Atât pentru oamenii de știință din secolele trecute, cât și pentru cercetătorii timpului nostru, cel mai mare mister al spațiului este o gaură neagră. Ce este în interiorul acestui sistem, complet necunoscut fizicii? Ce legi sunt acolo? Cum trece timpul într-o gaură neagră și de ce nici măcar cuante de lumină nu pot scăpa de acolo? Acum vom încerca, desigur, din punct de vedere al teoriei, nu al practicii, să ne dăm seama ce este în interiorul găurii negre, de ce, în principiu, s-a format și există, cum atrage obiectele care o înconjoară.
Mai întâi, să descriem acest obiect.
Deci, o anumită zonă a spațiului din Univers se numește gaură neagră. Este imposibil să o desemnați ca stea sau planetă separată, deoarece nu este un corp solid sau gazos. Fără o înțelegere de bază a ceea ce este spațiu-timp și cum se pot schimba aceste dimensiuni, este imposibil să înțelegem ce se află în interiorul unei găuri negre. Ideea este că această zonă nu este doar o unitate spațială. care distorsionează atât cele trei dimensiuni pe care le cunoaștem (lungime, lățime și înălțime), cât și cronologia. Oamenii de știință sunt încrezători că în regiunea orizontului (cum este numită zona din jurul găurii) timpul capătă o valoare spațială și se poate mișca atât înainte, cât și înapoi.
Aflați secretele gravitației
Dacă vrem să înțelegem ce se află în interiorul unei găuri negre, luați în considerare în detaliu ce este gravitația. Acest fenomen este esențial pentru înțelegerea naturii așa-numitelor „găuri de vierme”, din care nici măcar lumina nu poate fi selectată. Gravitația este interacțiunea dintre toate corpurile care au o bază materială. Forța unei astfel de gravitații depinde de compoziția moleculară a corpurilor, de concentrația atomilor, precum și de compoziția acestora. Cu cât se prăbușesc mai multe particule într-o anumită zonă a spațiului, cu atât forța gravitațională este mai mare. Acest lucru este indisolubil legat de teoria Big Bang, când universul nostru avea dimensiunea unui bob de mazăre. Aceasta a fost o stare de maximă singularitate și, ca urmare a izbucnirii cuantelor de lumină, spațiul a început să se extindă datorită faptului că particulele au fost respinse unele de altele. Exact opusul este descris de oamenii de știință ca o gaură neagră. Ce este în interiorul unui astfel de lucru în conformitate cu TBZ? Singularitatea, care este egală cu indicii inerenți universului nostru la momentul înființării sale.
Cum intră materia într-o gaură de vierme?
Se crede că o persoană nu va putea niciodată să înțeleagă ce se întâmplă în interiorul unei găuri negre. Din moment ce, odată acolo, el va fi literalmente zdrobit de gravitație și gravitație. De fapt, acest lucru nu este adevărat. Da, într-adevăr, o gaură neagră este o regiune de singularitate în care totul este comprimat la maximum. Dar acesta nu este deloc un „aspirator spațial” capabil să aspire toate planetele și stelele. Orice obiect material de pe orizontul evenimentelor va observa o puternică distorsiune a spațiului și timpului (deocamdată, aceste unități sunt separate). Sistemul euclidian de geometrie va începe să funcționeze defectuos, cu alte cuvinte, se va intersecta, contururile figurilor stereometrice vor înceta să mai fie obișnuite. În ceea ce privește timpul, acesta va încetini treptat. Cu cât te apropii de gaură, cu atât ceasul se va mișca mai lent în raport cu ora Pământului, dar nu vei observa acest lucru. La căderea în „găura de vierme”, corpul va cădea cu viteză zero, dar această unitate va fi egală cu infinitul. curbură, care echivalează infinitul cu zero, care oprește în cele din urmă timpul în regiunea singularității.
Răspuns la lumina emisă
Singurul obiect din spațiu care atrage lumina este o gaură neagră. Ce se află în interiorul ei și sub ce formă este acolo nu se știe, dar se crede că acesta este întuneric absolut, ceea ce este imposibil de imaginat. Cuantele de lumină, ajungând acolo, nu dispar pur și simplu. Masa lor este înmulțită cu masa singularității, ceea ce o face și mai mare și o mărește.Astfel, dacă în interiorul „găurii de vierme” aprindeți lanterna pentru a privi în jur, aceasta nu va străluci. Cuantele emise se vor înmulți în mod constant cu masa găurii și, aproximativ vorbind, nu veți face decât să vă agravați situația.
Găuri negre la fiecare pas
După cum ne-am dat seama deja, baza educației este gravitația, a cărei magnitudine este de milioane de ori mai mare decât cea a pământului. Ideea exactă a ceea ce este o gaură neagră a fost prezentată lumii de Karl Schwarzschild, care, de fapt, a descoperit chiar orizontul evenimentelor și punctul de neîntoarcere și, de asemenea, a stabilit că zero în starea de singularitate este egal. catre infinit. În opinia sa, o gaură neagră se poate forma oriunde în spațiu. În acest caz, un anumit obiect material, care are o formă sferică, trebuie să atingă raza gravitațională. De exemplu, masa planetei noastre trebuie să se încadreze în volumul unui bob de mazăre pentru a deveni o gaură neagră. Și Soarele ar trebui să aibă un diametru de 5 kilometri cu masa sa - atunci starea sa va deveni singulară.
Orizontul de formare a lumii noi
Legile fizicii și geometriei funcționează perfect pe pământ și în spațiul deschis, unde spațiul este aproape de vid. Dar își pierd complet relevanța la orizontul evenimentelor. De aceea, din punct de vedere matematic, este imposibil să se calculeze ce se află în interiorul unei găuri negre. Imaginile cu care poți veni dacă îndoi spațiul în conformitate cu ideile noastre despre lume sunt probabil departe de adevăr. S-a stabilit doar că timpul aici se transformă într-o unitate spațială și, cel mai probabil, la dimensiunile existente se mai adaugă câteva. Acest lucru face posibil să credem că în interiorul găurii negre se formează lumi complet diferite (fotografia, după cum știți, nu va arăta acest lucru, deoarece lumina se mănâncă acolo). Aceste universuri pot fi compuse din antimaterie, care acum este necunoscută oamenilor de știință. Există și versiuni conform cărora sfera fără întoarcere este doar un portal care duce fie către o altă lume, fie către alte puncte ale Universului nostru.
Nașterea și moartea
Unde mai mult decât existența unei găuri negre este originea sau dispariția acesteia. Sfera care distorsionează spațiu-timp, așa cum am aflat deja, se formează ca urmare a colapsului. Poate fi o explozie a unei stele mari, o coliziune a două sau mai multe corpuri în spațiu și așa mai departe. Dar cum a devenit materia, care ar putea fi simțită teoretic, un domeniu de distorsiune a timpului? Puzzle-ul este în lucru. Dar este urmată de o a doua întrebare - de ce dispar astfel de sfere fără întoarcere? Și dacă găurile negre se evaporă, atunci de ce nu iese din ele acea lumină și toată materia cosmică pe care au atras-o? Când materia din zona de singularitate începe să se extindă, gravitația scade treptat. Ca rezultat, gaura neagră se dizolvă pur și simplu și un spațiu obișnuit de vid rămâne în locul său. De aici rezultă un alt mister - unde s-a dus tot ce a intrat în el?
Este gravitația cheia noastră către un viitor fericit?
Cercetătorii sunt încrezători că este o gaură neagră care poate forma viitorul energetic al umanității. Ce se află în interiorul acestui sistem este încă necunoscut, dar s-a putut stabili că la orizontul evenimentelor, orice materie se transformă în energie, dar, desigur, parțial. De exemplu, o persoană, aflându-se în apropierea punctului de neîntoarcere, va oferi 10 la sută din materie pentru transformarea acesteia în energie. Acest indicator este pur și simplu colosal, a devenit o senzație printre astronomi. Faptul este că pe Pământ în timpul procesului, materia este convertită în energie cu doar 0,7 la sută.
În 2011, astronomii au fost încântați să descopere un nor mare de gaz care se îndreaptă spre o gaură neagră supermasivă din centrul Căii Lactee. Dar la începutul acestui an, astronomii au descoperit și că în apropierea regiunii de absorbție, care se află într-o regiune radio-emițătoare numită Săgetător A, un nor de gaz a trecut pe lângă gigantul gravitațional.
Există toate indicii că un nor cosmic numit „G2” era pe cale să fie înghițit de o gaură neagră, creând erupții luminoase pe măsură ce gazul interacționează cu discul său de acreție. Acum, datorită cercetărilor astronomilor de la Universitatea California din Los Angeles (UCLA), avem un răspuns de ce nu au existat artificii galactice.
Arăta puțin ciudat în iulie, deoarece G2 nu a făcut nimic pentru a face ceea ce a fost prezis. În acest moment, astronomii frustrați care studiau datele cu Very Large Telescope of Europe, situat la observatorul sudic din Chile, au urmărit cum jeturile de gaz erau atrase într-o gaură neagră, creând un efect subtil asupra orizontului evenimentului Săgetător A. În loc să ajungă gaura neagră sub formă de aglomerări care ar fi trebuit să fie atrase în orizontul evenimentelor și să genereze erupții puternice, fluxurile de material s-au apropiat fără probleme de gaura neagră fără a provoca nicio radiație semnificativă.
Observații recente au arătat că G2 a supraviețuit de fapt, continuându-și călătoria pe orbita sa și a rămas intactă după întâlnirea gravitațională apropiată.
"G2 a supraviețuit și și-a continuat călătoria orbitală. Doar un nor de gaz nu ar fi făcut așa ceva", a spus Geza. „G2 a fost în esență neafectat de gaura neagră. Nu au existat focuri de artificii”.
Ghicind de ce a supraviețuit G2, Geza a definit obiectul mistic ca fiind înconjurat de o carcasă de gaz și praf ținute împreună de gravitația stelei. Dar aceasta nu este o stea obișnuită.
Galaxia noastră este plină de sisteme stelare binare. În realitate, este rar în sensul că nu are un partener stelar blocat într-o îmbrățișare gravitațională. Soarele este un singuratic. Cu toate acestea, majoritatea celorlalte vedete nu sunt atât de antisociale. Sistemele stelare binare sunt sisteme în care stelele se învârt în jurul unui centru de greutate comun. De asemenea, este posibil să aveți trei sau mai multe stele.
Dar, în condițiile extreme din jurul unei găuri negre supermasive, stelele binare riscă să se destabilizeze atunci când trec prea aproape de orizontul evenimentelor găurii negre, rezultând o fuziune binară.
Folosind un telescop optic/infraroșu puternic de 10 metri situat la Observatorul Keck din Mauna Kea, Hawaii, cercetătorii au putut studia G2 mai detaliat și cred că această stea trece printr-o perioadă de fuziune binară. Telescoapele gemene Keck folosesc optica adaptivă pentru a corecta turbulențele atmosferice, dezvăluind astronomilor procesele dinamice brutale care au loc în centrul galaxiei noastre.
"Acest lucru s-ar putea întâmpla mai des decât credem. Stelele din centrul galaxiei sunt mai masive și în mare parte binare", a spus Geza. „Este posibil ca multe dintre stelele pe care le observăm să fie produsul final al unei fuziuni stelare”.
Spațiul este plin de multe mistere. Gaura neagră este unul dintre cele mai uimitoare fenomene cosmice. În ciuda faptului că este încă puțin studiat, oamenii de știință au descoperit o serie de fapte interesante despre găurile negre.
Spațiul deține multe mistere. Una dintre cele mai fascinante dintre acestea sunt găurile negre. Deși există încă multe întrebări fără răspuns despre găurile negre, oamenii de știință au descoperit multe lucruri interesante despre ele.
De ce sunt găurile negre negre?
Găurile negre nu reflectă lumina, iar culoarea, la rândul ei, este rezultatul reflectării luminii. Acest fenomen este natural, așa că percepem diverse obiecte în roșu, albastru sau verde.
De ce găurile negre par negre?
Culoarea este un efect al reflexiei luminii - un fenomen natural. Acesta este motivul pentru care percepem unele lucruri ca fiind roșii, unele ca albastre și altele ca verzi. Găurile negre nu reflectă lumina.
De ce sunt găurile negre?
Gravitația ne ajută să mergem pe Pământ, în timp ce pe Lună este de 6 ori mai slabă. Acesta este motivul pentru care vedem astronauți plutind în aer. Găurile negre au o gravitate foarte puternică; atât de puternic încât obiectele pot dispărea dacă sunt lovite de ele.
De ce sunt găuri?
Pe Pământ, gravitația ne ajută să rămânem pe pământ. Pe Lună, de exemplu, există o gravitate foarte scăzută. Adică, astronauții pot sări foarte sus pe Lună. Găurile negre au o gravitate foarte puternică - atât de puternică încât niciun obiect nu poate scăpa de a fi aspirat în ea.
Cum au apărut găurile negre?
De fapt, găurile negre sunt stele dispărute. Cu toate acestea, doar acele stele devin găuri negre, a căror masă după explozie depășește masa Soarelui. Nu vă faceți griji: soarele, steaua din centrul sistemului nostru solar, nu se va transforma într-o gaură neagră.
Cum apar găurile negre?
O modalitate prin care se formează găurile negre este din colapsul gravitațional. Când stelele rămân fără combustibil, ele mor, prăbușindu-se pe ele însele. Dacă aceste stele au o masă foarte mare, ele formează găuri negre.
Există vreo modalitate de a identifica o gaură neagră?
Găurile negre sunt foarte greu de observat deoarece nu reflectă lumina. Cu toate acestea, oamenii de știință au reușit să găsească mai multe soluții la această problemă: o gaură neagră poate fi observată atunci când particulele cad în ea, în acest moment se eliberează multă energie; poate fi detectat și prin mișcarea obiectelor în jurul găurii negre, deoarece orbitele obiectelor se vor schimba.
Există vreo modalitate de a observa o gaură neagră?
Deoarece nu reflectă lumina, găurile negre sunt foarte greu de observat. Dar oamenii de știință au găsit o soluție. Găurile negre pot fi observate atunci când particulele cad în ele. Deoarece se creează multă energie atunci când se întâmplă acest lucru, aceasta poate fi detectată. Găurile negre pot fi descoperite și observând mișcarea altor obiecte în jurul lor. Direcția orbitei lor se schimbă atunci când se află lângă o gaură neagră.
Găurile negre își schimbă dimensiunea?
Da, ei fac. Există patru tipuri de găuri negre: mici, stelare, de masă intermediară și supermasivă.
Dacă găurile negre atrag alte stele sau se contopesc cu alte găuri negre, ele devin uriașe. Astfel de giganți sunt numiți găuri negre supermasive. Oamenii de știință susțin că există o astfel de gaură neagră supermasivă în centrul Căii Lactee a galaxiei noastre.
Găurile negre diferă ca mărime?
Da, ei fac. Există patru tipuri de găuri negre: micro, stelare, masă intermediară și supermasivă. Dacă găurile negre atrag multe stele sau se combină cu alte găuri negre, ele devin foarte mari. Acestea se numesc găuri negre supermasive. Oamenii de știință spun că există o gaură neagră supermasivă în centrul Căii Lactee, galaxia noastră.
Pot să dispară găurile negre?
Oamenii de știință cred că găurile negre „se evaporă” foarte încet, emițând particule. Dar acest lucru se întâmplă atât de încet încât încă nu am putut să-l vedem.
Pot să dispară găurile negre?
O teorie susține că da, pot dispărea din cauza radiațiilor. Dar acest lucru nu a fost încă dovedit.
Încă nu știm atât de multe despre spațiu, iar oamenii de știință lucrează activ pentru a descoperi noi fapte interesante. Poate vei deveni omul de știință care va răspunde la toate întrebările despre spațiu!
Există multe lucruri pe care nu le știm despre spațiu, iar oamenii de știință încă lucrează la descoperirea unor lucruri noi și interesante. Poate că vei deveni om de știință și vei fi cel care va găsi răspunsuri la aceste întrebări!
Lumina este formată din particule numite fotoni. Fotonii sunt particule speciale. După cum spun oamenii de știință, fotonii nu au „masă de repaus”. Aceste particule nu stau niciodată pe loc. Se deplasează prin Univers cu cea mai mare viteză din natură - 300.000 de kilometri pe secundă.
Fotonii nu au masă, dar au energie cinetică - energia mișcării. Fotonii nu pot rezista forței gravitației tocmai pentru că au energie cinetică.
Si de aceea. Albert Einstein a descoperit că masa poate fi transformată în energie. Cel mai evident exemplu în acest sens este bomba cu hidrogen, în care o masă mică eliberează o cantitate imensă de energie sub forma unei explozii puternice. Deoarece masa poate fi convertită în energie, prin urmare, energia, așa cum ar fi, reprezintă o anumită cantitate de masă. Imaginează-ți că un foton este un obiect a cărui masă întreagă s-a transformat în energie cinetică. Gravitația unei găuri negre atrage un foton în același mod în care ar atrage masa pe care o reprezintă această energie.
Materiale conexe:
Cele mai mari obiecte din univers
Deoarece masa poate fi convertită în energie, rezultă că energia reprezintă o anumită cantitate de masă.
O explicație simplă a motivului pentru care o gaură neagră este neagră
Dar există o altă explicație, posibil mai simplă, pentru care fotonii luminii nu pot părăsi gaura neagră. Teoria lui Einstein descrie gravitația ca fiind curbura spațiului în jurul masei. Cu cât concentrația de masă este mai mare în orice loc, cu atât curbura spațiului în acest loc este mai puternică. Prin urmare, o rază de lumină care încearcă să părăsească gaura neagră pur și simplu nu poate, în linii mari, să urce pe un perete prea abrupt de spațiu curbat.
Fapt interesant: lumina stelelor care trec pe lângă soare se abate de la traiectoria rectilinie deoarece este atrasă de gravitația soarelui.
Obiectele mai puțin masive decât găurile negre au, de asemenea, un efect gravitațional tangibil asupra luminii. În 1919, fizicianul englez Arthur Eddington a dovedit corectitudinea afirmației lui Einstein că corpurile masive atrag lumina, schimbând traiectoria propagării acesteia. Eddington a aflat în curând despre viitoarea eclipsă de soare. În timpul unei eclipse, Luna se află între Pământ și fața strălucitoare a Soarelui, pentru o vreme, întunecând-o. Când strălucirea Soarelui este stinsă de o eclipsă, alte stele devin disponibile pentru observare.
7 403 Dacă ai fost treaz la ora ta de astronomie și ai vizionat filmul Interstellar, atunci știi ceva sau două despre găurile negre. Aceste aspiratoare interstelare au o atracție gravitațională atât de puternică încât orice este aspirat nu are șanse să scape vreodată. Înțelegerea noastră despre găurile negre a crescut dramatic de la Einstein în 1915, dar acestea rămân unele dintre cele mai misterioase și puternice fenomene din universul cunoscut. Iată 10 lucruri pe care probabil nu le știai despre ele.1. Sunt complet invizibili
Există un motiv pentru care găurile negre sunt numite găuri negre. Gravitația lor este atât de puternică încât nici măcar lumina nu poate scăpa, așa că, fără emisie de lumină, nu pot fi observate. Dar putem vedea unele dintre efectele pe care această gravitație extremă le are asupra obiectelor din apropiere.2. În acest moment, probabil că orbităm o gaură neagră.
Casa noastră astronomică se învârte în jurul unei găuri negre foarte mari, care este situată chiar în centrul galaxiei. Stelele și gazele fierbinți din jurul găurii negre formează împreună așa-numita constelație „Săgetător A”.3. Sunt formate din rămășițele unor stele masive care explodează
Când o stea mare (și prin mijloace mari de multe ori mai mare decât soarele nostru) moare, ea explodează violent într-o supernova. Suprafața se prăbușește, iar un miez destul de masiv se prăbușește într-un punct de densitate infinită. Așa se nasc găurile negre.4. Vin într-o varietate de dimensiuni
Astronomii speculează că ar putea varia de la micro-găuri negre cu mase de cel puțin 22 de micrograme, până la obiecte super-masive cu mase de 40 de miliarde (nu, nu este o greșeală de scriere) de ori mai mare.5. Găurile negre mănâncă stele la micul dejun
Cu gravitatea lor extraordinară, ei atrag toate obiectele din apropiere, inclusiv.6. Ei emit jeturi puternice de plasmă
Uneori, gaura neagră încearcă să mănânce prea mult deodată și produce o oarecare recul. Imaginați-vă că încercați să umpleți o găleată mică cu apă cu un furtun puternic de incendiu. De asemenea, o gaură neagră elimină fluxuri uriașe de plasmă numite jeturi relativiste, care pot avea o lungime de sute sau mii de ani lumină.7. Ei creează Quasaruri, cele mai strălucitoare obiecte din Univers
Quazarii sunt cele mai energice și vibrante obiecte. Quasarul cunoscut sub numele de S5 0014 + 81 este de 300 de trilioane de ori mai strălucitor decât soarele sau de 25.000 de ori mai luminos decât toate stelele din Calea Lactee la un loc. Toată această energie este produsă de gaura neagră foarte mare din centrul fiecărui Quasar care este alimentat pentru sacrificare.8. O gaură neagră nu este chiar o gaură.
Aceasta este sfera. Și cel puțin din câte știm, nu are tuneluri înăuntru