროს, ის თანდათან შენელდება. რაც უფრო უახლოვდებით ხვრელს, მით უფრო ნელა მოძრაობს საათი დედამიწის დროთან შედარებით, მაგრამ თქვენ ამას ვერ შეამჩნევთ. „ჭიის ხვრელში“ ჩავარდნისას სხეული ნულოვანი სიჩქარით დაეცემა, მაგრამ ეს ერთეული უსასრულობის ტოლი იქნება. გამრუდება, რომელიც უტოლდება უსასრულობას ნულს, რაც საბოლოოდ აჩერებს დროს სინგულარობის რეგიონში.
გამოსხივებულ შუქზე რეაგირება
სივრცეში ერთადერთი ობიექტი, რომელიც იზიდავს სინათლეს, არის შავი ხვრელი. რა არის მის შიგნით და რა ფორმით არის ის უცნობია, მაგრამ ითვლება, რომ ეს არის სიბნელე, რომლის წარმოდგენა შეუძლებელია. სინათლის კვანტები, იქ მოხვედრა, უბრალოდ არ ქრება. მათი მასა მრავლდება სინგულარობის მასაზე, რაც მას კიდევ უფრო დიდს ხდის და ადიდებს.ამგვარად, თუ "ჭიის ხვრელის" შიგნით ფანარი აანთებთ, რომ მიმოიხედოთ, ის არ ანათებს. გამოსხივებული კვანტები გამუდმებით გამრავლდება ხვრელის მასაზე და, უხეშად რომ ვთქვათ, თქვენ მხოლოდ დაამძიმებთ თქვენს მდგომარეობას.
შავი ხვრელები ყოველ ნაბიჯზე
როგორც უკვე გავარკვიეთ, განათლების საფუძველია გრავიტაცია, რომლის სიდიდე მილიონჯერ აღემატება დედამიწას. ზუსტი იდეა იმის შესახებ, თუ რა არის შავი ხვრელი, წარუდგინა მსოფლიოს კარლ შვარცშილდმა, რომელმაც, ფაქტობრივად, აღმოაჩინა მოვლენის ჰორიზონტი და უკუქცევის წერტილი და ასევე დაადგინა, რომ ნული სინგულარულობის მდგომარეობაში ტოლია. უსასრულობამდე. მისი აზრით, შავი ხვრელი შეიძლება წარმოიქმნას კოსმოსში ნებისმიერ ადგილას. ამ შემთხვევაში, გარკვეული მატერიალური ობიექტი, რომელსაც აქვს სფერული ფორმა, უნდა მიაღწიოს გრავიტაციულ რადიუსს. მაგალითად, ჩვენი პლანეტის მასა უნდა შეესაბამებოდეს ერთი ბარდის მოცულობას, რომ გახდეს შავი ხვრელი. მზეს კი მისი მასით 5 კილომეტრის დიამეტრი უნდა ჰქონდეს - მაშინ მისი მდგომარეობა სინგულარული გახდება.
ახალი სამყაროს ფორმირების ჰორიზონტი
ფიზიკისა და გეომეტრიის კანონები შესანიშნავად მუშაობს დედამიწაზე და ღია სივრცეში, სადაც სივრცე ვაკუუმთან ახლოსაა. მაგრამ ისინი სრულიად კარგავენ შესაბამისობას მოვლენის ჰორიზონტზე. სწორედ ამიტომ, მათემატიკური თვალსაზრისით, შეუძლებელია გამოვთვალოთ რა არის შავი ხვრელის შიგნით. ნახატები, რომლებიც შეგიძლიათ მოიპოვოთ, თუ სამყაროს შესახებ ჩვენი იდეების შესაბამისად ახვევთ სივრცეს, ალბათ შორს არის სიმართლისგან. მხოლოდ დადგინდა, რომ აქ დრო იქცევა სივრცულ ერთეულად და, სავარაუდოდ, კიდევ რამდენიმე ემატება არსებულ განზომილებებს. ეს შესაძლებელს ხდის დავიჯეროთ, რომ შავი ხვრელის შიგნით სრულიად განსხვავებული სამყაროები იქმნება (ფოტო, როგორც მოგეხსენებათ, ამას არ აჩვენებს, რადგან სინათლე იქ თავს ჭამს). ეს სამყაროები შესაძლოა შედგებოდეს ანტიმატერიისგან, რომელიც ახლა მეცნიერებისთვის უცნობია. ასევე არსებობს ვერსიები, რომ უკუქცევის სფერო არის მხოლოდ პორტალი, რომელიც მიდის ან სხვა სამყაროში ან ჩვენი სამყაროს სხვა წერტილებში.
დაბადება და სიკვდილი
სადაც შავი ხვრელის არსებობაზე მეტია მისი წარმოშობა ან გაქრობა. სფერო, რომელიც ამახინჯებს სივრცე-დროს, როგორც უკვე გავარკვიეთ, კოლაფსის შედეგად წარმოიქმნება. ეს შეიძლება იყოს დიდი ვარსკვლავის აფეთქება, სივრცეში ორი ან მეტი სხეულის შეჯახება და ა.შ. მაგრამ როგორ გახდა მატერია, რომელიც თეორიულად შეიგრძნობოდა, დროის დამახინჯების სფეროდ იქცა? თავსატეხი მუშაობს. მაგრამ ამას მოჰყვება მეორე კითხვა - რატომ ქრება ასეთი უკუქცევის სფეროები? და თუ შავი ხვრელები აორთქლდება, მაშინ რატომ არ გამოდის მათგან ეს სინათლე და მთელი კოსმოსური მატერია, რომელიც მათ შემოიტანეს? როდესაც მატერია სინგულარობის ზონაში იწყებს გაფართოებას, გრავიტაცია თანდათან მცირდება. შედეგად, შავი ხვრელი უბრალოდ იშლება და მის ადგილას ჩვეულებრივი ვაკუუმური სივრცე რჩება. აქედან გამომდინარეობს კიდევ ერთი საიდუმლო - სად წავიდა ყველაფერი, რაც მასში შევიდა?
არის თუ არა გრავიტაცია ბედნიერი მომავლის გასაღები?
მკვლევარები დარწმუნებულნი არიან, რომ ეს არის შავი ხვრელი, რომელსაც შეუძლია შექმნას კაცობრიობის ენერგეტიკული მომავალი. რა არის ამ სისტემის შიგნით, ჯერჯერობით უცნობია, მაგრამ შესაძლებელი გახდა იმის დადგენა, რომ მოვლენათა ჰორიზონტზე ნებისმიერი მატერია გარდაიქმნება ენერგიად, მაგრამ, რა თქმა უნდა, ნაწილობრივ. მაგალითად, ადამიანი, რომელიც აღმოჩნდება უშედეგო წერტილთან ახლოს, დაუთმობს მატერიის 10 პროცენტს ენერგიად გადაქცევისთვის. ეს მაჩვენებელი უბრალოდ კოლოსალურია, ის გახდა სენსაცია ასტრონომებში. ფაქტია, რომ დედამიწაზე პროცესის დროს მატერია ენერგიად გარდაიქმნება მხოლოდ 0,7 პროცენტით.
2011 წელს ასტრონომებმა სიამოვნებით აღმოაჩინეს გაზის დიდი ღრუბელი, რომელიც ირმის ნახტომის ცენტრში მდებარე სუპერმასიური შავი ხვრელისკენ მიედინება. მაგრამ ამ წლის დასაწყისში, ასტრონომებმა ასევე აღმოაჩინეს, რომ შთანთქმის რეგიონის მახლობლად, რომელიც მდებარეობს რადიომაუწყებლობის რეგიონში, სახელწოდებით Sagittarius A, გაზის ღრუბელმა გადაუარა გრავიტაციულ გიგანტს.
არსებობდა ყველა ნიშანი იმისა, რომ კოსმოსური ღრუბელი სახელად "G2" შავმა ხვრელმა შთანთქა და შექმნა ნათელი აფეთქებები, როდესაც გაზი ურთიერთქმედებს მის აკრეციულ დისკთან. ახლა, ლოს-ანჯელესში, კალიფორნიის უნივერსიტეტის (UCLA) ასტრონომების კვლევის წყალობით, ჩვენ გვაქვს პასუხი იმაზე, თუ რატომ არ იყო გალაქტიკური ფეიერვერკი.
ივლისში ცოტა უცნაურად გამოიყურებოდა, რადგან G2-მ არაფერი გააკეთა იმის გასაკეთებლად, რაც იწინასწარმეტყველეს. ამ დროს, იმედგაცრუებული ასტრონომები, რომლებიც სწავლობდნენ მონაცემებს ევროპის ძალიან დიდი ტელესკოპით, რომელიც მდებარეობს ჩილეს სამხრეთ ობსერვატორიაში, უყურებდნენ, როგორ იწოვება გაზის ნაკადები შავ ხვრელში, რაც ქმნის დახვეწილ ეფექტს მშვილდოსანი A-ის მოვლენათა ჰორიზონტზე. მიღწევის ნაცვლად. შავი ხვრელი გროვის სახით, რომლებიც უნდა იყოს ჩათრეული მოვლენის ჰორიზონტში და წარმოქმნის მძლავრ აფეთქებებს, მასალის ნაკადები შეუფერხებლად მიუახლოვდა შავ ხვრელს რაიმე მნიშვნელოვანი გამოსხივების გარეშე.
ბოლოდროინდელმა დაკვირვებებმა აჩვენა, რომ G2 რეალურად გადარჩა, განაგრძო მოგზაურობა თავის ორბიტაზე და ხელუხლებელი დარჩა გრავიტაციული ახლო შეტაკების შემდეგ.
"G2 გადარჩა და განაგრძო ორბიტალური მოგზაურობა. უბრალოდ გაზის ღრუბელი ასეთ რამეს ვერ გააკეთებდა", - თქვა გეზამ. "G2 არსებითად არ დაზარალდა შავი ხვრელისგან. არ ყოფილა ფეიერვერკი."
იმის გამოცნობით, თუ რატომ გადარჩა G2, გეზამ განსაზღვრა მისტიური ობიექტი, როგორც გარშემორტყმული გაზისა და მტვრის გარსით, რომელიც ერთმანეთთან არის დაკავშირებული ვარსკვლავის გრავიტაციით. მაგრამ ეს არ არის ჩვეულებრივი ვარსკვლავი.
ჩვენი გალაქტიკა სავსეა ორობითი ვარსკვლავური სისტემებით. სინამდვილეში, ეს იშვიათია იმ გაგებით, რომ მას არ ჰყავს გრავიტაციულ გარსში ჩაკეტილი ვარსკვლავური პარტნიორი. მზე მარტოხელაა. თუმცა, სხვა ვარსკვლავების უმეტესობა არც თუ ისე ანტისოციალურია. ორობითი ვარსკვლავური სისტემები არის სისტემები, რომლებშიც ვარსკვლავები ბრუნავენ საერთო სიმძიმის ცენტრის გარშემო. ასევე შესაძლებელია სამი ან მეტი ვარსკვლავი.
მაგრამ სუპერმასიური შავი ხვრელის გარშემო არსებულ ექსტრემალურ პირობებში, ორობითი ვარსკვლავები დესტაბილიზაციის რისკის ქვეშ არიან, როდესაც ისინი ძალიან ახლოს მიდიან შავი ხვრელის მოვლენათა ჰორიზონტთან, რაც გამოიწვევს ორობით შერწყმას.
მძლავრი 10 მეტრიანი ოპტიკური/ინფრაწითელი ტელესკოპის გამოყენებით, რომელიც მდებარეობს კეკის ობსერვატორიაში, მაუნა კეაში, ჰავაი, მკვლევარებმა შეძლეს უფრო დეტალურად შეესწავლათ G2 და დაადასტურეს, რომ ეს ვარსკვლავი გადის ორობითი შერწყმის პერიოდს. Keck Twin Telescopes იყენებს ადაპტირებულ ოპტიკას ატმოსფერული ტურბულენტობის გამოსასწორებლად, რაც ასტრონომებს უჩვენებს ჩვენი გალაქტიკის ცენტრში მიმდინარე სასტიკ დინამიურ პროცესებს.
"ეს შეიძლება მოხდეს იმაზე ხშირად, ვიდრე ჩვენ გვგონია. ვარსკვლავები გალაქტიკის ცენტრში უფრო მასიური და ძირითადად ორობითია", - თქვა გეზამ. "შესაძლებელია, რომ ბევრი ვარსკვლავი, რომელსაც ჩვენ ვაკვირდებით, იყოს ვარსკვლავური შერწყმის საბოლოო პროდუქტი."
სივრცე სავსეა მრავალი საიდუმლოებით. შავი ხვრელი ერთ-ერთი ყველაზე საოცარი კოსმოსური ფენომენია. მიუხედავად იმისა, რომ ის ჯერ კიდევ ცოტაა შესწავლილი, მეცნიერებმა აღმოაჩინეს არაერთი საინტერესო ფაქტი შავი ხვრელების შესახებ.
სივრცე ბევრ საიდუმლოს ინახავს. მათგან ერთ-ერთი ყველაზე მომხიბვლელია შავი ხვრელები. მიუხედავად იმისა, რომ შავი ხვრელების შესახებ ჯერ კიდევ ბევრი პასუხგაუცემელი კითხვაა, მეცნიერებმა მათ შესახებ ბევრი საინტერესო რამ აღმოაჩინეს.
რატომ არის შავი ხვრელები შავი?
შავი ხვრელები არ ირეკლავენ სინათლეს და ფერი, თავის მხრივ, სინათლის არეკვლის შედეგია. ეს ფენომენი ბუნებრივია, ამიტომ სხვადასხვა საგანს აღვიქვამთ წითელ, ლურჯ ან მწვანე ფერებში.
რატომ ჩნდება შავი ხვრელები შავი?
ფერი არის სინათლის ასახვის ეფექტი - ბუნებრივი მოვლენა. სწორედ ამიტომ აღვიქვამთ ზოგიერთ ნივთს წითლად, ზოგს ლურჯად და ზოგს მწვანედ. შავი ხვრელები არ ირეკლავენ სინათლეს.
რატომ არის შავი ხვრელები ხვრელები?
გრავიტაცია დედამიწაზე სიარული გვეხმარება, მთვარეზე კი 6-ჯერ სუსტია. სწორედ ამიტომ ვხედავთ ასტრონავტებს, რომლებიც ჰაერში ტრიალებენ. შავ ხვრელებს აქვთ ძალიან ძლიერი გრავიტაცია; იმდენად ძლიერი, რომ ობიექტები შეიძლება გაქრეს, თუ მათ მოხვდება.
რატომ არიან ხვრელები?
დედამიწაზე გრავიტაცია გვეხმარება მიწაზე დარჩენაში. მთვარეზე, მაგალითად, ძალიან დაბალი გრავიტაციაა. ანუ ასტრონავტებს შეუძლიათ მთვარეზე ძალიან მაღლა ხტომა. შავ ხვრელებს აქვთ ძალიან ძლიერი გრავიტაცია - იმდენად ძლიერი, რომ ვერც ერთი ობიექტი ვერ გაექცევა მასში შეწოვას.
როგორ გაჩნდა შავი ხვრელები?
სინამდვილეში, შავი ხვრელები გადაშენებული ვარსკვლავები არიან. თუმცა, მხოლოდ ის ვარსკვლავები ხდებიან შავი ხვრელები, რომელთა მასა აფეთქების შემდეგ აღემატება მზის მასას. არ ინერვიულოთ: მზე, ვარსკვლავი ჩვენი მზის სისტემის ცენტრში, არ გადაიქცევა შავ ხვრელად.
როგორ ჩნდება შავი ხვრელები?
შავი ხვრელების წარმოქმნის ერთ-ერთი გზა არის გრავიტაციული კოლაფსი. როდესაც ვარსკვლავებს საწვავი ამოიწურება, ისინი იღუპებიან და საკუთარ თავში იშლება. თუ ამ ვარსკვლავებს ძალიან დიდი მასა აქვთ, ისინი ქმნიან შავ ხვრელებს.
არის გზა შავი ხვრელის დანახვის?
შავი ხვრელების დაკვირვება ძალიან რთულია, რადგან ისინი არ ირეკლავენ სინათლეს. თუმცა მეცნიერებმა მოახერხეს ამ პრობლემის რამდენიმე გადაწყვეტის მოძებნა: შავი ხვრელის შემჩნევა შესაძლებელია მასში ნაწილაკების ჩავარდნისას, ამ მომენტში გამოიყოფა დიდი ენერგია; მისი აღმოჩენა ასევე შესაძლებელია შავი ხვრელის გარშემო ობიექტების მოძრაობით, რადგან შეიცვლება ობიექტების ორბიტები.
არის რაიმე გზა შავი ხვრელის დასანახად?
იმის გამო, რომ ისინი არ ირეკლავენ სინათლეს, შავი ხვრელების დაკვირვება ძალიან რთულია. მაგრამ მეცნიერებმა იპოვეს გამოსავალი. შავი ხვრელების შემჩნევა შესაძლებელია მათში ნაწილაკების მოხვედრისას. იმის გამო, რომ როდესაც ეს ხდება, ბევრი ენერგია იქმნება, მისი აღმოჩენა შესაძლებელია. შავი ხვრელების აღმოჩენა ასევე შესაძლებელია მათ გარშემო სხვა ობიექტების მოძრაობაზე დაკვირვებით. მათი ორბიტის მიმართულება იცვლება, როდესაც ისინი შავ ხვრელთან არიან.
იცვლება თუ არა შავი ხვრელები ზომაში?
Დიახ, ისინი აკეთებენ. არსებობს ოთხი ტიპის შავი ხვრელები: პატარა, ვარსკვლავური, შუალედური მასა და სუპერმასიური.
თუ შავი ხვრელები იზიდავს სხვა ვარსკვლავებს ან შერწყმულია სხვა შავ ხვრელებთან, ისინი გახდებიან უზარმაზარი. ასეთ გიგანტებს სუპერმასიურ შავ ხვრელებს უწოდებენ. მეცნიერები ამტკიცებენ, რომ ჩვენი გალაქტიკის ირმის ნახტომის ცენტრში არის ასეთი სუპერმასიური შავი ხვრელი.
განსხვავდებიან თუ არა შავი ხვრელები ზომით?
Დიახ, ისინი აკეთებენ. არსებობს ოთხი ტიპის შავი ხვრელები: მიკრო, ვარსკვლავური, შუალედური მასა და სუპერმასიური. თუ შავი ხვრელები იზიდავს ბევრ ვარსკვლავს ან გაერთიანდება სხვა შავ ხვრელებთან, ისინი ძალიან დიდი ხდებიან. მათ სუპერმასიურ შავ ხვრელებს უწოდებენ. მეცნიერები ამბობენ, რომ ირმის ნახტომის, ჩვენი გალაქტიკის ცენტრში არის სუპერმასიური შავი ხვრელი.
შეიძლება შავი ხვრელები გაქრეს?
მეცნიერები თვლიან, რომ შავი ხვრელები ძალიან ნელა „აორთქლდებიან“ და ასხივებენ ნაწილაკებს. მაგრამ ეს ისე ნელა ხდება, რომ ჯერ ვერ დავინახეთ.
შეიძლება შავი ხვრელები გაქრეს?
თეორია ირწმუნება, რომ დიახ, ისინი შეიძლება გაქრეს რადიაციის გამო. მაგრამ ეს ჯერ არ არის დადასტურებული.
ჩვენ ჯერ კიდევ არ ვიცით ამდენი კოსმოსის შესახებ და მეცნიერები აქტიურად მუშაობენ ახალი საინტერესო ფაქტების აღმოჩენაზე. ალბათ თქვენ გახდებით მეცნიერი, რომელიც უპასუხებს ყველა კითხვას კოსმოსის შესახებ!
ბევრი რამ არ ვიცით კოსმოსის შესახებ და მეცნიერები ჯერ კიდევ მუშაობენ ახალი და საინტერესო ნივთების აღმოჩენაზე. იქნებ შენ გახდე მეცნიერი და ამ კითხვებზე პასუხს იპოვი!
სინათლე შედგება ნაწილაკებისგან, რომლებსაც ფოტონები ეწოდება. ფოტონები განსაკუთრებული ნაწილაკებია. როგორც მეცნიერები ამბობენ, ფოტონებს არ აქვთ „დასვენების მასა“. ეს ნაწილაკები არასოდეს ჩერდებიან. ისინი სამყაროში მოძრაობენ ბუნებაში ყველაზე მაღალი სიჩქარით - 300 000 კილომეტრი წამში.
ფოტონებს არ აქვთ მასა, მაგრამ მათ აქვთ კინეტიკური ენერგია - მოძრაობის ენერგია. ფოტონები ვერ უძლებენ მიზიდულობის ძალას ზუსტად იმიტომ, რომ მათ აქვთ კინეტიკური ენერგია.
და ამიტომ. ალბერტ აინშტაინმა აღმოაჩინა, რომ მასა შეიძლება გარდაიქმნას ენერგიად. ამის ყველაზე თვალსაჩინო მაგალითია წყალბადის ბომბი, რომელშიც მცირე მასა გამოყოფს უზარმაზარ ენერგიას ძლიერი აფეთქების სახით. ვინაიდან მასა შეიძლება გარდაიქმნას ენერგიად, მაშასადამე, ენერგია, როგორც ეს იყო, წარმოადგენს მასის გარკვეულ რაოდენობას. წარმოიდგინეთ, რომ ფოტონი არის ობიექტი, რომლის მთელი მასა გადაიქცა კინეტიკურ ენერგიად. შავი ხვრელის გრავიტაცია იზიდავს ფოტონს ისევე, როგორც იზიდავს მასას, რომელსაც ეს ენერგია წარმოადგენს.
დაკავშირებული მასალები:
სამყაროს უდიდესი ობიექტები
ვინაიდან მასა შეიძლება გარდაიქმნას ენერგიად, აქედან გამომდინარეობს, რომ ენერგია წარმოადგენს მასის გარკვეულ რაოდენობას.
მარტივი ახსნა იმისა, თუ რატომ არის შავი ხვრელი შავი
მაგრამ არსებობს კიდევ ერთი, შესაძლოა უფრო მარტივი ახსნა, თუ რატომ ვერ ტოვებენ სინათლის ფოტონებს შავი ხვრელი. აინშტაინის თეორია აღწერს გრავიტაციას, როგორც სივრცის გამრუდებას მასის გარშემო. რაც უფრო დიდია მასის კონცენტრაცია ნებისმიერ ადგილას, მით უფრო ძლიერია სივრცის გამრუდება ამ ადგილას. ამიტომ, სინათლის სხივი, რომელიც ცდილობს შავი ხვრელის დატოვებას, უხეშად რომ ვთქვათ, უბრალოდ ვერ აძვრება მოხრილი სივრცის ძალიან ციცაბო კედელზე.
Საინტერესო ფაქტი:მზის გვერდით გამავალი ვარსკვლავების შუქი გადაუხვევს სწორხაზოვან გზას, რადგან მას იზიდავს მზის გრავიტაცია.
შავ ხვრელებზე ნაკლებ მასიურ ობიექტებს ასევე აქვთ ხელშესახები გრავიტაციული ეფექტი სინათლეზე. 1919 წელს ინგლისელმა ფიზიკოსმა არტურ ედინგტონმა დაამტკიცა აინშტაინის მტკიცების სისწორე, რომ მასიური სხეულები იზიდავენ სინათლეს და ცვლის მისი გავრცელების ტრაექტორიას. ედინგტონმა მალე იცოდა მზის დაბნელების შესახებ. დაბნელების დროს მთვარე დედამიწასა და მზის კაშკაშა სახეს შორისაა, ცოტა ხნით და ბნელებს მას. როდესაც მზის ბრწყინვალება ჩაქრება დაბნელებით, სხვა ვარსკვლავები ხელმისაწვდომი ხდება დაკვირვებისთვის.
7 403 თუ ასტრონომიის კლასში გაიღვიძეთ და უყურეთ ფილმს Interstellar, მაშინ იცით ერთი-ორი რამ შავი ხვრელების შესახებ. ამ ვარსკვლავთშორის მტვერსასრუტებს აქვთ ისეთი საოცრად ძლიერი გრავიტაციული ძალა, რომ ნებისმიერს, რაც შეიწოვება, არ აქვს გაქცევის შანსი. შავი ხვრელების შესახებ ჩვენი გაგება მკვეთრად გაიზარდა 1915 წლის აინშტაინის შემდეგ, მაგრამ ისინი რჩება ერთ-ერთ ყველაზე იდუმალ და ძლიერ ფენომენად ცნობილ სამყაროში. აქ არის 10 რამ, რაც ალბათ არ იცოდით მათ შესახებ.1. ისინი სრულიად უხილავია
არსებობს მიზეზი, რის გამოც შავ ხვრელებს შავ ხვრელებს უწოდებენ. მათი გრავიტაცია იმდენად ძლიერია, რომ სინათლეც კი ვერ გაქცევა, ამიტომ სინათლის ყოველგვარი გამოსხივების გარეშე, მათი დაკვირვება შეუძლებელია. მაგრამ ჩვენ შეგვიძლია დავინახოთ ზოგიერთი ეფექტი, რომელსაც ეს უკიდურესი გრავიტაცია ახდენს ახლომდებარე ობიექტებზე.2. ახლა ჩვენ ალბათ შავი ხვრელის გარშემო ვტრიალებთ.
ჩვენი ასტრონომიული სახლი ტრიალებს სუპერ დიდი შავი ხვრელის გარშემო, რომელიც მდებარეობს გალაქტიკის ცენტრში. შავი ხვრელის გარშემო არსებული ვარსკვლავები და ცხელი აირები ერთად ქმნიან ეგრეთ წოდებულ თანავარსკვლავედს "მშვილდოსანი A".3. ისინი წარმოიქმნება აფეთქებული მასიური ვარსკვლავების ნარჩენებისგან
როდესაც დიდი ვარსკვლავი (და ჩვენი მზეზე მრავალჯერ აღემატება) კვდება, ის ძალადობრივად იფეთქებს სუპერნოვაში. ზედაპირი იშლება და საკმაოდ მასიური ბირთვი იშლება უსასრულო სიმკვრივის წერტილში. ასე იბადება შავი ხვრელები.4. ისინი სხვადასხვა ზომისაა
ასტრონომები ვარაუდობენ, რომ ისინი შეიძლება მერყეობდნენ მიკროშავი ხვრელების მასით მინიმუმ 22 მიკროგრამი, სუპერმასიური ობიექტების მასით 40 მილიარდი (არა, ეს არ არის ბეჭდვითი შეცდომა)-ჯერ დიდი.5. შავი ხვრელები საუზმეზე ვარსკვლავებს ჭამენ
მათი უზარმაზარი გრავიტაციით ისინი იზიდავენ ყველა ახლომდებარე ობიექტს, მათ შორის.6. ისინი ასხივებენ პლაზმის მძლავრ ჭავლებს
ზოგჯერ შავი ხვრელი ცდილობს ერთდროულად ჭამოს ძალიან ბევრი და წარმოქმნის უკუქცევას. წარმოიდგინეთ, რომ მძლავრი სახანძრო შლანგით ცდილობთ შეავსოთ პატარა ვედრო წყლით. ანალოგიურად, შავი ხვრელი გამოყოფს უზარმაზარ პლაზმურ ნაკადებს, რომელსაც ეწოდება რელატივისტური ჭავლები, რომელთა სიგრძე შეიძლება იყოს ასობით ან ათასობით სინათლის წელი.7. ისინი ქმნიან კვაზარებს, ყველაზე კაშკაშა ობიექტებს სამყაროში
კვაზარები ყველაზე ენერგიული და ენერგიული ობიექტებია. კვაზარი, რომელიც ცნობილია როგორც S5 0014 + 81, მზეზე 300 ტრილიონჯერ უფრო კაშკაშაა, ან ირმის ნახტომის ყველა ვარსკვლავზე 25000-ჯერ უფრო კაშკაშა. მთელ ამ ენერგიას წარმოქმნის სუპერ დიდი შავი ხვრელი თითოეული კვაზარის ცენტრში, რომელიც იკვებება დასაკლავად.8. შავი ხვრელი ნამდვილად არ არის ხვრელი.
ეს არის სფერო. და ყოველ შემთხვევაში, რამდენადაც ჩვენ ვიცით, მას არ აქვს გვირაბი