Ce sunt găurile negre?
Găurile negre sunt obiecte cosmice masive. Este aproape imposibil să le vezi pentru că
Găurile negre nu sunt bile negre, așa cum suntem obișnuiți să le vedem. Sunt transparente, dar lasă o umbră neagră. Nu este nici măcar o gaură, ci un absorbant sferic a tot ceea ce cade sub influența gravitației sale.
Cum apar găurile negre?
Stele care depășesc masa și dimensiunea Soarelui nostrude multe ori, la sfârșitul vieții lor, explodează și formează fie o stea de neutroni, fie încep să se micșoreze puternic, ca și când ar „cădea” spre interior, scăzând rapid dimensiunea lor la o masă constantă. Densitatea materiei la un punct compresibil devine foarte mare, respectiv gravitația crește foarte mult. Când dimensiunea unei stele devine atât de mică și densitatea este atât de mare într-un singur loc, aceasta „cade” spre interior, rezultând o gaură neagră.
O gaură neagră, de exemplu, cu masa unui Soare va avea dimensiuni mai mici decât steaua noastră.
Cu toate acestea, stele mici precum Soarele nostrunu se vor transforma într-o gaură neagră la sfârșitul ciclului lor de viață - masa lor este insuficientă chiar și pentru o explozie și formarea unei supernove. Va fi o explozie, desigur, dar în etapa finală stelele mici se transformă în pitice albe - stele foarte mici și fierbinți, care, de asemenea, se vor estompa în curând.
În prezent cunoaștem patru moduri diferite de formare a găurilor negre.
- Cel mai bine studiat este cel asociat stelaruluicolaps. O stea suficient de mare formează o gaură neagră după ce fuziunea sa nucleară se oprește, deoarece tot ceea ce ar putea fi deja sintetizat a fost sintetizat. Când presiunea creată prin fuziune încetează, materia începe să cadă către propriul centru gravitațional, devenind din ce în ce mai densă. În cele din urmă, devine atât de dens încât nimic nu poate depăși efectul gravitațional pe suprafața stelei: așa se naște o gaură neagră. Aceste găuri negre sunt numite „găuri negre cu masă solară” și sunt cele mai frecvente.
- Următorul tip comun de gaură neagrăsunt „găuri negre supermasive” care pot fi găsite în centrele multor galaxii și care au mase de aproximativ un miliard de ori mai mari decât găurile negre ale masei solare. Nu se știe încă cu siguranță exact cum se formează. Se crede că au început odată ca găuri negre cu masă solară, care în centrele galactice dens populate au consumat multe alte stele și au crescut. Cu toate acestea, par să absoarbă materia mai repede decât sugerează această idee simplă, iar modul în care o fac exact este încă o chestiune de cercetare.
- O idee mai controversată a fost gaurile negre primordiale,care ar fi putut fi formată de practic orice masă cu fluctuații mari de densitate în universul timpuriu. Deși este posibil, este dificil să găsești un model care să le producă fără a le crea excesiv.
- În cele din urmă, există ideea că Marele Hadronciocnitorul poate forma mici găuri negre cu mase apropiate de masa bosonului Higgs. Acest lucru funcționează numai dacă universul nostru are dimensiuni suplimentare. Până în prezent, nu a existat nicio confirmare în favoarea acestei teorii.
Cât de mari sunt găurile negre?
Vă puteți imagina orizontul unei găuri negre ca o sferă, iar diametrul său va fi direct proporțional cu masa găurii negre. Prin urmare, cu cât mai multă masă cade într-o gaură neagră, cu atât gaura neagră devine mai mare.
Comparativ cu obiectele stelare, găurile negremic, deoarece masa este comprimată în volume foarte mici sub influența presiunii gravitaționale irezistibile. Raza unei găuri negre cu o masă de planetă Pământ, de exemplu, este de doar câțiva milimetri. Aceasta este de 10.000.000.000 de ori mai mică decât raza actuală a Pământului.
Raza unei găuri negre se numește raza Schwarzschild după Karl Schwarzschild, care a dedus mai întâi găurile negre ca soluție la teoria generală a relativității a lui Einstein.
Unde sunt găurile negre?
Cel mai adesea sunt situate în centrul galaxiilor.Au o mare forță de atracție, datorită căreia reușesc să mențină sistemele stelare la o distanță foarte mare, formând galaxiile pe care le cunoaștem astăzi.
În centrul Căii Lactee există, de asemeneao gaură neagră supermasivă numită Săgetător A *. Este cu 4,02 milioane de ori mai grea decât Soarele, iar raza sa este de ≈ 45 de unități astronomice (o unitate astronomică = o distanță de la Pământ la Soare).
Pe lângă găurile negre supermasive din centrele galaxiei, există și unele „locale” care se formează după moartea stelelor masive.
Ce este în interiorul unei găuri negre?
Nimeni nu știe sigur. Relativitatea generală prezice că într-o gaură neagră există o singularitate, un loc în care forțele mareelor devin infinit de mari și, odată ce treci de orizontul evenimentelor, nu poți merge în altă parte decât în singularitate. În consecință, este mai bine să nu folosiți teoria generală a relativității în aceste locuri - pur și simplu nu funcționează. Pentru a spune ce se întâmplă în interiorul unei găuri negre, avem nevoie de o teorie a gravitației cuantice. Este general acceptat că această teorie va înlocui singularitatea cu altceva.
De ce ar putea exista universuri în interiorul unei găuri negre?
Există multe găuri negre ipotetice -cu sau fără încărcare electrică, rotativă sau staționară, înconjurată de materie sau plutitoare în spațiu gol. Unele dintre aceste gauri negre ipotetice există probabil în universul nostru. De exemplu, o gaură neagră care se învârte înconjurată de materie în cădere este un tip destul de comun al acestor obiecte.
Dar există și alte tipuri de găuri negrepur teoretic. Comportamentul și proprietățile lor pot fi descrise bazându-se doar pe metode matematice. Un astfel de obiect este o gaură neagră încărcată electric, înconjurată de spațiu anti-de Sitter. Acest tip de spațiu are o curbură geometrică constantă negativă și are o formă similară cu cea a șeii.
Nu există un astfel de spațiu în Universul nostruexistă, dar existența sa în teorie deschide multe efecte interesante care pot fi investigate. Un motiv pentru care merită investigat este că găurile negre încărcate au multe în comun cu găurile negre care se învârt, care există în universul nostru.
Autorii noului studiu au descoperitcă atunci când astfel de găuri negre devin relativ reci, ele creează o „ceață” de câmpuri cuantice în jurul suprafeței lor. Pe suprafața obiectului, această ceață este susținută de gravitația găurii negre, dar este împinsă spre exterior de câmpul electric. Ca rezultat, într-o astfel de ceață se formează un mediu supraconductor. Pe lângă orizontul de evenimente obișnuit, astfel de găuri negre au și un orizont intern. Datorită acestui fapt, găurile negre încărcate pot fi pătrunse fără a fi rupte în atomi.
Oamenii de știință au demonstrat că de cealaltă parte a acuzațieigaura neagră vă puteți aștepta la efecte misterioase. Cercetătorii au descoperit că cele mai interioare regiuni ale unei găuri negre supraconductoare ar putea reprezenta un univers în expansiune - un loc în care spațiul se poate întinde și se poate deforma la viteze diferite în direcții diferite.
Mai mult, in functieDe la temperatura găurii negre din unele dintre aceste regiuni ale spațiului poate provoca o nouă rundă de oscilații, care va crea apoi o altă secțiune de spațiu în expansiune, care va provoca o nouă rundă de oscilații, care va crea apoi o nouă rundă de oscilații. secțiune de extindere a spațiului și, deci, pe infinit. Acesta va fi un mini-Univers fractal, care se repetă la nesfârșit cu o scădere a dimensiunii.
Citește și
În ziua a 3-a de boală, majoritatea pacienților cu COVID-19 își pierd simțul mirosului și suferă adesea de un nas curgător
Vedeți cele mai apropiate fotografii ale suprafeței Soarelui
Ghețarul Doomsday s-a dovedit a fi mai periculos decât credeau oamenii de știință. Spunem principalul lucru