Valamikor az 1960-as évek végén a múlt század egyik legismertebb fizikusa, John Wheeler (1911-2008) megjelent a BBC népszerű tudományos rádióműsorában. Régóta és színesen beszélt a különféle kozmikus csodákról, és végül a fájdalmas kérdés felé fordult, mindenféle "téves megfigyelések és mitikus tárgyak" iránt.
Egy amerikai tudós itt lelkesen megragadta a "fagyott" (sötét, fagyasztott) csillagok létezésének hipotézisét, amely különösen nem volt tetszésének. A "fizikai és matematikai fantáziák" iránti megvetését "fekete lyukaknak" nevezte. Tehát Wheeler könnyű kezével a „fekete lyuk” ábrás kifejezés megjelent a médiában, majd a tudományos munkában.
A téridő fenéktelen mosogatólyukai
Ma egy fekete lyuknak nevezzük a legcsodálatosabb természeti jelenség eredményét - a hatalmas égitestek „maguk belsejébe esését”. Latinul a colpsus azt jelenti, hogy „esett”, ezért a csillagászok gyakran nevezik a fekete lyukakat „collapsarsnak”. Van olyan szuper erős "koncentrátora" a gravitációs mezőnek, hogy semmi, beleértve a fényt sem, nem tud menekülni tőlük.
A fekete lyukakat történelmileg sötét csillagok előzték meg, amelyeket John Michell (1724-1793) brit csillagász „a toll végén” fedezett fel. Newton univerzális gravitációs elmélete alapján Michell olyan csillagokat írt le, amelyek gravitációs ereje még a fénysugarat is megtartotta. Természetesen lehetetlen észrevenni egy ilyen teljesen fekete csillagot. Michell a londoni királyi társaság 1784-es ülésén körvonalazta számításait, és azonnal tűz alá került. Végül is az akkori csillagászat nem ismerte az ilyen jelenségeket!
Tehát a sötét csillagok gondolatát, vagy, ahogyan ma hívják, "newtoni" fekete lyukakkal, hosszú ideje eltemették a tudományos archívumokban. Ezt csak Albert Einstein (1879-1955) korszakában és az egyetemes gravitáció elméletében emlékezett vissza. Einstein elmélete a gravitációt a tér görbületéhez kapcsolta, és sok fizikus azonnal felkeltette a figyelmét.
Promóciós videó:
Kollégája, a Berlini Tudományos Akadémia, Karl Schwarzschild (1873-1916) képes volt megmutatni, hogy a nagyon koncentrált óriási tömegek időnként egyfajta fenék nélküli tölcsért képezhetnek a téridőben.
Csodálatos dolgoknak kellene történniük a Schwarzschild-összeomlás közelében: az ember szíve egyre ritkábban kezd verni, az órája reménytelenül lemarad, és a fény körül pirosra vált. Az idő áramlása lelassulna, és megszilárdulna egy fekete lyuk feltételes határához közel, mint a fagyos folyó. Nos, mit fogunk látni az összeomlás mélységében?
Sajnos olyan furcsa dolgok történnek ott, hogy egyszerűen lehetetlen leírni őket népszerű módon. Noha sok fizikus vitatja a fekete lyukak belső szerkezetét, elméletileg már találtak alkalmazást.
Metró a galaxisok között
Több mint 30 évvel ezelőtt, a híres csillagász és tudományos fantasztikus író, Carl Sagan úgy döntött, hogy regényt ír a csillagközi csillagok utazásáról, és ezzel egyidőben nem engedi magának az üres fantáziát, hanem egy "igazi" dimenziós extra alagútot hoz létre könyve oldalain. A részletek megvitatására Kip Thorne, a neves elméleti fizikushoz fordult, aki lelkesen kezdte el dolgozni.
Thorne és munkatársai matematikailag meggyőzően bizonyították, hogy a tér-idő csatorna nemcsak mesterségesen létrehozható, hanem "működő" állapotban is fenntartható. Az ily módon a téridőben létrehozott "féreglyuk" nemcsak a galaxisunk távoli sarkait, hanem a metagalaktikus kiterjedéseket is összekapcsolná.
Sagan és Thorne közreműködése a tudományos fantasztikus bestseller-kapcsolathoz vezetett, amely hamarosan az azonos nevű, nagyon szórakoztató film alapjául szolgált. Valójában van egyfajta "metró" a galaxisok között, amelyek mentén a főszereplő utazik. Eközben Wheeler nemcsak a fekete lyukakat kritizálta, hanem mindenféle altér-átmenetet is közöttük. Nagy szarkazmussal "féreglyukak", "féreglyukak" és "féreg alagutak" -nak nevezte őket. Ez egyszerűen elképesztő, de ezek a kifejezések először az újságírók lexikonjába kerültek, majd tudományos művekbe vonultak át.
A tudományos fantasztikus irodalom gyakran beszél a tér és idő átlépésének egzotikusabb módjairól. Még egyfajta jövőbeli "csillagok háborúja" taktikája született, amikor a földi földlakók harci flottája "belemerül" egy fekete lyuk alterületébe, és hirtelen az ellenséges idegenek bázisán merül fel, azonnal milliárd fénnyel sietve.
A csillagászati megfigyelések alapján azonban a fekete lyukak titán erőfeszítéseket igényelnek „megszelídíteni” őket, mivel ezek a legveszélyesebb űrobjektumok, amelyek képezik az Univerzum „megkönnyebbülését”.
Űr kannibálok
A csillagászok gyakran a távoli űrből származó szörnyű energiát veszik fel. Ezek visszhangjai lehetnek a bolygók és csillagok halálának drámai folyamatainak a fekete lyukak mélyedéseiben. Az űrszörnyek széttépik egy véletlenül közeledő csillag gáznemű testét, és teljesen "lenyelik" kisebb égitesteket - bolygók, üstökösök és aszteroidák.
A fekete lyuk sokkal erősebben vonzza a szorosan repülő csillag felé néző oldalát, mint az ellenkező oldal. Ez az erős árapályerő meghosszabbítja a csillagot, és okozza a gáz esését a csillagból a fekete lyukba. A csillagászok arra a következtetésre jutottak, hogy a fekete lyukak nem születnek hatalmasan, hanem fokozatosan növekednek a galaxisok gázai és csillagai miatt.
A fekete lyukak között vannak nagy méretű gerincek is, amelyek gyorsan mozognak a galaxisok csillagszigetein. Ülő társaikkal együtt ezek a "űr kannibálok" folyamatosan nemcsak a bolygórendszereket emésztik fel, mint például a napenergia rendszerünk, hanem nyelnek le a csillagfürtök között húzódó por- és gázfelhőket is.
A csillagászok régóta észrevették, hogy kisebb galaxisokban a fekete lyukak kevésbé masszívak, alig több mint néhány millió napenergiával. Az óriás galaxisok középpontjában lévő fekete lyukak milliárd napenergiát tartalmaznak - az a tény, hogy a fekete lyuk végső tömege galaxis kialakulásakor alakul ki. Bizonyos esetekben a fekete lyukak nemcsak az egyes galaxisokból származó gáz felszívásával növekednek, hanem a galaxisok összeolvadásával is, így fekete lyukaik összeolvadnak.
A Tejút közepén található Galaxisunk magja, amelyben a titokzatos Nyilas A * tárgy el van rejtve. A csillagászok úgy vélik, hogy ez a legfontosabb vetélkedő egy körülbelül négy millió napenergiát súlyú fekete lyuk szerepéhez.
Időnként a helyi "kannibál" felírja ezt vagy azt a csillagot. Ezután speciális röntgen-távcsövek regisztrálják a lámpatest „halálos kiáltását” röntgen impulzus formájában. A segítségére van a belső szervek vizsgálata a röntgen helyiségben.
A fekete lyukak viszont lehetnek nagyon békések, és kettős csillagrendszereket alkotnak rendes csillagokkal. Ez az idill ugyanakkor tragikusan is véget ér, és több millió millió, esetleg milliárd év elteltével a fekete lyuk és a csillag közötti távolság kritikus határra csökken. A csillag mozgása instabillá válik, és néhány fordulat után a fekete szörny körül eltűnik méhében.
A Tunguska meteorit rejtélye
Elvileg mesterséges fekete lyuk is létrehozható. Ehhez bármilyen tömeget össze kell tömöríteni a gravitációs sugár méretével (a gömb sugara, amelyen a gömb belsejében lévő tömeg által létrehozott gravitációs erő végtelenre hajlik.), És akkor maga katasztrofálisan összehúzódni kezd - összeomlik.
Igaz, ezt nagyon nehéz megtenni, mert minél kevesebb a tömeg, annál kisebb a gravitációs sugara. Például a Föld gravitációs sugara körülbelül egy centiméter, és ahhoz, hogy a Hold fekete lyukká alakuljon, egy nagy molekula méretére kell összenyomva.
Ennek ellenére mikroszkopikus lyukak modelljei, vagy - amint ezeket gyakran nevezik - mikrolapok, néha megpróbálnak magyarázni mindenféle rejtélyes jelenséget. Tehát van egy hipotézis, miszerint a híres Tunguska meteorit nem más, mint egy miniatűr fekete lyuk, amely az Univerzum hatalmán sétálgatott.
Természetesen egyszerűen elutasíthatjuk ezeket a találmányokat, de itt furcsa részletek merülnek fel: a meteoritmaradványok teljes hiánya, a robbanás szokatlan jellege és a repülési útvonal ellentmondásos megfigyelései.
Vannak ötletek, amelyek szerint egy ilyen mikrokollokán-sar teljesen földi eredetű volt. A tény az, hogy a nagyszerű amerikai feltaláló, Nikola Tesla (1856-1943) a Tunguska meteorit bukásakor tesztelt egy bizonyos hullám-rezonátort a csodálatos Wondercliffe toronyban, amelynek "a világ elektromos éterének állandó hullámai" segítségével állítólag energiát kellett közvetíteni az egész bolygón.
A városi legendák azt mutatják, hogy egy hatalmas plazmoid felrobbant a Podkamennaya Tunguska fölött, és azonnal összeomlik egy fekete mini lyukba. Ez a folyamat hurrikánt okozott az energiában, amelyet Tunguska csodaként rögzítettek.
Ennek a hipotézisnek is van egy változata, amelyben maga a Tunguska meteorit pontosan egy miniatűr fekete lyuk volt, amely nagy sebességgel hatolt be bolygónkra.
Mennyire hitelesek az elméleti fizikusok következtetései? Van-e valójában féreg-alagút a tér-időben, vagy ez csak egyfajta "fizikai és matematikai fantázia"? És a legfontosabb kérdés: lehetséges-e bármilyen valódi kísérletet tenni olyan mesterséges altér-féreglyukak létrehozására, amelyek más dimenziók téréhez vezetnek?
Az LHC világvégű gép vagy mikrokollapsar generátor?
A számítások azt mutatják, hogy mikroszkópos fekete lyukak előfordulhatnak a részecskegyorsítókkal végzett kísérletekben, például a CERN-nél elindított jól ismert nagy hadroncsatorna (LHC) kísérletein.
Az LHC működési elve elméletileg nagyon egyszerű: képzeljünk el egy csövet, amelyben két óriás ágyú lő egymás felé speciális lövedékekkel - az atomokat alkotó elemi részecskékkel. Amikor ezek a mikroszkopikus lövedékek találkoznak, szétszóródnak, mint mindenféle töredék tűzijátékja, közöttük lehetnek mikroszkopikus fekete lyukak.
Ha az LHC fizikusok felfedezik ezeket a mikroobjektumokat, akkor a tudományos szenzáció messze meghaladja az "istenrészecske" - a Higgsi-bozon közelmúltbeli felfedezését.
Egyes tudósok úgy vélik, hogy a mikro-összekapcsolók nagyon veszélyes tárgyak, amelyek bolygókatasztrófához vezethetnek. Az LHC indulását tiltakozások kísérték, és egy csoport fizikus beperelte a CERN-t, mint olyan szervezetet, amely veszélyezteti az emberiséget.
Végül a szenvedélyek némileg tompultak, mivel a fizikusok egyértelműen kimutatták, hogy a kozmikus részecskék lavinajai minden pillanatra a föld felszínére esnek, és jóval meghaladják az LHC ütközési termékeinek energiáját. Ennek ellenére az ultra nagy energiájú kozmikus sugarak nem jelentenek veszélyt, és nem hoznak létre mikroszkopikus fekete lyukakat.
Másrészről, a számítógépes modellek azt mutatják, hogy ha a Földet egy mini-lyuk meglátogatná, akkor az azonnal bolygónk középpontjába zuhan, és körül forogni kezd, magmát elnyelve. De nem számít, mennyire baljóslatúnak tűnik ez a folyamat, több milliárd évbe telik, mire ez a felszínen valamilyen módon megnyilvánul. Tehát valószínű, hogy hosszú ideje egy fekete lyukkal élünk a lábunk alatt …
A világegyetem és az élet jövője egy fekete lyukban
Nem ismeretes, hogy az emberiség milliárd év alatt létezik-e, de az optimális változatban a távoli jövő csillagászai megfigyelhetik egy teljesen más Metagalaxiát - a látható Univerzumot. A csillagok nagy része kiég, és a napszerű fényforrások rendkívüli törpékké válnak. Ugyanakkor a hatalmasabb csillagok fekete lyukakká válnak, amelyek még kisebbek és olyan erős gravitációs mezővel rendelkeznek, hogy még a fény sem képes legyőzni azt.
Ezek a maradványok azonban továbbra is körülbelül 100 millió évvel a galaktikus központ körül forognak. A maradványok közötti ütközések közül néhányat kiszorítanak a galaxisból. A többiek a központhoz közelebb eső pályákon helyezkednek el, és végül összejönnek, és óriási fekete lyukat képeznek a Galaxis közepén, amely egy nap elnyel minden anyagot.
Mi lesz - az élet vége és az ok az univerzumunkban?
Ne siessünk, mert néhány modern elmélet azt jósolja, hogy még a fekete lyukak szörnyű mélységében is létezhetnek egész bolygók, amelyek határozatlan ideig forognak egy központi pont körül. Az előzetes számítások szerint az ilyen bolygók még akkor is erősen megvilágíthatók, ha a fotonok kívülről be vannak csapódva a lyuk csapdájába és forognak más testtel együtt ugyanabban a stabil pályán.
Csak az utolsó kérdést kell megoldani: létezhet-e élet egy fekete lyuk bolygóin? Egyes teoretikusok szerint ez lehetséges. Sőt, menekülve a kozmikus kataklizmáktól, a jövőben fejlett civilizációnk valódi menedéket találhat a Szupermasszív fekete lyuk mélyén, amely a Tejút magját foglalja el.
A fekete lyukak gyarmatosítóinak természetesen számos ijesztő feladatot kell megoldaniuk, például a kolosszális árapály erők ellensúlyozását és a legerősebb sugárzási áramlások elleni védelmet. Az ész fejlõdése szempontjából azonban egy olyan civilizációnak, amelynek sikerült behatolnia a fekete lyukba, valóban mesés technológiák vannak, amelyek meg tudják oldani a legfantasztikusabb problémákat.
Talán néhány évezreden belül az emberi civilizáció teljesen szabadon nyithat portálokat más világokra. Ebben az esetben különféle lehetőségek merülhetnek fel: féreglyukak a galaxisunk távoli részei között, a világűr szélén lévő galaxisok közötti altér-alagutak, hidak a múlt és a jövő között, féreglyukak más világokhoz.
Akkor a jövő emberisége nem fél minden kozmikus katasztrófától, és képes lesz szabadon átutazni a különféle világegyetemeken, kedvező élőhelyet választva. Sőt, miután kitalálta, hogy az univerzumok miként születnek, és miért vannak eltérő tulajdonságokkal, a szupercivilizáció megkezdi a készek keresését a fekete lyukak torkán keresztül, és új, az élethez jobban alkalmazkodó és mindenféle kataklizmákra hajlamos világot hozhat létre.
Tehát mit rejtenek a fekete lyukak önmagukban? Út a többi világhoz, a jövő határtalan energiája, a világegyetem utolsó lélegzete vagy más világok civilizációja?
Lehetséges, hogy a hallgatók és az iskolások jelenlegi generációja ismeri a válaszokat ezekre a kérdésekre. Csak arra várhatunk, hogy az izgalmas pillanat megtörténjen, amikor a csillagászok végre képesek lesznek közvetlenül megkezdeni a tanulmányozást "a gravitációs összevonók jelöltjeire".
Oleg FAYG