Kas ir melnie caurumi?
Melnie caurumi ir masīvi kosmiski objekti. Ir gandrīz neiespējami tos redzēt, jo
Melnie caurumi nav melnas bumbiņas, kā mēs esam pieraduši tās redzēt. Tie ir caurspīdīgi, bet atstāj melnu ēnu. Tas pat nav caurums, bet sfērisks absorbētājs visam, kas ietilpst tā gravitācijas ietekmē.
Kā rodas melnie caurumi?
Zvaigznes, kas pārsniedz mūsu Saules masu un lielumudaudzas reizes dzīves beigās tie eksplodē un veido vai nu neitronu zvaigzni, vai arī sāk stipri sarukt, it kā "iekrītot" uz iekšu, strauji samazinot to izmēru nemainīgā masā. Vielas blīvums saspiežamā vietā kļūst ļoti augsts, attiecīgi gravitācija ievērojami palielinās. Kad zvaigznes izmērs kļūst tik mazs un blīvums vienā vietā ir tik liels, tā "nokrīt" uz iekšu, kā rezultātā rodas melns caurums.
Piemēram, melnais caurums ar vienas Saules masu būs mazāks nekā mūsu zvaigzne.
Tomēr mazām zvaigznēm patīk mūsu Sauledzīves cikla beigās nepārvērsīsies par melno caurumu - to masa nav pietiekama pat sprādzienam un supernovas izveidošanai. Protams, būs sprādziens, taču beigu posmā mazās zvaigznes pārvēršas par baltiem punduriem – ļoti mazām un karstām zvaigznēm, kuras arī drīzumā nodzisīs.
Pašlaik mēs zinām četrus dažādus melno caurumu veidošanās veidus.
- Vislabāk pētītais ir tas, kas saistīts ar zvaigznisabrukt. Pietiekami liela zvaigzne pēc kodolsintēzes apstāšanās veido melno caurumu, jo ir sintezēts viss, ko jau varēja sintezēt. Kad pārstāj saplūšanas radītais spiediens, matērija sāk krist uz savu gravitācijas centru, kļūstot arvien blīvāka. Galu galā tas kļūst tik blīvs, ka nekas nevar pārvarēt gravitācijas efektu uz zvaigznes virsmas: šādi dzimst melnais caurums. Šos melnos caurumus sauc par "saules masas melnajiem caurumiem", un tie ir visizplatītākie.
- Nākamais izplatītais melnā cauruma veidsir "supermasīvi melnie caurumi", kurus var atrast daudzu galaktiku centros un kuru masa ir aptuveni miljardu reižu lielāka nekā saules melnajiem caurumiem. Pagaidām nav zināms, kā tieši tie veidojas. Tiek uzskatīts, ka tie kādreiz sākās kā saules masas melnie caurumi, kas blīvi apdzīvotos galaktikas centros norija daudzas citas zvaigznes un auga. Tomēr šķiet, ka tie absorbē matēriju ātrāk, nekā liecina šī vienkāršā ideja, un tas, kā viņi to dara, joprojām ir izpētes jautājums.
- Pretrunīgāka ideja ir kļuvusi par pirmatnējiem melnajiem caurumiem,ko varēja veidot praktiski jebkura masa lielā blīvuma svārstībās agrīnajā Visumā. Lai gan tas ir iespējams, ir grūti atrast modeli, kas tos ražotu, tos pārmērīgi neradot.
- Visbeidzot, pastāv ideja, ka Lielais hadronspretrunā var veidoties sīki melni caurumi, kuru masa ir tuvu Higsa bozona masai. Tas darbojas tikai tad, ja mūsu Visumam ir papildu izmēri. Līdz šim nav gūts apstiprinājums par labu šai teorijai.
Cik lieli ir melnie caurumi?
Jūs varat iedomāties melnā cauruma horizontu kā sfēru, un tā diametrs būs tieši proporcionāls melnā cauruma masai. Tāpēc, jo vairāk masas iekrīt melnajā caurumā, jo lielāks kļūst melnais caurums.
Salīdzinot ar zvaigžņu objektiem, melnajiem caurumiemniecīga, jo masa ir saspiesta ļoti mazos apjomos neatvairāma gravitācijas spiediena ietekmē. Piemēram, melnā cauruma rādiuss ar planētas Zeme masu ir tikai daži milimetri. Tas ir 10 000 000 000 reižu mazāk nekā pašreizējais Zemes rādiuss.
Melnā cauruma rādiusu sauc par Švarcšilda rādiusu pēc Karla Švarcšilda, kurš vispirms secināja melnos caurumus kā Einšteina vispārējās relativitātes teorijas risinājumu.
Kur ir melnie caurumi?
Visbiežāk tie atrodas galaktiku centrā.Viņiem ir liels gravitācijas spēks, pateicoties kuriem viņiem izdodas noturēt zvaigžņu sistēmas ļoti lielā attālumā, veidojot šodien zināmās galaktikas.
Mūsu Piena ceļa centrā ir arīsupermasīvs melnais caurums, ko sauc par Strēlnieku A *. Tā ir 4,02 miljonus reižu smagāka par Sauli, un tās rādiuss ir ≈ 45 astronomiskās vienības (viena astronomiskā vienība = viens attālums no Zemes līdz Saulei).
Papildus supermasīvajiem melnajiem caurumiem galaktikas centros ir arī “lokālie”, kas veidojas pēc masīvu zvaigžņu nāves.
Kas atrodas melnajā caurumā?
Neviens droši nezina. Vispārējā relativitātes teorija paredz, ka melnajā caurumā ir singularitāte, vieta, kur paisuma spēki kļūst bezgalīgi lieli, un, tiklīdz esat sasniedzis notikumu horizontu, jūs nevarat doties nekur citur, izņemot singularitāti. Attiecīgi vispārējo relativitātes teoriju šajās vietās labāk neizmantot – tā vienkārši nestrādā. Lai pateiktu, kas notiek melnā caurumā, mums ir nepieciešama kvantu gravitācijas teorija. Ir vispārpieņemts, ka šī teorija singularitāti aizstās ar kaut ko citu.
Kāpēc melnajā caurumā varētu būt Visumi?
Ir daudz hipotētisku melno caurumu -ar vai bez elektriskā lādiņa, rotējošs vai nekustīgs, matērijas ieskauts vai peldošs tukšā telpā. Daži no šiem hipotētiskajiem melnajiem caurumiem, iespējams, pastāv mūsu Visumā. Piemēram, vērpjošs melnais caurums, ko ieskauj krītoša viela, ir diezgan izplatīts šo objektu veids.
Bet daži citi melno caurumu veidi irtīri teorētiski. To uzvedību un īpašības var aprakstīt, paļaujoties tikai uz matemātiskām metodēm. Viens no šādiem objektiem ir elektriski uzlādēts melnais caurums, ko ieskauj anti-de Sitter telpa. Šāda veida telpai ir nemainīgs negatīvs ģeometriskais izliekums, un pēc formas tā ir līdzīga seglam.
Mūsu Visumā šādas telpas navpastāv, taču tā pastāvēšana teorētiski paver daudz interesantu efektu, kurus var izpētīt. Viens no iemesliem, kāpēc to ir vērts izpētīt, ir tas, ka uzlādētiem melnajiem caurumiem ir daudz kopīga ar mūsu Visumā esošajiem melnajiem caurumiem.
Jaunā pētījuma autori atklājaka tad, kad šādi melnie caurumi kļūst salīdzinoši auksti, tie ap to virsmu rada kvantu lauku “miglu”. Uz objekta virsmas šo miglu atbalsta melnā cauruma gravitācija, bet elektriskā lauks to izspiež uz āru. Rezultātā šādā miglā veidojas supravadoša vide. Papildus parastajam notikumu horizontam šādiem melnajiem caurumiem ir arī iekšējais horizonts. Pateicoties tam, lādētos melnos caurumos var iekļūt, nesadaloties atomos.
Zinātnieki ir pierādījuši, ka apsūdzības otrā pusējūs varat sagaidīt noslēpumaini melnā cauruma efekti. Pētnieki atklāja, ka supravadošā melnā cauruma iekšējie reģioni varētu pārstāvēt paplašinošu Visumu - vietu, kur telpa var izstiepties un deformēties dažādos ātrumos dažādos virzienos.
Turklāt atkarībā noNo melnā cauruma temperatūras daži no šiem kosmosa reģioniem var izraisīt jaunu svārstību kārtu, kas pēc tam radīs vēl vienu izplešas telpas daļu, kas izraisīs jaunu svārstību kārtu, kas pēc tam radīs jaunu paplašināmās telpas sadaļa un tā tālāk Tas būs fraktāļu mini Visums, kas bezgalīgi atkārtojas, samazinoties izmēram.
Lasīt arī
Slimības 3. dienā lielākajai daļai COVID-19 pacientu zūd oža un bieži cieš no iesnas
Skatiet tuvākos Saules virsmas kadrus
Doomsday ledājs izrādījās bīstamāks, nekā domāja zinātnieki. Mēs sakām galveno