A galaxisunk központja közelében négy millió napenergiából álló szupermasszív testet fedeztünk fel. Igaz, láthatatlan, hallhatatlan és immateriális.
Ujj az ég felé?
A német fizikusok egy csoportja a Max Planck Földönkívüli Fizikai Intézetből nemrégiben szenzációs nyilatkozatot tett: bizonyítékokat szereztek arról, hogy galaxisunkban fekete lyuk van.
- Körülbelül húsz évig több tucat csillag mozgását figyeltük meg a Galaxis központja közelében, a Naptól 27 ezer fényév távolságban - mondja Reinhard Hansel, a csoport vezetője. - Ezeknek a csillagoknak a keringése jelzi, hogy a közepén található tömegkoncentráció kétségkívül fekete lyuk.
Ez veszélyezteti a galaxisunkat? Az űr szörny meg fogja enni a Földet?
Kiderült, hogy ezekre a kérdésekre eddig nincs válasz. Az Állami Csillagászati Intézet igazgatója szerint. PK Sternberg Moszkvai Állami Egyetem, az Orosz Tudományos Akadémia levelező tagja, Anatolij Cserpašcsuk, a pályák megfigyelésével nem számolható ki fekete lyuk.
- Annak bizonyításához, hogy a galaxisunk központjában található test fekete lyuk, két dolgot kell tennie - magyarázta a tudós az újságíróknak. - Először kísérletileg mutatjuk be, hogy ennek a testnek a sugara megegyezik az úgynevezett gravitációs sugarakkal egy adott tömegű fekete lyuknál (és négy millió napelemes tömegű fekete test esetében ez körülbelül hét napsugárral egyenlő). Másodszor, annak bizonyítása, hogy ennek a testnek nem egy szilárd felülete, hanem egy eseményhorizontja.
Promóciós videó:
Cherepashchuk szerint mindkét feladat elvileg megvalósítható, és reméli, hogy 20 év alatt a tudósok biztosan el tudják mondani, hogy ez egy fekete lyuk.
Általában véve két évtizedre elhalasztják azt a kérdést: lenni vagy nem lenni a galaxisunk. Addig ismerjük meg jobban ezt a szörnyet.
A leggonoszabb hely
Az űrben nincs titokzatosabb és ijesztőbb tárgy, mint egy fekete lyuk. Az egyik kifejezés már kiszámíthatatlan félelmet ösztönöz: egy minden fogyasztó mélység képét festi. Előtte nem csak a hétköznapi emberek vannak félelemmel, hanem az asztrofizikusok is félelmesek. „Az emberi elme összes alkotása közül, a mitológiai egyszarvúktól és sárkányoktól a hidrogénbombaig, talán a legfantasztikusabb a fekete lyuk. Egy lyuk a térben, nagyon specifikus szélekkel, amelybe bármi beleeshet, és ahonnan semmi sem tud kijutni. Egy lyuk, amelyben a gravitációs erő annyira nagy, hogy még a fényt is elfogják és tartják ebben a csapdában. Egy lyuk, amely meghajolja a teret és torzítja az idő áramlását. Az egyszarvúak és a sárkányokhoz hasonlóan a fekete lyukak inkább a tudományos fantasztikus vagy az ősi mítoszok tulajdonságai, mint valódi tárgyak. A fekete lyukak létezése azonban elkerülhetetlenül a fizikai törvényekből fakad. Egyedül a galaxisunkban milliók lehetnek”- mondta a fekete lyukakról Kip Stephen Thorn, a híres tudós, a Kaliforniai Technológiai Intézet (USA) osztályvezetője, az Egyesült Államok Nemzeti Tudományos Akadémia tagja, a NASA Tudományos Tanácsának tagja.
Fantasztikus erejük mellett a fekete lyukak elképesztő képességgel bírnak, hogy megváltoztassák a teret és az időt magukban. Először egyfajta tölcsérbe csavarnak, majd egy bizonyos határon átlépve a lyuk mélységében kvantává bomlanak. A fekete lyukon belül, a sajátos gravitációs szakadék szélén túl, ahonnan nincs kijárat, csodálatos fizikai folyamatok folynak, új természet törvények nyilvánulnak meg.
Sok szakértő szerint a világegyetem legnagyobb energiaforrása a fekete lyukak. Valószínűleg távoli kvazárokban látjuk őket, felrobbantva a galaktikus atommagokat. Feltételezzük, hogy a fekete lyukak a jövőben energiaforrásokká válnak az emberiség számára.
Itt van a világ vége
Hogyan alakulnak ki fekete lyukak? Az asztrofizikusok szerint ezek többsége a nagy csillagok halála után fordul elő. Ha egy csillag tömege kétszerese a Nap tömegének, élettartama végén a csillag szupernóvaként felrobbanhat. De ha a robbanás után maradt anyag tömege továbbra is meghaladja a két napenergiát, akkor a csillagnak egy apró, sűrű testbe kell esnie, mivel a gravitációs erők teljesen elnyomják a kompresszióval szembeni belső ellenállást. A tudósok úgy vélik, hogy ebben a pillanatban egy katasztrofális gravitációs összeomlás vezet fekete lyuk kialakulásához. Úgy vélik, hogy a termonukleáris reakciók végén a csillag már nem lehet stabil állapotban. Akkor egy hatalmas csillagnak csak egy elkerülhetetlen útja van - az egyetemes és teljes összehúzódás útja, láthatatlan fekete lyukká alakítva.
Miért láthatatlanok?
- A "fekete lyukak" neve arra utal, hogy ez egy olyan objektumkategória, amely nem látható, - magyarázza az Állami Csillagászati Intézet rádiócsillagászati osztályának vezetője Sternberg, a fizikai és matematikai tudományok jelöltje, Valentin Esipov. - Gravitációs terejük annyira erős, hogy ha valamilyen módon sikerült eljutni a fekete lyukhoz, és a legerősebb fényszóró fénysugárát a felületéről irányítani, akkor ezt a fényszórót még a Földtől a Napig tartó távolságtól sem lehetett megfigyelni.
Sőt, még ha a Nap összes fényét is koncentrálhatnánk ebbe az erős fényszóróba, akkor nem látnánk, mivel a fény nem képes legyőzni a fekete lyuk gravitációs mezőjének hatását, és elhagyhatja a felületét. Ezért nevezzük ilyen felületet abszolút eseményhorizontnak. Ez egy fekete lyuk határát képviseli. És mi rejtőzik ott, külföldön?
Sétáljunk a pokolba
A fekete lyuk "belső tere" legérdekesebb leírása a már említett amerikai fizikusnak és csillagásznak, Kip Stephen Thorne-nak tartozik. Képzelje el magát, mint egy nagy csillagosztályú űrhajó kapitányát. - javaslatot tesz a tudósnak „Utazás a fekete lyukak között” című könyvében. - A Földrajzi Társaság utasításai alapján meg kell vizsgálni több, egymástól nagy távolságban lévő csillagközi térben elhelyezkedő fekete lyukat, és rádiójelek segítségével meg kell küldenie a megfigyelések leírását a Földre.
Miután 4 éve és 8 hónapja úton volt, a hajója lelassul a Földhez legközelebbi fekete lyuk közelében, az úgynevezett Hades (pokol), és a Vega csillag közelében helyezkedik el. A TV-képernyőn észrevehető egy fekete lyuk jelenléte: a csillagközi térben szétszórt hidrogénatomokat befelé húzza a gravitációs mező. Mindenütt láthatja őket mozogni, lassan távolodni a lyuktól, gyorsabban és gyorsabban, ahogy közelebb kerülsz hozzá. Ez hasonló a Niagara-vízesés vízhullásához, azzal a különbséggel, hogy az atomok nemcsak keleti, hanem nyugati, északi, déli, fentről és fentről is - esőleg - mindenütt esnek. Ha nem csinálsz semmit, akkor is behúzod.
Tehát a legnagyobb gondossággal át kell helyeznie az űrhajót a szabad leesés pályájáról egy kör alakú pályára a fekete lyuk körül (hasonlóan a Föld körül keringő mesterséges műholdak keringéséhez) úgy, hogy a pályája mozgásának centrifugális ereje kompenzálja a fekete lyuk gravitációját. Ha biztonságban van, bekapcsolja a hajó motorjait és felkészül a fekete lyuk tanulmányozására.
Mindenekelőtt a távcsövek segítségével megfigyelheti az eső hidrogénatomok által kibocsátott elektromágneses sugárzást. Távol a fekete lyuktól, olyan hidegek, hogy csak rádióhullámokat bocsátanak ki. De közelebb a lyukhoz, ahol az atomok gyorsabban esnek, időről időre összeütköznek, több ezer fokra felmelegsznek és fényt bocsátanak ki. Még közelebb a fekete lyukhoz, sokkal gyorsabban haladva, több millió fokra felmelegsznek az ütközések miatt és röntgen-sugárzást bocsátanak ki.
Amikor a teleszkópokat "befelé" mutatják, és továbbra is megközelítik a fekete lyukat, "látni fogják" a még magasabb hőmérsékletre hevített hidrogénatomok által kibocsátott gammasugarakat. Végül, a közepén megtalálja maga a fekete lyuk sötét korongját.
A következő lépés az, hogy gondosan mérje meg a hajó pályájának hosszát. Ez körülbelül 1 millió km, vagyis a Hold körüli pályájának fele a Föld körül. Akkor megnézed a távoli csillagokat, és látni fogod őket, mint te. Megfigyelve látszólagos mozgásukat, rájössz, hogy 5 percre van szüksége. 46 másodperc, hogy egy fordulatot tegyen a fekete lyuk körül. Ez az "orbitális periódusod".
Ismerve a forradalom periódusát és pályájának hosszát, kiszámolhatja a fekete lyuk Hades (pokol) tömegét. Tízszer több napos lesz. Ez lényegében az a teljes tömeg, amely az egész történelem folyamán felhalmozódott a fekete lyukba, és magában foglalja a csillag tömegét is, amelynek összeomlása eredményeként körülbelül 2 milliárd évvel ezelőtt a fekete lyuk kialakult, és az összes csillagközi hidrogén tömege, amelybe születése óta belekerült, és az összes aszteroida és elveszett csillaghajó tömege is.
A legérdekesebb a felületének vagy horizontjának - a határnak a tulajdonságai, amelyek miatt minden, ami a lyukba esik, nem térhet vissza. Határok, amelyek megakadályozzák az űrhajó és még bármilyen sugárzás kiszabadulását: rádióhullámok, fény, röntgen- vagy gamma-sugarak …
Noha az összes tulajdonságát kívülről a fekete lyuk tömegéből és szögsebességéből kiszámolhatja, a belső tereiről nem tudhat semmit. Szerkezetének rendezetlen és erősen aszimmetrikus lehet. Mindez a fekete lyukat képező összeomlás részleteitől, valamint a csillagközi hidrogén későbbi behúzásának jellemzőitől függ, tehát a furat átmérőjét egyszerűen nem lehet kiszámítani.
Ezekkel az eredményekkel felfedezheti a fekete lyuk horizontjának környékét …
Miután búcsút mondott a csapatnak, bemászsz a leszálló járműbe, és elhagyod a hajót, először ugyanabban a körkörös pályán maradva - folytatja Thorn fizikus. - Ezután a rakétamotor bekapcsolásával kissé fékezzen, hogy lelassuljon a keringési mozgás. Ebben az esetben a spirálhoz közelebb kerül a spirál felé, az egyik körpályáról a másikra mozogva. A cél az, hogy egy körkörös pályára lépj, amelynek kerülete kissé hosszabb, mint a horizonton. A spirális mozgás közben a pályád hossza fokozatosan csökken - 1 millió km-ről 500 ezerre, majd 100 ezerre, 90 ezerre, 80 ezerre. És akkor valami furcsa történni kezd.
Súlytalanságban van, és felfüggeszti a készülékedet, mondjuk, lábadkal - egy fekete lyukhoz és a fejeddel - a hajó és a csillagok pályájához. De fokozatosan kezd érezni, hogy valaki fel-le húzza a lábát - a fejét. Rájössz, hogy ennek oka a fekete lyuk vonzereje: a lábak közelebb vannak a lyukhoz, mint a fej, tehát erősebben vonzzák őket. Ugyanez igaz természetesen a Földön is, de a lábak és a fej vonzerében a különbség elhanyagolható, tehát senki nem veszi észre. Ha egy 80 ezer km hosszú pályán haladunk a fekete lyuk felett, ezt a különbséget egyértelműen érezzük - a vonzerő különbsége a Föld gravitációjának 1/8-a (1/8 g). Az orbitális mozgás által generált centrifugális erő kompenzálja a lyuk vonzását a test középpontjában, lehetővé téve, hogy szabadon lebeghessen nulla gravitáció mellett.de a lábait 1/16 g többlet fogja befolyásolni, míg a fejed éppen ellenkezőleg, gyengén fog vonzódni, és a centrifugális erő pontosan ugyanolyan, -1/16 g további gyorsulással húzza fel.
Kissé zavarodva folytatódik a spirális spirál mentén, de a meglepetés gyorsan aggodalomra ad okot: mivel a pálya mérete csökken, az Önnek nyújtó erők egyre gyorsabban növekednek. 64 ezer km hosszú pályáján a különbség 1/4 g, 51 ezer km -1 / 2 g és 40 ezer km-nél eléri a teljes föld súlyát. Ha fogait megkeményíti az erőfeszítéstől, akkor továbbra is spirálisan mozog. 25 ezer km hosszú pályahosszon a húzóerő 4 d lesz, azaz szárazföldi körülmények között a tömeg négyszeresére, és 16 ezer km-16 g-nél. Már nem állhatsz egyenesen. Megpróbálja megoldani ezt a problémát úgy, hogy göndörít egy golyóba, és a lábait a fejéhez húzza, ezáltal csökkentve a teljesítménykülönbséget. De már olyan nagyok, hogy nem engedik meg, hogy meghajoljon - ismét függőlegesen meghosszabbodnak (a fekete lyukhoz képest radiális irányban).
Nem számít, mit csinál, semmi sem segít. És ha a spirális mozgás folytatódik, akkor a teste nem fogja megállni - szétesik. Tehát nincs remény a horizont közelében …
Túlterhelve, legyőzve a szörnyű fájdalmat, leállítja a leszállást, és először átteszi az eszközt egy körpályára, majd óvatosan és lassan elindul egy növekvő spirálon, és nagyobb körkörös pályára lép, amíg el nem éri a csillaghajót."
Thorne története eddig fantáziaként hangzik. És arra az időre számítanak, amikor egy személy olyan sikereket ér el a technológia és a technológia fejlődésében, hogy a galériák közötti repülések és a fekete lyukak körüli gyűrűs világok építése valósággá válik. És a futurológusok legoptimistább előrejelzései szerint ez legkorábban 50 év múlva válik lehetővé.
Nem srácok, nem olyan …
Be kell vallanom, hogy sok tudós továbbra is tagadja a fekete lyukak létezését. Végül is felfedezésükre és tanulmányozására a toll végén kerül sor. És a közelmúltban egy még váratlanabb feltevés derült ki, hogy a fekete lyukak egyáltalán nem lyukak, hanem egyes tárgyak, jellegüknél fogva inkább hasonlítanak a Bose-Einstein kondenzátumbuborékokhoz (az anyag aggregálódásának állapota, amelynek alapja a boszonok, és az abszolút nulla hőmérsékletre hűtötték meg). Ezt az új hipotézist Emil Mottola, a Los Alamos Nemzeti Laboratórium Elméleti Osztályának kutatója és Pavel Mazur, az Egyesült Államok dél-karolinai egyetemének társszerzője állította elő.
A kutatók magyarázata egy alapvetően új szemléletmódot vezet be a fekete lyukak természetére, amelyeket nem az űrben "lyukakként" mutatnak be, ahol az anyag és a fény megmagyarázhatatlanul eltűnnek az eseményhorizont zónájában, hanem mint olyan gömbhézagok, amelyeket egy anyag különleges formája vesz körül, amelyet a Földön még soha nem ismertek. Mazur és Mottola ezeket a tárgyakat nem fekete lyukaknak, hanem gravitációs csillagnak nevezik.
A gravitációs csillag belsejében a tér és az idő megfordul, mint a fekete lyuk modelljében.
Mottola és Mazur még azt sugallják, hogy az univerzum, amelyben élünk, lehet egy hatalmas gravitációs csillag belső héja.
S. Kuzmina. "Orosz tér"