Što su crne rupe?
Crne rupe su masivni kozmički objekti. Gotovo ih je nemoguće vidjeti jer
Crne rupe nisu crne kugle kakve smo navikli vidjeti. Prozirne su, ali ostavljaju crnu sjenu. To čak nije ni rupa, već sferni apsorber svega što padne pod utjecaj njegove gravitacije.
Kako se pojavljuju crne rupe?
Zvijezde koje premašuju masu i veličinu našeg Suncamnogo puta, na kraju svog života, eksplodiraju i tvore ili neutronsku zvijezdu, ili se počinju jako smanjivati, kao da "padaju" prema unutra, brzo smanjujući njihovu veličinu pri konstantnoj masi. Gustoća tvari u stlačivoj točki postaje vrlo velika, odnosno gravitacija se uvelike povećava. Kad veličina zvijezde postane tako mala, a gustoća na jednom mjestu tako velika, ona "pada" prema unutra, što rezultira crnom rupom.
Na primjer, crna rupa, s masom od jednog Sunca, bit će manjih dimenzija od naše zvijezde.
Međutim, male zvijezde poput našeg Suncaneće se na kraju životnog ciklusa pretvoriti u crnu rupu – njihova masa je nedovoljna čak i za eksploziju i nastanak supernove. Doći će do eksplozije, naravno, ali u završnoj fazi male zvijezde pretvaraju se u bijele patuljke - vrlo male i vruće zvijezde, koje će također ubrzo nestati.
Trenutno poznajemo četiri različita načina nastanka crnih rupa.
- Najbolje je proučavan onaj koji je povezan sa zvijezdomkolaps. Dovoljno velika zvijezda formira crnu rupu nakon što joj prestane nuklearna fuzija, jer je sintetizirano sve što se već moglo sintetizirati. Kad tlak nastao fuzijom prestane, materija počinje padati prema vlastitom gravitacijskom središtu, postajući sve gušća. Na kraju postaje toliko gusta da ništa ne može nadvladati gravitacijski učinak na površini zvijezde: tako se rađa crna rupa. Te se crne rupe nazivaju "crne rupe solarne mase" i najčešće su.
- Sljedeća uobičajena vrsta crnih rupasu "supermasivne crne rupe" koje se mogu pronaći u središtima mnogih galaksija i koje imaju mase oko milijardu puta veće od solarnih crnih rupa. Još se ne zna točno kako su nastale. Vjeruje se da su nekada nastajale kao crne rupe solarne mase koje su progutale mnoge druge zvijezde u gusto naseljenim galaktičkim središtima i rasle. Međutim, čini se da apsorbiraju materiju brže nego što ova jednostavna ideja sugerira, a kako to točno čine, još je pitanje istraživanja.
- Kontroverznija ideja bile su iskonske crne rupe,koji je mogao nastati praktički bilo kojom masom u velikim fluktuacijama gustoće u ranom svemiru. Iako je moguće, teško je pronaći model koji ih proizvodi bez pretjeranog stvaranja.
- Konačno, postoji ideja da je Veliki Hadronsudarač može stvoriti male crne rupe s masama bliskim masi Higgsovog bozona. Ovo funkcionira samo ako naš svemir ima dodatne dimenzije. Do sada nije bilo potvrde u korist ove teorije.
Koliko su velike crne rupe?
Horizont crne rupe možete zamisliti kao sferu, a njezin će promjer biti izravno proporcionalan masi crne rupe. Stoga, što više mase padne u crnu rupu, crna rupa postaje veća.
U usporedbi sa zvjezdanim objektima, crne rupesićušan jer se masa komprimira u vrlo male volumene pod utjecajem neodoljivog gravitacijskog pritiska. Polumjer crne rupe s masom planeta Zemlje, na primjer, je samo nekoliko milimetara. To je 10.000.000.000 puta manje od sadašnjeg radijusa Zemlje.
Polumjer crne rupe naziva se Schwarzschildov radijus prema Karlu Schwarzschildu, koji je prvi izveo crne rupe kao rješenje za Einsteinovu opću teoriju relativnosti.
Gdje su crne rupe?
Najčešće se nalaze u središtu galaksija.Imaju veliku gravitacijsku silu, zahvaljujući kojoj uspijevaju držati zvjezdane sustave na vrlo velikoj udaljenosti, tvoreći galaksije koje poznajemo danas.
U središtu naše Mliječne staze nalazi se isupermasivna crna rupa zvana Strijelac A *. 4,02 milijuna puta je teži od Sunca, a radijus mu je ≈ 45 astronomskih jedinica (jedna astronomska jedinica = jedna udaljenost od Zemlje do Sunca).
Osim supermasivnih crnih rupa u središtima galaksije, postoje i “lokalne” koje nastaju nakon smrti masivnih zvijezda.
Što se nalazi unutar crne rupe?
Nitko ne zna sigurno. Opća teorija relativnosti predviđa da u crnoj rupi postoji singularnost, mjesto gdje plimne sile postaju beskonačno velike, a kada jednom prijeđete horizont događaja, ne možete otići nigdje drugdje osim u singularitet. U skladu s tim, bolje je ne koristiti opću teoriju relativnosti na ovim mjestima - ona jednostavno ne funkcionira. Da bismo rekli što se događa unutar crne rupe, potrebna nam je teorija kvantne gravitacije. Opće je prihvaćeno da će ova teorija zamijeniti singularnost nečim drugim.
Zašto bi unutar crne rupe mogli postojati svemiri?
Postoje mnoge hipotetičke crne rupe -sa ili bez električnog naboja, rotirajući ili nepomični, okruženi materijom ili lebde u praznom prostoru. Neke od ovih hipotetičkih crnih rupa vjerojatno postoje u našem svemiru. Na primjer, rotirajuća crna rupa okružena padajućom materijom prilično je uobičajena vrsta ovih objekata.
No neke druge vrste crnih rupa jesučisto teoretski. Njihovo ponašanje i svojstva mogu se opisati oslanjajući se samo na matematičke metode. Jedan od takvih objekata je električno nabijena crna rupa okružena prostorom protiv de Sittera. Ova vrsta prostora ima konstantnu negativnu geometrijsku zakrivljenost i po obliku je slična sedlu.
U našem Univerzumu nema takvog prostorapostoji, ali njegovo postojanje u teoriji otvara mnoge zanimljive učinke koje je moguće istražiti. Jedan od razloga zašto je ovo vrijedno istražiti je to što nabijene crne rupe imaju mnogo zajedničkog s rotirajućim crnim rupama koje postoje u našem svemiru.
Autori nove studije otkrili suda kada takve crne rupe postanu relativno hladne, stvaraju "maglu" kvantnih polja oko svoje površine. Na površini objekta, ova magla je podržana gravitacijom crne rupe, ali je gura prema van pomoću električnog polja. Kao rezultat, u takvoj magli nastaje supravodljivi medij. Osim uobičajenog horizonta događaja, takve crne rupe imaju i unutarnji horizont. Zahvaljujući tome, u nabijene crne rupe može se prodrijeti bez da budu rastrgane na atome.
Znanstvenici su pokazali da je s druge strane nabijenoTajanstveni efekti crne rupe mogu vas čekati. Istraživači su otkrili da bi najunutarnja područja supravodljive crne rupe mogla predstavljati svemir koji se širi - mjesto gdje se prostor može protezati i deformirati različitim brzinama u različitim smjerovima.
Štoviše, ovisnoOd temperature crne rupe u nekim od tih područja svemira može izazvati novi krug oscilacija, koji će zatim stvoriti još jedan dio prostora koji se širi, što će izazvati novi krug oscilacija, koji će zatim stvoriti novi dio svemirskog širenja, i tako u beskonačnost. Ovo će biti fraktalni mini-svemir, koji se beskonačno ponavlja sa smanjenjem veličine.
Pročitajte i
Na 3. dan bolesti, većina bolesnika s COVID-19 gubi smrad i često pate od curenja iz nosa
Pogledajte najbliže snimke Sunčeve površine
Ledenjak Doomsdaya pokazao se opasnijim nego što su znanstvenici mislili. Kažemo glavno