SORT HUL
et område i rummet, der er et resultat af stofs fuldstændige gravitationssammenbrud, hvor gravitationstiltrækningen er så stærk, at hverken stof, lys eller andre informationsbærere kan forlade den. Derfor er det indre af et sort hul ikke kausalt forbundet med resten af universet; Fysiske processer, der foregår inde i et sort hul, kan ikke påvirke processer uden for det. Et sort hul er omgivet af en overflade med egenskaben af en ensrettet membran: stof og stråling falder frit gennem det ind i det sorte hul, men intet kan undslippe derfra. Denne overflade kaldes "begivenhedshorisonten". Da der stadig kun er indirekte indikationer på eksistensen af sorte huller i afstande af tusinder af lysår fra Jorden, er vores videre præsentation hovedsagelig baseret på teoretiske resultater. Sorte huller, forudsagt af den generelle relativitetsteori (tyngdekraftsteorien foreslået af Einstein i 1915) og andre, mere moderne teorier om tyngdekraft, blev matematisk underbygget af R. Oppenheimer og H. Snyder i 1939. Men rummets egenskaber og tid i nærheden af disse objekter viste sig at være så usædvanlig, at astronomer og fysikere ikke tog dem alvorligt i 25 år. Imidlertid bragte astronomiske opdagelser i midten af 1960'erne sorte huller til overfladen som en mulig fysisk realitet. Deres opdagelse og undersøgelse kan fundamentalt ændre vores ideer om rum og tid.
Dannelse af sorte huller. Mens termonukleære reaktioner forekommer i stjernens tarme, opretholder de høj temperatur og tryk, hvilket forhindrer stjernen i at kollapse under indflydelse af sin egen tyngdekraft. Men over tid er atombrændstoffet opbrugt, og stjernen begynder at skrumpe. Beregninger viser, at hvis massen af en stjerne ikke overstiger tre solmasser, så vil den vinde "kampen med tyngdekraften": dens gravitationssammenbrud vil blive stoppet af trykket fra "degenereret" stof, og stjernen vil for altid blive til en hvid dværg eller neutronstjerne. Men hvis massen af stjernen er mere end tre solceller, så kan intet stoppe dens katastrofale kollaps, og den vil hurtigt gå under begivenhedshorisonten og blive til et sort hul. For et sfærisk sort hul med massen M danner begivenhedshorisonten en kugle med en cirkel ved ækvator 2p gange større end "gravitationsradiusen" af det sorte hul RG = 2GM/c2, hvor c er lysets hastighed og G er gravitationskonstanten. Et sort hul med en masse på 3 solmasser har en gravitationsradius på 8,8 km.
Hvis en astronom observerer en stjerne i det øjeblik den forvandles til et sort hul, vil han først se, hvordan stjernen komprimeres hurtigere og hurtigere, men når dens overflade nærmer sig gravitationsradius, vil komprimeringen begynde at aftage, indtil den stopper helt. Samtidig vil lyset, der kommer fra stjernen, svækkes og rødme, indtil det går helt ud. Det sker, fordi lyset i kampen mod den gigantiske tyngdekraft mister energi, og det tager mere og mere tid for det at nå frem til iagttageren. Når stjernens overflade når gravitationsradius, vil lyset, der forlader den, tage uendelig lang tid at nå observatøren (og fotonerne vil miste al deres energi). Derfor vil astronomen aldrig vente på dette øjeblik, meget mindre se, hvad der sker med stjernen under begivenhedshorisonten. Men teoretisk kan denne proces studeres. Beregninger af idealiseret sfærisk kollaps viser, at stjernen på kort tid kollapser til et punkt, hvor der opnås uendeligt høje værdier af tæthed og tyngdekraft. Sådan et punkt kaldes "singularitet". Desuden viser generel matematisk analyse, at hvis en begivenhedshorisont er opstået, så fører selv et ikke-sfærisk sammenbrud til en singularitet. Alt dette er dog kun sandt, hvis den generelle relativitetsteori gælder ned til meget små rumlige skalaer, som vi endnu ikke er sikre på. Kvantelove fungerer i mikroverdenen, men kvanteteorien om tyngdekraften er endnu ikke blevet skabt. Det er klart, at kvanteeffekter ikke kan stoppe sammenbruddet af en stjerne i et sort hul, men de kan forhindre fremkomsten af en singularitet. Den moderne teori om stjerneudvikling og vores viden om stjernepopulationen i Galaksen indikerer, at der blandt dens 100 milliarder stjerner burde være omkring 100 millioner sorte huller dannet under sammenbruddet af de mest massive stjerner. Derudover kan sorte huller med meget store masser lokaliseres i kernerne af store galakser, inklusive vores. Som allerede nævnt, i vores æra, kan kun en masse mere end tre gange solmassen blive til et sort hul. Dog umiddelbart efter Big Bang, hvorfra ca. For 15 milliarder år siden begyndte udvidelsen af universet, sorte huller af enhver masse kunne blive født. Den mindste af dem skulle på grund af kvanteeffekter være fordampet og miste deres masse i form af stråling og partikelstrømme. Men "primære sorte huller" med en masse på mere end 1015 g kunne overleve den dag i dag. Alle beregninger af stjernernes kollaps er foretaget under antagelsen om en lille afvigelse fra sfærisk symmetri og viser, at der altid dannes en begivenhedshorisont. Men med en stærk afvigelse fra sfærisk symmetri kan sammenbrud af en stjerne føre til dannelsen af et område med uendelig stærk tyngdekraft, men ikke omgivet af en begivenhedshorisont; det kaldes den "nøgne singularitet". Dette er ikke længere et sort hul i den forstand, vi diskuterede ovenfor. Fysiske love nær en nøgen singularitet kan antage en meget uventet form. I øjeblikket betragtes en nøgen singularitet som et usandsynligt objekt, mens de fleste astrofysikere tror på eksistensen af sorte huller.
Sorte hullers egenskaber. For en udefrakommende iagttager ser strukturen af et sort hul ekstremt simpel ud. Under sammenbruddet af en stjerne i et sort hul på en lille brøkdel af et sekund (ifølge en fjernobservatørs ur), udsendes alle dens ydre træk forbundet med den oprindelige stjernes inhomogenitet i form af gravitations- og elektromagnetiske bølger. Det resulterende stationære sorte hul "glemmer" al information om den oprindelige stjerne, bortset fra tre størrelser: total masse, vinkelmomentum (associeret med rotation) og elektrisk ladning. Ved at studere et sort hul er det ikke længere muligt at vide, om den oprindelige stjerne bestod af stof eller antistof, om den havde form som en cigar eller en pandekage osv. Under virkelige astrofysiske forhold vil et ladet sort hul tiltrække partikler af det modsatte fortegn fra det interstellare medium, og dets ladning vil hurtigt blive nul. Det resterende stationære objekt vil enten være et ikke-roterende "Schwarzschild sort hul", som kun er karakteriseret ved masse, eller et roterende "Kerr sort hul", som er karakteriseret ved masse og vinkelmomentum. Det unikke ved de ovennævnte typer af stationære sorte huller blev bevist inden for rammerne af den generelle relativitetsteori af W. Israel, B. Carter, S. Hawking og D. Robinson. Ifølge den generelle relativitetsteori er rum og tid buet af massive legemers gravitationsfelt, hvor den største krumning forekommer nær sorte huller. Når fysikere taler om intervaller af tid og rum, mener de tal læst fra et fysisk ur eller lineal. For eksempel kan rollen som et ur spilles af et molekyle med en bestemt vibrationsfrekvens, hvis antal mellem to begivenheder kan kaldes et "tidsinterval." Det er bemærkelsesværdigt, at tyngdekraften påvirker alle fysiske systemer på samme måde: alle ure viser, at tiden går langsommere, og alle linealer viser, at rummet strækker sig nær et sort hul. Det betyder, at det sorte hul bøjer rummets og tidens geometri omkring sig selv. Langt fra det sorte hul er denne krumning lille, men tæt på den er den så stor, at lysstråler kan bevæge sig rundt om den i en cirkel. Langt fra et sort hul er dets tyngdefelt præcis beskrevet af Newtons teori for et legeme med samme masse, men tæt på det bliver tyngdekraften meget stærkere, end Newtons teori forudsiger. Ethvert legeme, der falder ned i et sort hul, vil blive revet fra hinanden længe før det krydser begivenhedshorisonten af kraftige tidevandsgravitationskræfter, der opstår fra forskelle i tyngdekraften i forskellige afstande fra centrum. Et sort hul er altid klar til at absorbere stof eller stråling og derved øge dets masse. Dens interaktion med omverdenen bestemmes af et simpelt Hawking-princip: området for begivenhedshorisonten for et sort hul falder aldrig, medmindre man tager hensyn til kvanteproduktionen af partikler. J. Bekenstein i 1973 foreslog, at sorte huller adlyder de samme fysiske love som fysiske kroppe, der udsender og absorberer stråling (den "absolut sorte krop"-modellen). Påvirket af denne idé viste Hawking i 1974, at sorte huller kan udsende stof og stråling, men det vil kun kunne mærkes, hvis selve det sorte huls masse er relativt lille. Sådanne sorte huller kunne blive født umiddelbart efter Big Bang, som begyndte udvidelsen af universet. Masserne af disse primære sorte huller bør ikke være mere end 1015 g (som en lille asteroide), og deres størrelse skal være 10-15 m (som en proton eller neutron). Det kraftige gravitationsfelt nær et sort hul producerer partikel-antipartikel-par; en af partiklerne i hvert par absorberes af hullet, og den anden udsendes udad. Et sort hul med en masse på 1015 g skal opføre sig som en krop med en temperatur på 1011 K. Ideen om "fordampning" af sorte huller modsiger fuldstændig det klassiske koncept om dem som kroppe, der ikke er i stand til at udstrålende.
Søg efter sorte huller. Beregninger inden for rammerne af Einsteins generelle relativitetsteori indikerer kun muligheden for eksistensen af sorte huller, men beviser slet ikke deres tilstedeværelse i den virkelige verden; opdagelsen af et rigtigt sort hul ville være et vigtigt skridt i fysikkens udvikling. At finde isolerede sorte huller i rummet er håbløst svært: vi vil ikke være i stand til at bemærke en lille mørk genstand på baggrund af kosmisk sorthed. Men der er håb om at opdage et sort hul ved dets interaktion med omgivende astronomiske legemer, ved dets karakteristiske indflydelse på dem. Supermassive sorte huller kan opholde sig i centrum af galakser og kontinuerligt fortære stjerner der. Koncentreret omkring det sorte hul skulle stjernerne danne centrale lysstyrketoppe i de galaktiske kerner; Deres eftersøgning er nu aktivt i gang. En anden søgemetode er at måle hastigheden af stjerner og gas omkring et centralt objekt i galaksen. Hvis deres afstand fra det centrale objekt er kendt, kan dets masse og gennemsnitlige tæthed beregnes. Hvis den væsentligt overstiger den mulige tæthed for stjernehobe, så antages det, at det er et sort hul. Ved hjælp af denne metode fastslog J. Moran og hans kolleger i 1996, at der i centrum af galaksen NGC 4258 sandsynligvis er et sort hul med en masse på 40 millioner solceller. Det mest lovende er at søge efter et sort hul i binære systemer, hvor det, parret med en normal stjerne, kan kredse om et fælles massecenter. Ved den periodiske Doppler-forskydning af linjer i en stjernes spektrum kan man forstå, at den kredser i tandem med et bestemt legeme og endda estimere massen af sidstnævnte. Hvis denne masse overstiger 3 solmasser, og selve kroppens stråling ikke kan detekteres, så er det meget muligt, at det er et sort hul. I et kompakt binært system kan det sorte hul fange gas fra overfladen af en normal stjerne. Bevæger sig i kredsløb omkring det sorte hul, danner denne gas en skive, og når den spiraler mod det sorte hul, bliver den meget varm og bliver en kilde til kraftig røntgenstråling. Hurtige udsving i denne stråling skulle indikere, at gassen hurtigt bevæger sig i en lille radius i kredsløb omkring en lille, massiv genstand. Siden 1970'erne er flere røntgenkilder blevet opdaget i binære systemer med tydelige tegn på sorte huller. Den mest lovende er den binære røntgenstråle V 404 Cygni, hvis masse af den usynlige komponent anslås at være ikke mindre end 6 solmasser. Andre bemærkelsesværdige sorte hul-kandidater er i X-ray binærerne Cygnus X-1, LMCX-3, V 616 Monoceros, QZ Vulpeculae og X-ray novae Ophiuchus 1977, Mukha 1981 og Scorpius 1994. Med undtagelse af LMCX-3, der ligger i den store magellanske sky, er de alle placeret i vores galakse i en afstand på omkring 8000 lysår. år fra Jorden.
se også
KOSMOLOGI;
TYNGDEKRAFT;
GRAVITATIONSSAMMENBUD;
RELATIVITET;
EKSTRA-ATMOSFÆRE ASTRONOMI.
LITTERATUR
Cherepashchuk A.M. Masser af sorte huller i binære systemer. Advances in Physical Sciences, bind 166, s. 809, 1996
Colliers Encyclopedia. - Åbent samfund. 2000 .
Synonymer:Se, hvad et "SORT HUL" er i andre ordbøger:
SORT HUL, et lokaliseret område af det ydre rum, hvorfra hverken stof eller stråling kan undslippe, med andre ord overstiger den første kosmiske hastighed lysets hastighed. Grænsen for dette område kaldes begivenhedshorisonten... ... Videnskabelig og teknisk encyklopædisk ordbog
Kosmisk en genstand, der opstår som følge af sammenpresningen af et legeme ved tyngdekraften. kræfter til størrelser mindre end dens gravitationsradius rg=2g/c2 (hvor M er kroppens masse, G er gravitationskonstanten, c er den numeriske værdi af lysets hastighed). Forudsigelse om eksistensen af... ... Fysisk encyklopædi
Navneord, antal synonymer: 2 stjerner (503) ukendt (11) ASIS Dictionary of Synonyms. V.N. Trishin. 2013… Synonym ordbog
Mystiske og undvigende sorte huller. Fysikkens love bekræfter muligheden for deres eksistens i universet, men mange spørgsmål er stadig tilbage. Talrige observationer viser, at der findes huller i universet, og der er mere end en million af disse objekter.
Hvad er sorte huller?
Tilbage i 1915, da man løste Einsteins ligninger, blev et sådant fænomen som "sorte huller" forudsagt. Imidlertid blev det videnskabelige samfund først interesseret i dem i 1967. De blev derefter kaldt "sammenfaldne stjerner", "frosne stjerner".
I dag er et sort hul et område af tid og rum, der har en sådan tyngdekraft, at selv en lysstråle ikke kan undslippe den.
Hvordan dannes sorte huller?
Der er flere teorier for udseendet af sorte huller, som er opdelt i hypotetiske og realistiske. Den enkleste og mest udbredte realistiske er teorien om gravitationssammenbrud af store stjerner.
Når en tilstrækkelig massiv stjerne, før "døden", vokser i størrelse og bliver ustabil og bruger sit sidste brændstof. Samtidig forbliver stjernens masse uændret, men dens størrelse falder, efterhånden som den såkaldte fortætning sker. Med andre ord, når den komprimeres, "falder" den tunge kerne ind i sig selv. Parallelt hermed fører komprimering til en kraftig stigning i temperaturen inde i stjernen og de ydre lag af himmellegemet rives af, hvorfra der dannes nye stjerner. Samtidig, i midten af stjernen, falder kernen ind i sit eget "center". Som følge af gravitationskræfternes påvirkning kollapser centret til et punkt – det vil sige, at gravitationskræfterne er så stærke, at de absorberer den komprimerede kerne. Sådan bliver et sort hul født, som begynder at forvride rum og tid, så selv lys ikke kan slippe ud af det.
I centrum af alle galakser er et supermassivt sort hul. Ifølge Einsteins relativitetsteori:
"Enhver masse forvrænger rum og tid."
Forestil dig nu, hvor meget et sort hul forvrænger tid og rum, fordi dets masse er enorm og samtidig presset ind i et ultra-lille volumen. Denne evne forårsager følgende mærkværdighed:
"Sorte huller har evnen til praktisk talt at stoppe tiden og komprimere rummet. På grund af denne ekstreme forvrængning bliver hullerne usynlige for os."
Hvis sorte huller ikke er synlige, hvordan ved vi, at de eksisterer?
Ja, selvom et sort hul er usynligt, burde det være mærkbart på grund af den sag, der falder ned i det. Samt stjernegas, som tiltrækkes af et sort hul; når man nærmer sig begivenhedshorisonten, begynder gassens temperatur at stige til ultrahøje værdier, hvilket fører til en glød. Det er derfor, sorte huller lyser. Takket være denne, omend svage, glød, forklarer astronomer og astrofysikere tilstedeværelsen i centrum af galaksen af et objekt med et lille volumen, men en enorm masse. I øjeblikket er der, som et resultat af observationer, blevet opdaget omkring 1000 genstande, der ligner sorte hullers adfærd.
Sorte huller og galakser
Hvordan kan sorte huller påvirke galakser? Dette spørgsmål plager videnskabsmænd over hele verden. Der er en hypotese, ifølge hvilken det er de sorte huller placeret i centrum af galaksen, der påvirker dens form og udvikling. Og at når to galakser støder sammen, smelter sorte huller sammen, og under denne proces frigives en så enorm mængde energi og stof, at der dannes nye stjerner.
Typer af sorte huller
- Ifølge eksisterende teori er der tre typer sorte huller: stjernernes, supermassive og miniature. Og hver af dem blev dannet på en særlig måde.
- - Sorte huller af stjernemasser, det vokser til enorme størrelser og kollapser.
- Supermassive sorte huller, som kan have en masse svarende til millioner af sole, vil sandsynligvis eksistere i centrum af næsten alle galakser, inklusive vores Mælkevej. Forskere har stadig forskellige hypoteser for dannelsen af supermassive sorte huller. Indtil videre ved man kun én ting – supermassive sorte huller er et biprodukt af dannelsen af galakser. Supermassive sorte huller - de adskiller sig fra almindelige ved, at de har en meget stor størrelse, men paradoksalt nok lav tæthed. - - Ingen har endnu været i stand til at opdage et miniature sort hul, der ville have en masse mindre end Solen. Det er muligt, at miniaturehuller kunne være dannet kort efter "Big Bang", som er den nøjagtige begyndelse på eksistensen af vores univers (ca. 13,7 milliarder år siden).
- - For ganske nylig blev et nyt koncept introduceret som "hvide sorte huller". Dette er stadig et hypotetisk sort hul, som er det modsatte af et sort hul. Stephen Hawking undersøgte aktivt muligheden for eksistensen af hvide huller.
- - Kvante sorte huller - de eksisterer kun i teorien indtil videre. Kvante sorte huller kan dannes, når ultrasmå partikler kolliderer som følge af en kernereaktion.
- - Primære sorte huller er også en teori. De blev dannet umiddelbart efter deres oprindelse.
I øjeblikket er der en lang række åbne spørgsmål, som endnu ikke er besvaret af fremtidige generationer. Kan der for eksempel virkelig eksistere såkaldte "ormehuller", ved hjælp af hvilke man kan rejse gennem rum og tid. Hvad sker der præcist inde i et sort hul, og hvilke love adlyder disse fænomener. Og hvad med forsvinden af information i et sort hul?
Sorte huller har altid været et af de mest interessante observationsobjekter fra videnskabsmænd. Da de er de største objekter i universet, er de på samme tid utilgængelige og fuldstændig utilgængelige for menneskeheden. Det vil tage lang tid, før vi lærer om de processer, der finder sted nær "point of no return." Hvad er et sort hul ud fra et videnskabeligt synspunkt?
Lad os tale om de fakta, der alligevel blev kendt for forskere som et resultat af langvarigt arbejde ...
1. Sorte huller er ikke rigtig sorte.
Da sorte huller udsender elektromagnetiske bølger, ser de måske ikke sorte ud, men tværtimod ret flerfarvede. Og det ser ret imponerende ud.
2. Sorte huller suger ikke stof ind.
Der er en stereotype blandt rene dødelige, at et sort hul er en enorm støvsuger, der trækker det omgivende rum ind i sig selv. Lad os ikke være dummies og prøve at finde ud af, hvad det egentlig er.
Generelt (uden at gå ind i kompleksiteten af kvantefysik og astronomisk forskning) kan et sort hul forestilles som et kosmisk objekt med et stærkt øget gravitationsfelt. For eksempel, hvis der på Solens sted var et sort hul af samme størrelse, så ville der ikke ske noget, og vores planet ville fortsætte med at rotere i den samme bane. Sorte huller "absorberer" kun dele af stjernestof i form af stjernevind, som er iboende i enhver stjerne.
3. Sorte huller kan føde nye universer
Selvfølgelig lyder dette faktum som noget ud af science fiction, især da der ikke er beviser for eksistensen af andre universer. Ikke desto mindre studerer videnskabsmænd sådanne teorier ganske nøje.
Kort sagt, hvis selv en fysisk konstant i vores verden skulle ændre sig med en lille mængde, ville vi miste muligheden for at eksistere. Sorte hullers singularitet ophæver fysikkens sædvanlige love og kan (i hvert fald i teorien) give anledning til et nyt univers, der i nogle henseender er anderledes end vores.
4. Sorte huller fordamper over tid
Som tidligere nævnt absorberer sorte huller stjernevind. Derudover fordamper de langsomt, men sikkert, det vil sige, at de afgiver deres masse til det omgivende rum, og forsvinder derefter helt. Dette fænomen blev opdaget i 1974 og kaldt Hawking-stråling til ære for Stephen Hawking, som gjorde denne opdagelse til verden. 
5. Svaret på spørgsmålet "hvad er et sort hul" blev forudsagt af Karl Schwarzschild
Som du ved, er forfatteren af relativitetsteorien forbundet med Albert Einstein. Men videnskabsmanden var ikke nok opmærksom på studiet af himmellegemer, selvom hans teori kunne og desuden forudsagde eksistensen af sorte huller. Således blev Karl Schwarzschild den første videnskabsmand til at bruge den generelle relativitetsteori til at retfærdiggøre eksistensen af et "point of no return". 
Et interessant faktum er, at dette skete i 1915, umiddelbart efter at Einstein offentliggjorde sin generelle relativitetsteori. Det var dengang, at begrebet "Schwarzschild-radius" opstod - groft sagt er det mængden af kraft, som en genstand skal komprimeres med, for at den kan blive til et sort hul. Dette er dog ikke en nem opgave. Lad os finde ud af hvorfor.
Faktum er, at i teorien kan enhver krop blive et sort hul, men kun hvis den udsættes for en vis grad af kompression. For eksempel kunne en jordnøddefrugt blive et sort hul, hvis den havde massen af planeten Jorden...
Interessant kendsgerning: Sorte huller er de eneste kosmiske legemer af deres slags, der har evnen til at tiltrække lys gennem tyngdekraften.
6. Sorte huller bøjer rummet omkring dem
Lad os forestille os hele universets rum i form af en vinylplade. Hvis du lægger en varm genstand på den, vil den ændre sin form. Det samme sker med sorte huller. Deres ekstreme masse tiltrækker alt, inklusive lysstråler, hvilket får rummet omkring dem til at bøje.
7. Sorte huller begrænser antallet af stjerner i universet
.... Når alt kommer til alt, hvis stjernerne lyser -
Betyder det, at nogen har brug for dette?
V.V. Majakovskij
Typisk er fuldt dannede stjerner en sky af afkølede gasser. Strålingen fra sorte huller forhindrer gasskyer i at afkøle og forhindrer derfor dannelsen af stjerner.
8. Sorte huller er de mest avancerede energisystemer
Sorte huller producerer mere energi end Solen og andre stjerner. Grunden til dette er sagen omkring det. Når stof passerer begivenhedshorisonten med høj hastighed, opvarmes det i det sorte huls kredsløb til ekstremt høje temperaturer. Dette fænomen kaldes sort kropsstråling.
Interessant kendsgerning: I processen med kernefusion bliver 0,7% af stoffet til energi. I nærheden af et sort hul omdannes 10% af stoffet til energi!
9. Hvad sker der, hvis du falder ned i et sort hul?
Sorte huller "strækker" kroppene ved siden af dem. Som et resultat af denne proces begynder objekter at ligne spaghetti (der er endda et særligt udtryk - "spaghettificering" =).
Selvom dette faktum kan virke komisk, er der en forklaring på det. Dette sker på grund af tyngdekraftens fysiske princip. Lad os tage den menneskelige krop som et eksempel. Mens vi er på jorden, er vores fødder tættere på jordens centrum end vores hoveder, så de tiltrækkes stærkere. På overfladen af et sort hul trækkes benene meget hurtigere mod midten af det sorte hul, og derfor kan overkroppen simpelthen ikke følge med dem. Resultat: spaghettificering!
10. Teoretisk set kan enhver genstand blive til et sort hul
Og endda Solen. Det eneste, der forhindrer solen i at blive til en helt sort krop, er tyngdekraften. I midten af et sort hul er det mange gange stærkere end i midten af Solen. I dette tilfælde, hvis vores stjerne blev komprimeret til fire kilometer i diameter, kunne den godt blive til et sort hul (på grund af dens store masse).
Men dette er i teorien. I praksis er det kendt, at sorte huller kun opstår som følge af sammenbruddet af ultrastore stjerner, der overstiger Solen i masse med 25-30 gange.
11. Sorte huller sænker tiden i nærheden af dem
Hovedtesen om dette faktum er, at når vi nærmer os begivenhedshorisonten, bliver tiden langsommere. Dette fænomen kan illustreres ved hjælp af "tvillingparadokset", som ofte bruges til at forklare relativitetsteorien.
Hovedideen er, at en af tvillingebrødrene flyver ud i rummet, og den anden forbliver på Jorden. På vej hjem opdager tvillingen, at hans bror er blevet ældre, end han er blevet, da tiden begynder at gå langsommere, når han bevæger sig med en hastighed tæt på lysets hastighed. 
Forleden ophidsede Stephen Hawking det videnskabelige samfund ved at erklære, at sorte huller ikke eksisterer. Eller rettere sagt, de er slet ikke, hvad man tidligere troede.
Ifølge forskeren (som er skitseret i værket "Informationsbevaring og vejrudsigter for sorte huller"), kan det, vi kalder sorte huller, eksistere uden en såkaldt "begivenhedshorisont", som intet kan undslippe. Hawking mener, at sorte huller kun bevarer lys og information i et stykke tid og derefter "spytter ud" tilbage i rummet, omend i en ret forvrænget form.
Mens det videnskabelige samfund fordøjer den nye teori, besluttede vi at minde vores læser om, hvad der indtil nu er blevet betragtet som "fakta om sorte huller". Så indtil nu har man troet, at:
Sorte huller får deres navn, fordi de suger lys ind, der rører dets grænser og ikke reflekterer det.
Et sort hul, der dannes, når en tilstrækkeligt komprimeret masse af stof forvrider rum og tid, har en defineret overflade kaldet "begivenhedshorisonten", som markerer point of no return.
Ure kører langsommere nær havoverfladen end på rumstationen, og endnu langsommere nær sorte huller. Det har noget med tyngdekraften at gøre.
Det nærmeste sorte hul er omkring 1600 lysår væk
Vores galakse er fyldt med sorte huller, men den nærmeste, der teoretisk kunne ødelægge vores ydmyge planet, ligger langt ud over vores solsystem.
Et enormt sort hul ligger i centrum af Mælkevejen
Det er placeret i en afstand af 30 tusinde lysår fra Jorden, og dets dimensioner er mere end 30 millioner gange vores Sols størrelse.
Sorte huller fordamper til sidst
Det menes, at intet kan undslippe fra et sort hul. Den eneste undtagelse fra denne regel er stråling. Ifølge nogle videnskabsmænd, da sorte huller udsender stråling, mister de masse. Som et resultat af denne proces kan det sorte hul forsvinde helt.
Sorte huller er ikke formet som en tragt, men som en kugle.
I de fleste lærebøger vil du se sorte huller, der ligner tragte. Dette skyldes, at de er illustreret ud fra en gravitationsbrønds perspektiv. I virkeligheden ligner de mere en kugle.
Alt bliver forvrænget nær et sort hul.
Sorte huller har evnen til at forvrænge rummet, og fordi de spinder, øges forvrængningen, når de spinder.
Et sort hul kan dræbe på forfærdelige måder
Selvom det virker indlysende, at et sort hul er uforeneligt med livet, tror de fleste, at de simpelthen ville blive knust der. Ikke nødvendigt. Du ville højst sandsynligt blive strakt ihjel, fordi den del af din krop, der først nåede "begivenhedshorisonten", ville være under meget større indflydelse af tyngdekraften.
Sorte huller er ikke altid sorte
Selvom de er kendt for at være sorte, som vi sagde tidligere, udsender de faktisk elektromagnetiske bølger.
Sorte huller kan ikke kun ødelægge
Selvfølgelig er dette i de fleste tilfælde sandt. Der er dog talrige teorier, undersøgelser og antagelser om, at sorte huller faktisk kan tilpasses til at generere energi og til rumrejser.
Opdagelsen af sorte huller tilhørte ikke Albert Einstein
Albert Einstein genoplivede først teorien om sorte huller i 1916. Længe før det, i 1783, var en videnskabsmand ved navn John Mitchell den første til at udvikle denne teori. Dette skete, efter at han spekulerede på, om tyngdekraften kunne blive så stærk, at selv lette partikler ikke kunne undslippe den.
Sorte huller brummer
Selvom rummets vakuum faktisk ikke transmitterer lydbølger, kan du, hvis du lytter med specielle instrumenter, høre lyden af atmosfæriske forstyrrelser. Når et sort hul trækker noget ind, accelererer dets begivenhedshorisont partiklerne, op til lysets hastighed, og de producerer en brummen.
Sorte huller kan generere elementer, der er nødvendige for livet
Forskere mener, at sorte huller skaber grundstoffer, når de henfalder til subatomære partikler. Disse partikler er i stand til at skabe grundstoffer, der er tungere end helium, såsom jern og kulstof, såvel som mange andre nødvendige for dannelsen af liv.
Sorte huller "sluger" ikke kun, men "spytter ud"
Sorte huller er kendt for at suge alt op, der kommer tæt på deres begivenhedshorisont. Når noget først falder ned i et sort hul, komprimeres det med en så enorm kraft, at de enkelte komponenter komprimeres og til sidst går i opløsning til subatomære partikler. Nogle videnskabsmænd teoretiserer, at dette stof derefter udstødes fra det, der kaldes et "hvidt hul".
Enhver sag kan blive et sort hul
Fra et teknisk synspunkt kan ikke kun stjerner blive til sorte huller. Hvis dine bilnøgler skulle krympe til et uendeligt lille punkt, mens de bibeholdt deres masse, ville deres massefylde nå astronomiske niveauer, og deres tyngdekraft ville stige uden at tro.
Fysikkens love bryder sammen i midten af et sort hul
Ifølge teorier bliver stof inde i et sort hul komprimeret til uendelig tæthed, og rum og tid ophører med at eksistere. Når dette sker, gælder fysikkens love ikke længere, simpelthen fordi det menneskelige sind ikke er i stand til at forestille sig et objekt med nul volumen og uendelig tæthed.
Sorte huller bestemmer antallet af stjerner
Ifølge nogle videnskabsmænd er antallet af stjerner i universet begrænset af antallet af sorte huller. Dette har at gøre med, hvordan de påvirker gasskyer og dannelsen af grundstoffer i dele af universet, hvor nye stjerner fødes.
Af alle de genstande, som menneskeheden kender, og som befinder sig i det ydre rum, producerer sorte huller det mest uhyggelige og uforståelige indtryk. Denne følelse dækker næsten enhver person, når sorte huller nævnes, på trods af at menneskeheden har kendt til dem i mere end halvandet århundrede. Den første viden om disse fænomener blev opnået længe før Einsteins publikationer om relativitetsteorien. Men reel bekræftelse af eksistensen af disse genstande blev modtaget for ikke så længe siden.
Selvfølgelig er sorte huller med rette berømte for deres mærkelige fysiske egenskaber, som giver anledning til endnu flere mysterier i universet. De udfordrer let alle kosmiske love i fysik og kosmisk mekanik. For at forstå alle detaljer og principper for eksistensen af et sådant fænomen som et kosmisk hul, er vi nødt til at gøre os bekendt med moderne præstationer inden for astronomi og bruge vores fantasi; Derudover bliver vi nødt til at gå ud over standardkoncepter. For at gøre det lettere at forstå og stifte bekendtskab med kosmiske huller, har portalsiden udarbejdet en masse interessant information om disse fænomener i universet.
Funktioner af sorte huller fra portalsiden
Først og fremmest skal det bemærkes, at sorte huller ikke kommer ud af ingenting, de er dannet af stjerner, der er gigantiske i størrelse og masse. Desuden er den største egenskab og det unikke ved hvert sort hul, at de har en meget stærk tyngdekraft. Tiltrækningskraften af objekter til et sort hul overstiger den anden flugthastighed. Sådanne tyngdekraftsindikatorer indikerer, at selv lysstråler ikke kan undslippe fra et sort huls virkefelt, da de har en meget lavere hastighed.
Det særegne ved tiltrækning er, at det tiltrækker alle genstande, der er i umiddelbar nærhed. Jo større objekt, der passerer i nærheden af det sorte hul, jo mere indflydelse og tiltrækning vil det modtage. Følgelig kan vi konkludere, at jo større objektet er, jo stærkere tiltrækkes det af det sorte hul, og for at undgå en sådan påvirkning skal det kosmiske legeme have meget høje bevægelseshastigheder.
Det er også sikkert at bemærke, at der i hele universet ikke er noget legeme, der kunne undgå tiltrækningen af et sort hul, hvis det befinder sig i nærheden, da selv den hurtigste lysstrøm ikke kan undslippe denne indflydelse. Relativitetsteorien, udviklet af Einstein, er fremragende til at forstå karakteristika ved sorte huller. Ifølge denne teori kan tyngdekraften påvirke tiden og forvrænge rummet. Den siger også, at jo større et objekt er placeret i det ydre rum, jo mere bremser det tiden. I nærheden af selve det sorte hul ser tiden ud til at stoppe helt. Hvis et rumfartøj skulle komme ind i et rumhuls handlingsfelt, ville man observere, hvordan det ville bremse, når det nærmede sig, og i sidste ende forsvinde helt.
Du skal ikke være for bange for fænomener som sorte huller og tro på al den uvidenskabelige information, der måtte eksistere i øjeblikket. Først og fremmest skal vi aflive den mest almindelige myte om, at sorte huller kan suge ind i alt stof og genstande omkring dem, og efterhånden som de gør det, vokser de sig større og absorberer mere og mere. Intet af dette er helt sandt. Ja, faktisk kan de absorbere kosmiske kroppe og stof, men kun dem, der er i en vis afstand fra selve hullet. Bortset fra deres kraftige tyngdekraft er de ikke meget forskellige fra almindelige stjerner med gigantisk masse. Selv når vores sol bliver til et sort hul, vil den kun være i stand til at suge genstande ind, der befinder sig på kort afstand, og alle planeterne vil forblive roterende i deres sædvanlige kredsløb.
Når vi vender os til relativitetsteorien, kan vi konkludere, at alle objekter med stærk tyngdekraft kan påvirke krumningen af tid og rum. Derudover, jo større kropsmasse, jo stærkere vil forvrængningen være. Så for ganske nylig var videnskabsmænd i stand til at se dette i praksis, når de kunne betragte andre objekter, som skulle have været utilgængelige for vores øjne på grund af enorme kosmiske kroppe såsom galakser eller sorte huller. Alt dette er muligt på grund af det faktum, at lysstråler, der passerer i nærheden fra et sort hul eller en anden krop, er meget kraftigt bøjet under påvirkning af deres tyngdekraft. Denne form for forvrængning gør det muligt for forskere at se meget længere ud i det ydre rum. Men med sådanne undersøgelser er det meget vanskeligt at bestemme den virkelige placering af kroppen, der studeres.
Sorte huller dukker ikke op ud af ingenting; de er dannet ved eksplosionen af supermassive stjerner. Desuden, for at et sort hul kan dannes, skal massen af den eksploderede stjerne være mindst ti gange større end Solens masse. Hver stjerne eksisterer på grund af termonukleære reaktioner, der finder sted inde i stjernen. I dette tilfælde frigives en brintlegering under fusionsprocessen, men den kan ikke forlade stjernens indflydelsesområde, da dens tyngdekraft tiltrækker brinten tilbage. Hele denne proces tillader stjerner at eksistere. Brintsyntese og stjernetyngdekraft er ret velfungerende mekanismer, men forstyrrelse af denne balance kan føre til en stjerneeksplosion. I de fleste tilfælde er det forårsaget af udtømning af nukleart brændsel.
Afhængigt af stjernens masse er flere scenarier for deres udvikling efter eksplosionen mulige. Således danner massive stjerner feltet for en supernovaeksplosion, og de fleste af dem forbliver bag kernen af den tidligere stjerne; astronauter kalder sådanne objekter for hvide dværge. I de fleste tilfælde dannes der en gassky omkring disse kroppe, som holdes på plads af dværgens tyngdekraft. En anden vej til udvikling af supermassive stjerner er også mulig, hvor det resulterende sorte hul meget stærkt vil tiltrække alt stjernens stof til dens centrum, hvilket vil føre til dens stærke kompression.
Sådanne komprimerede legemer kaldes neutronstjerner. I de sjældneste tilfælde, efter eksplosionen af en stjerne, er dannelsen af et sort hul i vores accepterede forståelse af dette fænomen mulig. Men for at der kan skabes et hul, skal stjernens masse simpelthen være gigantisk. I dette tilfælde, når balancen i nukleare reaktioner er forstyrret, går stjernens tyngdekraft simpelthen amok. Samtidig begynder det aktivt at kollapse, hvorefter det kun bliver et punkt i rummet. Med andre ord kan vi sige, at stjernen som et fysisk objekt ophører med at eksistere. På trods af at det forsvinder, dannes der bagved et sort hul med samme tyngdekraft og masse.
Det er sammenbrud af stjerner, der fører til, at de helt forsvinder, og i deres sted dannes et sort hul med de samme fysiske egenskaber som den forsvundne stjerne. Den eneste forskel er den større grad af komprimering af hullet end stjernens volumen. Det vigtigste træk ved alle sorte huller er deres singularitet, som bestemmer dets centrum. Dette område trodser alle love om fysik, stof og rum, som ophører med at eksistere. For at forstå begrebet singularitet kan vi sige, at dette er en barriere, der kaldes den kosmiske begivenhedshorisont. Det er også den ydre grænse for det sorte hul. Singulariteten kan kaldes point of no return, da det er der, hullets gigantiske gravitationskraft begynder at virke. Selv lyset, der krydser denne barriere, er ude af stand til at undslippe.
Begivenhedshorisonten har en så attraktiv effekt, der tiltrækker alle kroppe med lysets hastighed; når du nærmer dig selve det sorte hul, stiger hastighedsindikatorerne endnu mere. Derfor er alle genstande, der falder inden for denne krafts rækkevidde, dømt til at blive suget ind i hullet. Det skal bemærkes, at sådanne kræfter er i stand til at modificere en krop, der er fanget af en sådan tiltrækning, hvorefter de strækker sig til en tynd streng og derefter helt ophører med at eksistere i rummet.
Afstanden mellem begivenhedshorisonten og singulariteten kan variere; dette rum kaldes Schwarzschild-radius. Det er grunden til, at jo større det sorte hul er, jo større vil aktionsområdet være. For eksempel kan vi sige, at et sort hul, der var lige så massivt som vores sol, ville have en Schwarzschild-radius på tre kilometer. Derfor har store sorte huller en større rækkevidde.
At finde sorte huller er en ret vanskelig proces, da lys ikke kan undslippe dem. Derfor er søgningen og definitionen kun baseret på indirekte beviser for deres eksistens. Den enkleste metode, som videnskabsmænd bruger til at finde dem, er at søge efter dem ved at finde steder i mørke rum, hvis de har en stor masse. I de fleste tilfælde lykkes det astronomer at finde sorte huller i binære stjernesystemer eller i centrum af galakser.
De fleste astronomer har en tendens til at tro, at der også er et supermægtigt sort hul i midten af vores galakse. Denne udtalelse rejser spørgsmålet, vil dette hul være i stand til at sluge alt i vores galakse? I virkeligheden er dette umuligt, da hullet selv har samme masse som stjernerne, fordi det er skabt af stjernen. Desuden forudsiger alle videnskabsmænds beregninger ikke nogen globale begivenheder relateret til dette objekt. Desuden vil de kosmiske kroppe i vores galakse i yderligere milliarder af år stille og roligt rotere rundt om dette sorte hul uden ændringer. Beviser for eksistensen af et hul i midten af Mælkevejen kan komme fra røntgenbølger optaget af videnskabsmænd. Og de fleste astronomer er tilbøjelige til at tro, at sorte huller aktivt udsender dem i enorme mængder.
Ganske ofte er der i vores galakse stjernesystemer bestående af to stjerner, og ofte kan en af dem blive til et sort hul. I denne version absorberer det sorte hul alle legemer på sin vej, mens stof begynder at rotere rundt om det, på grund af hvilket den såkaldte accelerationsskive dannes. En speciel funktion er, at den øger rotationshastigheden og bevæger sig tættere på midten. Det er stoffet, der falder ind i midten af det sorte hul, der udsender røntgenstråler, og selve stoffet bliver ødelagt.
Binære stjernesystemer er de allerførste kandidater til sort hul-status. I sådanne systemer er det nemmest at finde et sort hul; på grund af den synlige stjernes volumen er det muligt at beregne indikatorerne for dens usynlige bror. I øjeblikket kan den allerførste kandidat til status som et sort hul være en stjerne fra stjernebilledet Cygnus, som aktivt udsender røntgenstråler.
Ud fra alt det ovenstående om sorte huller kan vi sige, at de ikke er så farlige fænomener; selvfølgelig, i tilfælde af nærhed, er de de mest kraftfulde objekter i det ydre rum på grund af tyngdekraften. Derfor kan vi sige, at de ikke er særligt forskellige fra andre legemer; deres hovedtræk er et stærkt gravitationsfelt.
Et stort antal teorier er blevet foreslået om formålet med sorte huller, hvoraf nogle endda var absurde. Ifølge en af dem troede forskere således, at sorte huller kan føde nye galakser. Denne teori er baseret på det faktum, at vores verden er et ret gunstigt sted for livets oprindelse, men hvis en af faktorerne ændrer sig, ville livet være umuligt. På grund af dette kan singulariteten og ejendommelighederne ved ændringer i fysiske egenskaber i sorte huller give anledning til et helt nyt univers, som vil være væsentligt anderledes end vores. Men dette er kun en teori og en ret svag en på grund af det faktum, at der ikke er beviser for en sådan effekt af sorte huller.
Hvad angår sorte huller, kan de ikke kun absorbere stof, men de kan også fordampe. Et lignende fænomen blev bevist for flere årtier siden. Denne fordampning kan få det sorte hul til at miste al sin masse og derefter forsvinde helt.
Alt dette er den mindste information om sorte huller, som du kan finde ud af på portalens hjemmeside. Vi har også en enorm mængde interessant information om andre kosmiske fænomener.