Црната дупка е неутронска ѕвезда, или поточно црната дупка е една од сортите на неутронски ѕвезди.

Црната дупка, како неутронска ѕвезда, се состои од неутрони. Покрај тоа, ова не е неутронски гас, во кој неутроните се во слободна состојба, туку многу густа супстанција со густина на атомско јадро.

Црните дупки и неутронските ѕвезди се формираат како резултат на гравитационен колапс, кога притисокот на гасот во ѕвездата не може да ја избалансира нејзината гравитациска компресија. Во исто време, ѕвездата договори на многу Мала големинаи многу висока густина, така што електроните се притиснати во протони и се формираат неутрони.

Имајте на ум дека просечниот животен век слободен неутроноколу 15 минути (полуживот околу 10 минути). Затоа неутроните во неутронски ѕвездиа во црните дупки може да има само врзана состојба, како во атомските јадра. Затоа, неутронската ѕвезда и црната дупка се како атомско јадро со макроскопска големина, во кое нема протони.

Отсуството на протони е една разлика помеѓу црна дупка и неутронска ѕвездаод атомското јадро. Втората разлика се должи на фактот дека во обичните атомски јадра неутроните и протоните се „залепени“ едни со други користејќи нуклеарни сили (т.н. „силна“ интеракција). И во неутронските ѕвезди, неутроните се „залепени“ од гравитацијата.

Факт е дека на нуклеарните сили им требаат и протони за да ги „залепат“ неутроните заедно. Не постојат јадра што се состојат само од неутрони. Мора да има барем еден протон. А за гравитацијата, не се потребни протони за да се „залепат“ неутроните заедно.

Друга разлика помеѓу гравитацијата и нуклеарните сили е тоа што гравитацијата е интеракција со долг дострел, а нуклеарните сили се интеракција со краток дострел. Затоа атомски јадране може да биде макроскопска по големина. Почнувајќи од ураниум, сите елементи периодниот системМенделеев има нестабилни јадра кои се распаѓаат поради фактот што позитивно наелектризираните протони се одбиваат меѓусебно и разделуваат големи јадра.

Неутронските ѕвезди и црните дупки го немаат овој проблем, бидејќи, прво, гравитационите силидолг дострел и, второ, нема позитивно наелектризирани протони во неутронските ѕвезди и црните дупки.

Неутронска ѕвезда и црна дупка под влијание на гравитационите сили имаат облик на топка, поточно елипсоид на ротација, бидејќи сите неутронски ѕвезди (и црни дупки) ротираат околу својата оска. И доста брзо, со периоди на ротација од неколку секунди или помалку.

Факт е дека неутронските ѕвезди и црните дупки се формираат од обичните ѕвезди со нивната силна компресија под влијание на гравитацијата. Затоа, според законот за зачувување на вртежниот момент, тие мора да ротираат многу брзо.

Дали површините на црните дупки и неутронските ѕвезди се цврсти? Не во смисла солидна, Како состојба на агрегацијасупстанција, но во смисла на чиста површина на топка, без неутронска атмосфера. Очигледно, да, црните дупки и неутронските ѕвезди имаат цврста површина. Неутронската атмосфера и неутронската течност се неутрони во слободна состојба, што значи дека мора да се распаѓаат.

Но, тоа не значи дека ако, на пример, испуштиме некој „производ“ направен од неутрони со густина на атомско јадро на површината на црна дупка или неутронска ѕвезда, тогаш тој ќе остане на површината на ѕвездата. Таков хипотетички „производ“ веднаш ќе биде „вшмукан“ во внатрешноста на неутронска ѕвезда и црна дупка.

Разликата помеѓу црните дупки и неутронските ѕвезди

Гравитацијата на црната дупка е таква што брзината на бегство на нејзината површина ја надминува брзината на светлината. Затоа, светлината од површината на црната дупка не може засекогаш да влезе во неа отворен простор. Гравитационите сили го свиткуваат светлосниот зрак назад.

Ако има извор на светлина на површината на црната дупка, тогаш фотоните на оваа светлина прво летаат нагоре, а потоа се вртат и повторно паѓаат на површината на црната дупка. Или овие фотони почнуваат да ротираат околу црната дупка во елипсовидна орбита. Последново се јавува на црна дупка на чија површина првата брзина на бегство е помала од брзината на светлината. Во овој случај, фотонот може да избега од површината на црната дупка, но станува постојан придружник на црната дупка.

И на површината на сите други неутронски ѕвезди кои не се црни дупки, втората брзина на бегство е помала од брзината на светлината. Затоа, ако на површината има таков неутронска дупкаима извор на светлина, тогаш фотоните од овој извор на светлина ја напуштаат површината на таквата неутронска ѕвезда во хиперболични орбити.

Јасно е дека сите овие размислувања се однесуваат не само на видливата светлина, туку и на секое електромагнетно зрачење. Тоа е, не само што не може да остави црна дупка видлива светлина, но и радио бранови, инфрацрвени зраци, ултравиолетово, рентген и гама зрачење. Максимумот што фотоните од овие зрачења и бранови можат да го направат е да почнат да ротираат околу црна дупка, ако за дадена црна дупка брзината на светлината е поголема од првата брзина на бегствона површината на ѕвездата.

Затоа ваквите неутронски ѕвезди се нарекуваат „црни дупки“. Ништо не излета од црна дупка, но сè може да лета внатре. (Испарување на црните дупки поради квантно тунелирањеНие нема да го разгледаме овде.)

Односно, јасно е дека таму всушност нема дупка во вселената. Исто како што нема дупка во вселената на локацијата на обична неутронска ѕвезда или на локацијата на обична ѕвезда.

Дупки во вселената постојат само во книги од писатели на научна фантастика, во популарни научни публикации и телевизиски програми. Публикациите и телевизиските програми треба финансиски да ги надоместат трошоците за тиражот и рејтингот. Затоа, тие мора емотивно да ги воодушеват своите читатели и телевизиски гледачи со факти кои не можат да се потврдат на сегашното ниво на развој на науката и технологијата, но кои може да се појават во некои математички модели. (Личката јавност обично не е свесна за тоа математички моделиво физиката секогаш е секундарно што физиката е експериментална наука и дека математичките модели на физички објекти имаат тенденција да се менуваат во иднина како што ќе станат достапни нови експериментални податоци.)

Кога би можеле да застанеме на површината на црна дупка, тогаш гледајќи нагоре би виделе проѕирно огледало наместо ѕвездено небо. Односно, таму би го виделе и околниот простор (бидејќи црната дупка го прима целото зрачење испратено до неа) и светлината што се враќа кај нас без да може да ја надмине гравитацијата. Ова враќање на светлината назад има ефект на огледало.

Точно истото проѕирно „огледало“ на површината на црната дупка се јавува и за други видови електромагнетно зрачење (радио бранови, рендгенски зраци, ултравиолетови итн.)

Што се случи Црна дупка? Зошто се вика црно? Што се случува во ѕвездите? Како се поврзани неутронската ѕвезда и црната дупка? Дали Големиот хадронски судирач е способен да создаде црни дупки и што значи тоа за нас?

Што се случи ѕвезда??? Ако сè уште не знаете, нашето Сонце е исто така ѕвезда. Ова е објект големи димензииспособен да емитува зрачење користејќи термонуклеарна фузија електромагнетни бранови(ова не е најточната од дефинициите). Ако не е јасно, можеме да го кажеме ова: ѕвезда е голем објектсферична форма, во внатрешноста на која, користејќи нуклеарни реакцииСе генерира многу, многу, многу голема количина на енергија, од која дел се користи за емитување видлива светлина. Покрај обичната светлина, се емитува и топлина ( инфрацрвено зрачење), и радио бранови, и ултравиолетови, итн.

Нуклеарните реакции се случуваат во која било ѕвезда на ист начин како и во нуклеарни централи, со само две главни разлики.

1. Реакциите на нуклеарна фузија се случуваат кај ѕвездите, односно комбинацијата на јадра и во нуклеарните централи – нуклеарно распаѓање. Во првиот случај, се ослободува 3 пати повеќе енергија, илјадници пати помалку трошоци, бидејќи е потребен само водород и е релативно евтин. Исто така, во првиот случај нема штетен отпад: се ослободува само безопасен хелиум. Сега, се разбира, се прашувате зошто таквите реакции не се користат во нуклеарните централи? Затоа што е НЕКОНТРОЛИРАНО и лесно води до нуклеарна експлозија, а оваа реакција бара температура од неколку милиони степени. За мажи нуклеарна фузијае најважната и најтешката задача (сеуште никој не смислил начин како да го контролира термонуклеарното фузија), со оглед на тоа што нашите извори на енергија се при крај.

2. Кај ѕвездите, повеќе материја е вклучена во реакциите отколку во нуклеарните централи и, природно, таму има повеќе енергија.

Сега за еволуцијата на ѕвездите. Секоја ѕвезда се раѓа, расте, старее и умира (изгаснува). Врз основа на нивниот еволутивен стил, ѕвездите се поделени во три категории во зависност од нивната маса.

Прва категорија – ѕвезди со маса помала од 1,4 * Масата на Сонцето. Кај таквите ѕвезди целото „гориво“ полека се претвора во метал, бидејќи поради спојувањето (комбинацијата) на јадрата се појавуваат се повеќе „мултинуклеарни“ (тешки) елементи, а тоа се метали. Точно, последната фаза од еволуцијата на таквите ѕвезди не е снимена (тешко е да се детектираат метални топки), ова е само теорија.

Втора категорија – ѕвезди во маса што ја надминуваат масата на ѕвездите од првата категорија, но помали од три сончеви маси. Таквите ѕвезди губат рамнотежа како резултат на еволуцијата внатрешните силипривлечност и одбивност. Како резултат на тоа, нивната надворешна обвивка е фрлена во вселената, а внатрешната обвивка (од законот за зачувување на импулсот) почнува „бесно“ да се намалува. Се формира неутронска ѕвезда. Речиси целосно се состои од неутрони, односно од честички кои немаат Електрично полнење. Највпечатливо нешто за неутронската ѕвезда – ова е нејзината густина, бидејќи ѕвездата за да стане неутронска треба да се компресира во топка со дијаметар од само околу 300 km, а тоа е многу мало. Значи, неговата густина е многу висока - околу десетици трилиони килограми во едно кубик метар, што е милијарди пати поголема од густината на најгустите материи на Земјата. Од каде дојде оваа густина? Факт е дека сите супстанции на Земјата се состојат од атоми, кои пак се состојат од јадра. Секој атом може да се замисли како голема празна топка (апсолутно празна), во чиј центар има мало јадро. Јадрото ја содржи целата маса на атомот (покрај јадрото, атомот содржи само електрони, но нивната маса е многу мала). Дијаметарот на јадрото е 1000 пати помал од атомот. Тоа значи дека волуменот на јадрото е 1000*1000*1000 = 1 милијарда пати помал од атом. И оттука густината на јадрото е милијарди пати поголема густинаатом. Што се случува во неутронска ѕвезда? Атомите престануваат да постојат како форма на материја; тие се заменуваат со јадра. Затоа густината на таквите ѕвезди е милијарди пати поголема од густината на копнените материи.

Сите знаеме дека тешките предмети (планети, ѕвезди) силно привлекуваат сè околу нив. Неутронските ѕвезди се откриени на тој начин. Тие во голема мера ги искривуваат орбитите на другите видливи ѕвезди, кој се наоѓа во близина.

Трета категорија на ѕвезди – ѕвезди со маса поголема од три пати поголема од масата на Сонцето. Таквите ѕвезди, откако станаа неутрони, дополнително се компресираат и се претвораат во црни дупки. Нивната густина е десетици илјади пати поголема од густината на неутронските ѕвезди. Имајќи таква огромна густина, црната дупка добива способност да силна гравитација(способност да се привлечат околните тела). Со таква гравитација, ѕвездата не дозволува ниту електромагнетните бранови, а со тоа и светлината, да ги напуштат своите граници. Односно, црна дупка не испушта светлина. Недостаток на било каква светлина – Ова е темнина, затоа црната дупка се нарекува црна. Секогаш е црно и не може да се види со ниту еден телескоп. Секој знае дека поради нивната гравитација, црните дупки се способни да ги вшмукуваат сите околни тела во себе. голем волумен. Затоа луѓето се претпазливи за лансирање на Големиот хадронски судирач, во чија работа, според научниците, можна е појава на црни микродупки. Сепак, овие микродупки се многу различни од обичните: тие се нестабилни бидејќи нивниот животен век е многу краток и не се практично докажани. Освен тоа, научниците тврдат дека овие микродупки имаат сосема поинаква природа во споредба со обичните црни дупки и не се способни да апсорбираат материја.

веб-страница, при копирање на материјал во целост или делумно, потребна е врска до изворот.

„Остатоците од експлодираното јадро се познати како неутронска ѕвезда. Неутронските ѕвезди се вртат многу брзо, испуштајќи светлина и радио бранови кои, кога минуваат покрај Земјата, изгледаат како светлина од космички светилник.

Флуктуациите во осветленоста на овие бранови ги наведоа астрономите да ги наречат таквите ѕвезди пулсари. Најбрзите пулсари ротираат со брзина од речиси 1000 вртежи во секунда“. (1)

„До денес се отворени повеќе од двесте. Со снимање на зрачењето на пулсарите на различни, но слични фреквенции, беше можно да се одреди растојанието до нив од доцнењето на сигналот на подолга бранова должина (претпоставувајќи одредена густина на плазмата во меѓуѕвездената средина). Се испостави дека сите пулсари се наоѓаат на растојанија од 100 до 25.000 светлосни години, т.е. припаѓаат на нашата галаксија, групирани во близина на авионот млечен пат(сл. 7)“. (2)

Црни дупки

„Ако ѕвездата има двојно поголема маса од Сонцето, тогаш кон крајот на својот живот ѕвездата може да експлодира како супернова, но ако масата на материјалот што останува по експлозијата сепак е двојно поголема од Сонцето, тогаш ѕвездата треба да пропадне во густо ситно тело, бидејќи гравитационите сили целосно ја потиснуваат секоја отпорност на компресија. Научниците веруваат дека токму во овој момент катастрофалниот гравитациски колапс доведува до појава на црна дупка. Тие веруваат дека со крајот на термонуклеарните реакции ѕвездата повеќе не може да биде во стабилна состојба. Потоа за масивна ѕвездаостанува еден неизбежен пат: патот на општа и целосна компресија (колапс), претворајќи го во невидлива црна дупка.

Во 1939 година, Р. Опенхајмер и неговиот дипломиран студент Снајдер на Универзитетот во Калифорнија (Беркли) беа ангажирани во разјаснувањето на конечната судбина на голема маса ладна материја. Една од највпечатливите последици општа теоријаАјнштајновата релативност се покажа како следново: кога голема масапочнува да се урива, овој процес не може да се запре и масата пропаѓа во црна дупка. Ако, на пример, неротирачката симетрична ѕвезда почне да се намалува до критична големина позната како гравитациски радиус или Шварцшилдов радиус (именуван по Карл Шварцшилд, кој прв го истакнал нејзиното постоење). Ако ѕвездата го достигне овој радиус, тогаш ништо не може да ја спречи да го заврши својот колапс, односно буквално да се затвори во себе.

Што се физички својства„црни дупки“ и како научниците очекуваат да ги откријат овие објекти? Многу научници размислувале за овие прашања; Добиени се некои одговори кои можат да помогнат во потрагата по вакви предмети.

Самото име - црни дупки - сугерира дека ова е класа на објекти што не можат да се видат. Нивното гравитационо поле е толку силно што ако некако успеавте да се приближите Црна дупкаи насочете го зракот на најмоќниот рефлектор подалеку од неговата површина, тогаш би било невозможно да се види овој рефлектор дури и од далечина што не ја надминува растојанието од Земјата до Сонцето. Навистина, дури и кога би можеле да ја концентрираме целата сончева светлина во овој моќен рефлектор, нема да го видиме, бидејќи светлината нема да може да го надмине ударот врз него. гравитациско полецрна дупка и оставете ја нејзината површина. Затоа таквата површина се нарекува апсолутен хоризонт на настани. Ја претставува границата на црна дупка.

Научниците забележуваат дека овие необични објекти не се лесни за разбирање додека остануваат во рамките на Њутновиот закон за гравитација. Во близина на површината на црна дупка, гравитацијата е толку силна што вообичаеното Њутнови законипрестанете да работите овде. Тие треба да бидат заменети со законите на општата теорија на релативноста на Ајнштајн. Според една од трите последици на теоријата на Ајнштајн, кога светлината напушта масивно тело, таа треба да доживее црвено поместување, бидејќи губи енергија за да го надмине гравитационото поле на ѕвездата. Зрачењето кое доаѓа од густа ѕвезда како белото џуџест сателит на Сириус А е само малку поместено на црвено. Колку е погуста ѕвездата, толку е поголемо ова поместување, така што воопшто нема да доаѓа зрачење од супергуста ѕвезда. видлива областспектар Но, ако гравитациониот ефект на ѕвездата се зголемува како резултат на нејзината компресија, тогаш гравитационите сили се толку силни што светлината воопшто не може да ја напушти ѕвездата. Така, за секој набљудувач можноста да ја види црната дупка е целосно исклучена! Но, тогаш природно се поставува прашањето: ако не е видливо, тогаш како можеме да го откриеме? За да одговорат на ова прашање, научниците прибегнуваат кон паметни трикови. Руфини и Вилер темелно го проучувале овој проблем и предложиле неколку начини, ако не да се види, но барем да се открие црна дупка. Да почнеме со фактот дека кога црна дупка се раѓа во процес на гравитациски колапс, таа треба да емитува гравитациски бранови кои би можеле да ја преминат вселената со брзина на светлината и со кратко времеја искривуваат геометријата на просторот во близина на Земјата. Ова искривување би се појавило како гравитациски бранови, дејствувајќи истовремено на идентични инструменти инсталирани на површината на земјата на значително растојание едни од други. Гравитациското зрачење може да дојде од ѕвезди кои се подложени на гравитациски колапс. Ако во текот на нормалниот живот ѕвездата ротирала, тогаш, смалувајќи се и станувајќи се помала и помала, таа ќе ротира побрзо и побрзо, задржувајќи го својот аголен моментум. Конечно, може да достигне фаза кога брзината на движење на неговиот екватор се приближува до брзината на светлината, односно до максимум можна брзина. Во овој случај, ѕвездата би била многу деформирана и би можела да исфрли дел од материјата. Со таква деформација, енергијата би можела да избега од ѕвездата во форма на гравитациски бранови со фреквенција од околу илјада вибрации во секунда (1000 Hz).

Роџер Пенроуз, професор по математика на колеџот Биркбек Универзитетот во Лондон, го испита љубопитниот случај на колапс и формирање на црна дупка. Тој признава дека црната дупка исчезнува, а потоа се појавува во некое друго време во некој друг универзум. Покрај тоа, тој тврди дека раѓањето на црна дупка за време на гравитациониот колапс е важен показател дека нешто необично се случува со геометријата на време-просторот. Истражувањето на Пенроуз покажува дека колапсот завршува со формирање на сингуларитет (од латинскиот singularius - одвоено, единечно), односно треба да продолжи до нула димензии и бесконечна густина на објектот. Последен услововозможува друг универзум да се приближи до нашата сингуларност, и можно е сингуларноста да се претвори во ова нов универзум. Може дури и да се појави на некое друго место во нашиот универзум.

Некои научници го гледаат формирањето на црна дупка како мал модел на она што општата релативност предвидува дека на крајот ќе се случи со универзумот. Општо е прифатено дека можеме во Универзум кој постојано се шири, а едно од најважните и најважните прашања на науката се однесува на природата на Универзумот, неговото минато и иднина. Без сомнение, сè современи резултатинабљудувањата укажуваат на проширување на универзумот. Меѓутоа, денес едно од најтешките прашања е ова: дали брзината на оваа експанзија се забавува, и ако е така, дали Универзумот ќе се стегне за десетици милијарди години, формирајќи сингуларитет. Очигледно, еден ден ќе можеме да откриеме по кој пат оди Универзумот, но можеби многу порано, со проучување на информациите што протекуваат при раѓањето на црните дупки и оние физички закони, кои ја контролираат нивната судбина, ќе можеме да ја предвидиме конечната судбина на Универзумот (сл. 8).“ (1)

Во вселената се случуваат многу неверојатни работи, како резултат на кои се појавуваат нови ѕвезди, исчезнуваат старите и се формираат црни дупки. Еден од величествените и мистериозни појависе случува гравитациски колапс, со што завршува еволуцијата на ѕвездите.

Ѕвездената еволуција е циклус на промени низ кои поминува ѕвездата во текот на својот животен век (милиони или милијарди години). Кога водородот во него ќе истече и ќе се претвори во хелиум, се формира јадро на хелиум, а самото тоа почнува да се претвора во црвен џин - ѕвезда од доцните спектрални класи што има висока сјајност. Нивната маса може да биде 70 пати поголема од масата на Сонцето. Многу светлите суперџинови се нарекуваат хипергиганти. Покрај високата осветленост, тие се карактеризираат и со краток век на траење.

Суштината на колапсот

Овој феномен се разгледува крајна точкаеволуција на ѕвезди чија тежина е повеќе од три соларни маси (тежината на Сонцето). Оваа количина се користи во астрономијата и физиката за да се одреди тежината на другите космички тела. Колапсот се случува кога гравитационите сили предизвикуваат колапс на огромни космички тела голема масасе намалува многу брзо.

Ѕвездите со тежина од повеќе од три соларни маси содржат доволно материјал за долготрајни термонуклеарни реакции. Кога супстанцијата ќе истече, таа престанува и термонуклеарна реакција, а ѕвездите престануваат да бидат механички стабилни. Ова води до фактот дека тие почнуваат да се компресираат кон центарот со суперсонична брзина.

Неутронски ѕвезди

Кога ѕвездите се собираат, тоа создава внатрешен притисок. Ако расте со доволна сила за да ја запре гравитациската компресија, тогаш се појавува неутронска ѕвезда.

Ова космичко телоима едноставна структура. Ѕвездата се состои од јадро, кое е покриено со кора, а тоа, пак, се формира од електрони и атомски јадра. Дебелината е приближно 1 км и е релативно тенок во споредба со другите тела пронајдени во вселената.

Тежината на неутронските ѕвезди е еднаква на тежината на Сонцето. Разликата меѓу нив е што нивниот радиус е мал - не повеќе од 20 км. Внатре во нив, атомските јадра комуницираат едни со други, со што се формира нуклеарна материја. Тоа е притисокот од негова страна што ја спречува неутронската ѕвезда дополнително да се собира. Овој тип на ѕвезди има многу голема брзина на ротација. Тие се способни да направат стотици револуции во рок од една секунда. Процесот на раѓање започнува од експлозија на супернова, која се случува за време на гравитациониот колапс на ѕвезда.

Супернови

Експлозијата на супернова е феномен ненадејна променаосветленоста на ѕвездата. Тогаш ѕвездата почнува полека и постепено да згаснува. Вака завршува последната фаза на гравитационен колапс. Целата катаклизма е придружена со ослободување големо количествоенергија.

Треба да се напомене дека жителите на Земјата можат да го видат овој феномен само по фактот. Светлината стигнува до нашата планета долго откако ќе се појави епидемијата. Ова предизвика потешкотии во одредувањето на природата на суперновите.

Ладење на неутронска ѕвезда

По завршувањето на гравитациската контракција што резултираше со формирање на неутронска ѕвезда, нејзината температура е многу висока (многу повисока од температурата на Сонцето). Ѕвездата се лади поради ладењето со неутрино.

Во рок од неколку минути, нивната температура може да се намали за 100 пати. Во текот на следните сто години - уште 10 пати. Откако ќе се намали, процесот на ладење значително се забавува.

Ограничување на Опенхајмер-Волкоф

Од една страна, овој индикатор ја одразува максималната можна тежина на неутронска ѕвезда при која гравитацијата се компензира со неутронски гас. Ова го спречува гравитациониот колапс да заврши во црна дупка. Од друга страна, таканаречената граница на Опенхајмер-Волкоф е исто така понизок праг за тежината на црната дупка што се формирала за време на ѕвездената еволуција.

Поради голем број неточности, тешко е да се одреди точна вредностовој параметар. Сепак, се проценува дека е во опсег од 2,5 до 3 сончеви маси. На овој момент, научниците велат дека најтешката неутронска ѕвезда е J0348+0432. Неговата тежина е повеќе од две соларни маси. Најлесната црна дупка тежи 5-10 соларни маси. Астрофизичарите велат дека овие податоци се експериментални и се однесуваат само на моментално познатите неутронски ѕвезди и црни дупки и укажуваат на можноста за постоење на помасивни.

Црни дупки

Црната дупка е еден од најневеројатните феномени пронајдени во вселената. Тој го претставува регионот на простор-времето каде гравитациска привлечностне дозволува никакви предмети да избегаат од него. Дури и телата кои можат да се движат со брзина на светлината (вклучувајќи ги и самите кванти на светлината) не можат да ја напуштат. Пред 1967 година, црните дупки се нарекувале „замрзнати ѕвезди“, „колапсари“ и „срушени ѕвезди“.

Црната дупка има своја спротивност. Тоа се нарекува бела дупка. Како што знаете, невозможно е да се излезе од црна дупка. Што се однесува до белците, тие не можат да се пробијат.

Покрај гравитацискиот колапс, формирањето на црна дупка може да биде предизвикано и од колапс во центарот на галаксијата или протогалактичкото око. Постои и теорија дека црните дупки се појавиле како резултат на Големата експлозија, исто како и нашата планета. Научниците ги нарекуваат примарни.

Има една црна дупка во нашата галаксија, која, според астрофизичарите, настанала поради гравитацискиот колапс на супермасивни објекти. Научниците велат дека таквите дупки ги формираат јадрата на многу галаксии.

Астрономите во САД сугерираат дека големината на големите црни дупки може значително да се потцени. Нивните претпоставки се засноваат на фактот дека за ѕвездите да ја достигнат брзината со која се движат низ галаксијата М87, која се наоѓа на 50 милиони светлосни години од нашата планета, масата на црната дупка во центарот на галаксијата М87 мора да биде најмалку 6,5 милијарди соларни маси. Во моментов, општо прифатено е дека тежината на најголемата црна дупка е 3 милијарди соларни маси, односно повеќе од половина.

Синтеза на црни дупки

Постои теорија дека овие објекти може да се појават како резултат на нуклеарни реакции. Научниците дадоаТие се нарекуваат квантни црни подароци. Нивните минимален дијаметаре 10 -18 m, а најмалата маса е 10 -5 g.

Големиот хадронски судирач е изграден за да синтетизира микроскопски црни дупки. Се претпоставуваше дека со негова помош ќе биде можно не само да се синтетизира црна дупка, туку и да се симулира Големата експлозија, што би овозможило да се рекреира процесот на формирање на множество вселенски објекти, вклучувајќи ја и планетата Земја. Меѓутоа, експериментот не успеа бидејќи немаше доволно енергија за создавање црни дупки.

Неутронска ѕвезда

Пресметките покажуваат дека за време на експлозија на супернова со M ~ 25M, останува густо неутронско јадро (неутронска ѕвезда) со маса од ~ 1,6M. Кај ѕвездите со преостаната маса M > 1,4 M кои не достигнале фаза на супернова, притисокот на дегенерираниот електронски гас исто така не може да ги балансира гравитационите сили и ѕвездата е компресирана до состојба на нуклеарна густина. Механизмот на овој гравитациски колапс е ист како за време на експлозија на супернова. Притисокот и температурата во внатрешноста на ѕвездата достигнуваат такви вредности во кои се чини дека електроните и протоните се „притиснати“ еден во друг и како резултат на реакцијата

по емисијата на неутрина, се формираат неутрони, кои зафаќаат многу помал фазен волумен од електроните. Се појавува таканаречена неутронска ѕвезда, чија густина достигнува 10 14 - 10 15 g/cm 3 . Карактеристичната големина на неутронска ѕвезда е 10 - 15 km. Во извесна смисла, неутронската ѕвезда е џиновско атомско јадро. Понатаму гравитациска компресијаспречено од притисокот на нуклеарната материја што произлегува поради интеракцијата на неутроните. Ова е, исто така, притисокот на дегенерација, како и претходно во случајот на бело џуџе, но тоа е притисок на дегенерација на многу погуст неутронски гас. Овој притисок може да држи маси до 3,2 M.
Неутрината произведени во моментот на колапс прилично брзо ја ладат неутронската ѕвезда. Според теоретските проценки, неговата температура паѓа од 10 11 на 10 9 К за време од ~ 100 секунди. Понатаму, стапката на ладење малку се намалува. Сепак, тоа е доста високо на астрономски размери. Намалување на температурата од 10 9 на 10 8 K се случува за 100 години и до 10 6 K за милион години. Откријте неутронски ѕвезди оптички методидоста тешко поради неговата мала големина и ниската температура.
Во 1967 година во Универзитетот во КембриџХуиш и Бел открија космички извори на периодично електромагнетно зрачење - пулсари. Периодите на повторување на пулсот кај повеќето пулсари се во опсег од 3,3·10 -2 до 4,3 секунди. Според современите концепти, пулсарите се ротирачки неутронски ѕвезди со маса од 1 - 3 M и дијаметар од 10 - 20 km. Само компактните објекти со својства на неутронски ѕвезди можат да ја задржат својата форма без да се рушат со такви брзини на ротација. Зачувување на аголниот моментум и магнетно полеза време на формирањето на неутронска ѕвезда доведува до раѓање на брзо ротирачки пулсари со силно магнетно поле B ~ 10 12 G.
Се верува дека неутронската ѕвезда има магнетно поле чија оска не се совпаѓа со оската на ротација на ѕвездата. Во овој случај, зрачењето на ѕвездата (радио бранови и видлива светлина) се лизга низ Земјата како зраци на светилник. Кога зракот ја преминува Земјата, се снима пулс. Зрачењето на самата неутронска ѕвезда се јавува поради фактот што наелектризираните честички од површината на ѕвездата се движат нанадвор по далноводимагнетно поле, емитувајќи електромагнетни бранови. Овој механизам на радио емисија на пулсар, првпат предложен од Голд, е прикажан на сл. 39.

Ако зрак на зрачење погоди набљудувач на земјата, радио телескопот детектира кратки импулси на радио емисија со период еднаков на периодот на ротација на неутронската ѕвезда. Обликот на пулсот може да биде многу сложен, што се одредува според геометријата на магнетосферата на неутронската ѕвезда и е карактеристично за секој пулсар. Периодите на ротација на пулсарите се строго константни и точноста на мерењето на овие периоди достигнува 14-цифрени бројки.
Во моментов, откриени се пулсари кои се дел од бинарни системи. Ако пулсарот орбитира околу втората компонента, тогаш треба да се забележат варијации во пулсарниот период поради Доплеровиот ефект. Кога пулсарот се приближува до набљудувачот, снимениот период на радио пулсирањата се намалува поради Доплеровиот ефект, а кога пулсарот се оддалечува од нас, неговиот период се зголемува. Врз основа на овој феномен, пулсарите кои се дел од двојни ѕвезди. За првиот откриен пулсар PSR 1913+16, дел од двоен систем, орбиталниот период беше 7 часа 45 минути. Сопствен периодВремето на ротација на пулсарот PSR 1913 + 16 е 59 ms.
Зрачењето на пулсарот треба да доведе до намалување на брзината на ротација на неутронската ѕвезда. Овој ефект исто така беше откриен. Неутронска ѕвезда која е дел од бинарен систем може да биде и извор на интензивно зрачење со рендген.
Структурата на неутронска ѕвезда со маса од 1,4 M и радиус од 16 km е прикажана на сл. 40.

Јас е тенок надворешен слој од густо спакувани атоми. Во регионите II и III, јадрата се распоредени во форма на кубна решетка во центарот на телото. Регионот IV главно се состои од неутрони. Во регионот V, материјата може да се состои од пиони и хиперони, формирајќи го хадронското јадро на неутронската ѕвезда. Во моментов се разјаснуваат одредени детали за структурата на неутронската ѕвезда.
Формирањето на неутронски ѕвезди не е секогаш последица на експлозија на супернова. Друг можен механизам за формирање на неутронски ѕвезди за време на еволуцијата на белите џуџиња во блиски бинарни ѕвездени системи. Протокот на материјата од придружната ѕвезда до бело џуџепостепено ја зголемува масата на белото џуџе и по достигнувањето критична маса(Граница Чандрасехар) бело џуџе се претвора во неутронска ѕвезда. Во случај кога протокот на материјата продолжува по формирањето на неутронска ѕвезда, нејзината маса може значително да се зголеми и, како резултат на гравитациски колапс, може да се претвори во црна дупка. Ова одговара на таканаречениот „тивок“ колапс.
Компактен двојни ѕвездиможе да се манифестираат и како извори на рендгенско зрачење. Таа, исто така, се јавува поради натрупаноста на материјата што паѓа од „нормална“ ѕвезда во покомпактна. Кога материјата се собира на неутронска ѕвезда со B > 10 10 G, материјата паѓа во областа на магнетните полови. Х-зраци зрачењее модулиран со неговата ротација околу својата оска. Таквите извори се нарекуваат рендгенски пулсари.
Постојат извори на рендгенски зраци (наречени пукнатини), во кои периодично се случуваат изливи на зрачење во интервали од неколку часа до еден ден. Карактеристично времерафален пораст - 1 сек. Времетраењето на рафалот е од 3 до 10 секунди. Интензитетот во моментот на избувнувањето може да биде 2 - 3 реда по големина поголем од сјајноста при мирна состојба. Во моментов се познати неколку стотици такви извори. Се верува дека изливите на зрачење се јавуваат како резултат на термонуклеарни експлозии на материја акумулирана на површината на неутронска ѕвезда како резултат на аккреција.
Добро е познато дека на мали растојанија помеѓу нуклеоните (< 0.3·10 -13 см) нуклеарни силиатракциите се заменуваат со одбивни сили, т.е. отпорноста на нуклеарната материја на кратки растојанија до силата на притисок на гравитацијата се зголемува. Ако густината на материјата во центарот на неутронската ѕвезда ја надминува нуклеарната густина ρ отров и достигне 10 15 g/cm 3, тогаш во центарот на ѕвездата, заедно со нуклеоните и електроните, се наоѓаат мезоните, хипероните и другите помасивни честички. исто така формирана. Во моментов се водат студии за однесувањето на материјата при густини што ја надминуваат нуклеарната густина почетна фазаа ги има многу нерешени проблеми. Пресметките покажуваат дека при густина на материјата ρ > ρ отров, можни се процеси како што се појавата на пион кондензат, преминот на неутронизираната материја во цврста кристална состојба и формирање на хиперон и кварк-глуонска плазма. Можно е формирање на суперфлуидни и суперспроводливи состојби на неутронската материја.
Во согласност со модерни идеиза однесувањето на материјата при густини 10 2 - 10 3 пати повисоки од нуклеарните (имено, за таквите густини ние зборуваме за, кога се дискутира за внатрешната структура на неутронската ѕвезда), атомските јадра се формираат внатре во ѕвездата во близина на границата на стабилност. Подлабоко разбирање може да се постигне преку истражување состојба на материјатаво зависност од густината, температурата, стабилноста на нуклеарната материја со егзотични соодноси на бројот на протони кон бројот на неутрони во јадрото n p / n n, земајќи ги предвид слабите процеси кои вклучуваат неутрина. Во моментов, практично единствената можност за проучување на материјата со густини повисоки од нуклеарните се нуклеарните реакции помеѓу тешките јони. Сепак, експерименталните податоци за судири на тешки јони сè уште даваат недоволни информации, бидејќи остварливите вредности на n p / n n и за целното јадро и за инцидентното забрзано јадро се мали (~ 1 - 0,7).
Точни мерењапериодите на радио пулсарите покажаа дека брзината на ротација на неутронската ѕвезда постепено се забавува. Ова се должи на транзицијата кинетичка енергијаротација на ѕвездата во енергијата на пулсарното зрачење и емисијата на неутрино. Малите нагли промени во периодите на радио пулсарите се објаснуваат со акумулацијата на стресот во површинскиот слој на неутронската ѕвезда, придружена со „пукање“ и „фрактури“, што доведува до промена на брзината на ротација на ѕвездата. Набљудуваните временски карактеристики на радио пулсарите содржат информации за својствата на „кората“ на неутронската ѕвезда, физичките услови во неа и суперфлуидноста на неутронската материја. ВО Во последно времеОткриен е значителен број радио пулсари со периоди помали од 10 ms. Ова бара разјаснување на идеите за процесите што се случуваат во неутронските ѕвезди.
Друг предизвик е истражувањето неутрино процесиво неутронските ѕвезди. Емисијата на неутрино е еден од механизмите со кои неутронската ѕвезда губи енергија во рок од 10 5 - 10 6 години по нејзиното формирање.