Planet angkasa lubang hitam. Lubang hitam terbesar di alam semesta yang diketahui

S. TRANKOVSKY

Antara masalah fizik dan astrofizik moden yang paling penting dan menarik, Ahli Akademik V.L. Ginzburg menamakan isu yang berkaitan dengan lubang hitam (lihat "Sains dan Kehidupan" No. 11, 12, 1999). Kewujudan objek aneh ini telah diramalkan lebih daripada dua ratus tahun yang lalu, keadaan yang membawa kepada pembentukannya telah dikira dengan tepat pada akhir 30-an abad ke-20, dan astrofizik mula mengkaji dengan serius kurang daripada empat puluh tahun yang lalu. Hari ini, jurnal saintifik di seluruh dunia setiap tahun menerbitkan beribu-ribu artikel mengenai lubang hitam.

Pembentukan lohong hitam boleh berlaku dalam tiga cara.

Beginilah kebiasaan untuk menggambarkan proses yang berlaku di sekitar lubang hitam yang runtuh. Lama kelamaan (Y), ruang (X) di sekelilingnya (kawasan berlorek) mengecut, meluru ke arah singulariti.

Medan graviti lubang hitam memperkenalkan herotan teruk ke dalam geometri ruang.

Lohong hitam, tidak kelihatan melalui teleskop, mendedahkan dirinya hanya melalui pengaruh gravitinya.

Dalam medan graviti yang kuat lubang hitam, pasangan zarah-antizarah dilahirkan.

Kelahiran pasangan zarah-antizarah di makmal.

BAGAIMANA MEREKA TIMBUL

Badan angkasa yang bercahaya, mempunyai ketumpatan yang sama dengan Bumi, dan diameter dua ratus lima puluh kali lebih besar daripada diameter Matahari, disebabkan oleh daya gravitinya, tidak akan membenarkan cahayanya sampai kepada kita. Oleh itu, ada kemungkinan bahawa badan bercahaya terbesar di Alam Semesta kekal tidak dapat dilihat dengan tepat kerana saiznya.
Pierre Simon Laplace.
Eksposisi sistem dunia. 1796

Pada tahun 1783, ahli matematik Inggeris John Mitchell, dan tiga belas tahun kemudian, secara bebas daripadanya, ahli astronomi dan matematik Perancis Pierre Simon Laplace, menjalankan kajian yang sangat aneh. Mereka melihat keadaan di mana cahaya tidak akan dapat melarikan diri dari bintang.

Logik para saintis adalah mudah. Untuk mana-mana objek astronomi (planet atau bintang), adalah mungkin untuk mengira apa yang dipanggil halaju melarikan diri, atau halaju kosmik kedua, yang membolehkan mana-mana jasad atau zarah meninggalkannya selama-lamanya. Dan dalam fizik pada masa itu, teori Newton memerintah tertinggi, mengikut mana cahaya adalah aliran zarah (teori gelombang elektromagnet dan quanta masih hampir seratus lima puluh tahun lagi). Halaju pelepasan zarah boleh dikira berdasarkan kesamaan tenaga potensi di permukaan planet dan tenaga kinetik jasad yang telah "melarikan diri" ke jarak yang tidak terhingga. Kelajuan ini ditentukan oleh formula #1#

di mana M- jisim objek angkasa, R- jejarinya, G- pemalar graviti.

Daripada ini kita boleh dengan mudah mendapatkan jejari jasad jisim tertentu (kemudian dipanggil "jejari graviti" r g"), di mana halaju pelepasan adalah sama dengan kelajuan cahaya:

Ini bermakna bintang dimampatkan menjadi sfera dengan jejari r g< 2G.M./c 2 akan berhenti memancarkan - cahaya tidak akan dapat meninggalkannya. Lohong hitam akan muncul di Alam Semesta.

Adalah mudah untuk mengira bahawa Matahari (jisimnya ialah 2.1033 g) akan bertukar menjadi lohong hitam jika ia menguncup ke radius kira-kira 3 kilometer. Ketumpatan bahannya akan mencapai 10 16 g/cm 3 . Jejari Bumi, yang dimampatkan ke dalam lubang hitam, akan berkurangan kepada kira-kira satu sentimeter.

Nampaknya luar biasa bahawa mungkin terdapat kuasa dalam alam semula jadi yang mampu memampatkan bintang kepada saiz yang tidak begitu ketara. Oleh itu, kesimpulan daripada karya Mitchell dan Laplace dianggap selama lebih daripada seratus tahun sebagai sesuatu paradoks matematik yang tidak mempunyai makna fizikal.

Bukti matematik yang ketat bahawa objek eksotik seperti itu di angkasa mungkin diperoleh hanya pada tahun 1916. Ahli astronomi Jerman Karl Schwarzschild, selepas menganalisis persamaan teori relativiti umum Albert Einstein, memperoleh hasil yang menarik. Setelah mengkaji gerakan zarah dalam medan graviti badan besar, dia membuat kesimpulan: persamaan kehilangan makna fizikalnya (penyelesaiannya bertukar kepada infiniti) apabila r= 0 dan r = r g.

Titik di mana ciri-ciri medan menjadi tidak bermakna dipanggil tunggal, iaitu, istimewa. Kesingularan pada titik sifar mencerminkan arah mata, atau, apakah perkara yang sama, struktur simetri pusat medan (lagipun, mana-mana badan sfera - bintang atau planet - boleh diwakili sebagai titik material). Dan titik yang terletak pada permukaan sfera dengan jejari r g, membentuk permukaan paling dari mana halaju pelepasan adalah sama dengan kelajuan cahaya. Dalam teori umum relativiti ia dipanggil sfera tunggal Schwarzschild atau ufuk peristiwa (mengapa akan menjadi jelas kemudian).

Sudah berdasarkan contoh objek yang biasa kepada kita - Bumi dan Matahari - jelas bahawa lubang hitam adalah objek yang sangat pelik. Malah ahli astronomi yang berurusan dengan jirim pada nilai suhu, ketumpatan dan tekanan yang melampau menganggapnya sangat eksotik, dan sehingga baru-baru ini tidak semua orang percaya kewujudan mereka. Walau bagaimanapun, petunjuk pertama kemungkinan pembentukan lubang hitam telah pun terkandung dalam teori relativiti umum A. Einstein, yang dicipta pada tahun 1915. Ahli astronomi Inggeris Arthur Eddington, salah seorang penterjemah pertama dan mempopularkan teori relativiti, pada tahun 30-an memperoleh sistem persamaan yang menerangkan struktur dalaman bintang. Ia berikutan daripada mereka bahawa bintang berada dalam keseimbangan di bawah pengaruh daya graviti berlawanan arah dan tekanan dalaman yang dicipta oleh pergerakan zarah plasma panas di dalam bintang dan tekanan sinaran yang dijana dalam kedalamannya. Ini bermakna bintang itu adalah bola gas, di tengah-tengahnya terdapat suhu tinggi, secara beransur-ansur menurun ke arah pinggir. Daripada persamaan, khususnya, ia menunjukkan bahawa suhu permukaan Matahari adalah kira-kira 5500 darjah (yang agak konsisten dengan data pengukuran astronomi), dan di tengahnya ia sepatutnya kira-kira 10 juta darjah. Ini membolehkan Eddington membuat kesimpulan kenabian: pada suhu ini, tindak balas termonuklear "menyala", mencukupi untuk memastikan cahaya Matahari. Ahli fizik atom pada masa itu tidak bersetuju dengan ini. Nampaknya kepada mereka bahawa ia terlalu "sejuk" di kedalaman bintang: suhu di sana tidak mencukupi untuk tindak balas untuk "pergi." Untuk ini ahli teori yang marah menjawab: "Cari tempat yang lebih panas!"

Dan pada akhirnya, dia ternyata betul: tindak balas termonuklear benar-benar berlaku di tengah-tengah bintang (perkara lain ialah apa yang dipanggil "model suria standard", berdasarkan idea tentang pelakuran termonuklear, nampaknya menjadi menjadi tidak betul - lihat, sebagai contoh, "Sains dan kehidupan" No. 2, 3, 2000). Namun begitu, tindak balas di tengah bintang berlaku, bintang bersinar, dan sinaran yang timbul mengekalkannya dalam keadaan stabil. Tetapi "bahan api" nuklear dalam bintang itu terbakar. Pembebasan tenaga berhenti, sinaran padam, dan daya tarikan graviti yang menghalang hilang. Terdapat had pada jisim bintang, selepas itu bintang itu mula mengecut secara tidak dapat dipulihkan. Pengiraan menunjukkan bahawa ini berlaku jika jisim bintang melebihi dua hingga tiga jisim suria.

RUNTUH GRAVITASI

Pada mulanya, kadar pengecutan bintang adalah kecil, tetapi kadarnya terus meningkat, kerana daya graviti adalah berkadar songsang dengan kuasa dua jarak. Mampatan menjadi tidak dapat dipulihkan; Proses ini dipanggil keruntuhan graviti. Kelajuan pergerakan kulit bintang ke arah pusatnya meningkat, menghampiri kelajuan cahaya. Dan di sini kesan teori relativiti mula memainkan peranan.

Halaju melarikan diri dikira berdasarkan idea Newton tentang sifat cahaya. Dari sudut pandangan relativiti am, fenomena di sekitar bintang runtuh berlaku agak berbeza. Dalam medan graviti yang kuat, apa yang dipanggil anjakan merah graviti berlaku. Ini bermakna bahawa frekuensi sinaran yang datang dari objek besar dialihkan ke arah frekuensi yang lebih rendah. Dalam had, di sempadan sfera Schwarzschild, frekuensi sinaran menjadi sifar. Iaitu, pemerhati yang terletak di luarnya tidak akan dapat mengetahui apa-apa tentang apa yang berlaku di dalamnya. Itulah sebabnya sfera Schwarzschild dipanggil ufuk peristiwa.

Tetapi mengurangkan kekerapan sama dengan memperlahankan masa, dan apabila kekerapan menjadi sifar, masa berhenti. Ini bermakna bahawa pemerhati luar akan melihat gambaran yang sangat pelik: cangkerang bintang, jatuh dengan pecutan yang semakin meningkat, berhenti dan bukannya mencapai kelajuan cahaya. Dari sudut pandangannya, mampatan akan berhenti sebaik sahaja saiz bintang menghampiri graviti
kebiasaan. Dia tidak akan melihat walaupun satu zarah "menyelam" di bawah sfera Schwarzschiel. Tetapi bagi pemerhati hipotesis yang jatuh ke dalam lubang hitam, segala-galanya akan berakhir dalam beberapa saat pada jam tangannya. Oleh itu, masa keruntuhan graviti bintang sebesar Matahari ialah 29 minit, dan bintang neutron yang lebih tumpat dan lebih padat akan mengambil masa hanya 1/20,000 saat. Dan di sini dia menghadapi masalah yang berkaitan dengan geometri ruang-masa berhampiran lubang hitam.

Pemerhati mendapati dirinya dalam ruang melengkung. Berhampiran jejari graviti, daya graviti menjadi besar tidak terhingga; mereka meregangkan roket dengan pemerhati angkasawan ke dalam benang yang sangat nipis dengan panjang yang tidak terhingga. Tetapi dia sendiri tidak akan menyedari ini: semua ubah bentuknya akan sepadan dengan herotan koordinat ruang-masa. Pertimbangan ini, sudah tentu, merujuk kepada kes yang ideal dan hipotesis. Mana-mana jasad sebenar akan dipecahkan oleh daya pasang surut lama sebelum menghampiri sfera Schwarzschild.

DIMENSI LUBANG HITAM

Saiz lubang hitam, atau lebih tepat lagi, jejari sfera Schwarzschild, adalah berkadar dengan jisim bintang. Dan oleh kerana astrofizik tidak mengenakan sebarang sekatan pada saiz bintang, lubang hitam boleh sewenang-wenangnya besar. Jika, sebagai contoh, ia timbul semasa keruntuhan bintang dengan jisim 10 8 jisim suria (atau disebabkan oleh penggabungan ratusan ribu, atau bahkan berjuta-juta bintang yang agak kecil), jejarinya akan menjadi kira-kira 300 juta kilometer, dua kali orbit Bumi. Dan ketumpatan purata bahan gergasi sedemikian hampir dengan ketumpatan air.

Rupa-rupanya, ini adalah jenis lubang hitam yang terdapat di pusat-pusat galaksi. Walau apa pun, ahli astronomi hari ini mengira kira-kira lima puluh galaksi, yang di tengah-tengahnya, berdasarkan bukti tidak langsung (dibincangkan di bawah), terdapat lubang hitam dengan jisim kira-kira satu bilion (10 9) suria. Galaxy kita juga nampaknya mempunyai lubang hitamnya sendiri; Jisimnya dianggarkan dengan tepat - 2.4. 10 6 ±10% daripada jisim Matahari.

Teori ini mencadangkan bahawa bersama dengan supergergasi sedemikian, lubang mini hitam dengan jisim kira-kira 10 14 g dan jejari kira-kira 10 -12 cm (saiz nukleus atom) juga harus muncul. Mereka boleh muncul pada saat-saat pertama kewujudan Alam Semesta sebagai manifestasi ketidakhomogenan ruang-masa yang sangat kuat dengan kepadatan tenaga yang sangat besar. Hari ini, penyelidik menyedari keadaan yang wujud di Alam Semesta pada masa itu pada pelanggar yang kuat (pemecut menggunakan rasuk berlanggar). Eksperimen di CERN awal tahun ini menghasilkan plasma kuark-gluon, jirim yang wujud sebelum kemunculan zarah asas. Penyelidikan tentang keadaan jirim ini diteruskan di Brookhaven, pusat pemecut Amerika. Ia mampu mempercepatkan zarah kepada tenaga satu setengah hingga dua urutan magnitud lebih tinggi daripada pemecut dalam
CERN. Percubaan yang akan datang telah menimbulkan kebimbangan serius: adakah ia akan mencipta lubang hitam mini yang akan membengkokkan ruang kita dan memusnahkan Bumi?

Ketakutan ini bergema dengan kuat sehingga kerajaan AS terpaksa mengadakan suruhanjaya berwibawa untuk meneliti kemungkinan ini. Sebuah suruhanjaya yang terdiri daripada penyelidik terkemuka membuat kesimpulan: tenaga pemecut terlalu rendah untuk timbulnya lubang hitam (eksperimen ini diterangkan dalam jurnal Science and Life, No. 3, 2000).

BAGAIMANA UNTUK MELIHAT YANG GHAIB

Lubang hitam tidak mengeluarkan apa-apa, bahkan cahaya. Walau bagaimanapun, ahli astronomi telah belajar untuk melihat mereka, atau sebaliknya, untuk mencari "calon" untuk peranan ini. Terdapat tiga cara untuk mengesan lubang hitam.

1. Adalah perlu untuk memantau putaran bintang dalam kelompok di sekeliling pusat graviti tertentu. Jika ternyata tiada apa-apa di pusat ini, dan bintang-bintang kelihatan berputar di sekitar ruang kosong, kita boleh mengatakan dengan yakin: dalam "kekosongan" ini terdapat lubang hitam. Atas dasar inilah kehadiran lohong hitam di tengah Galaksi kita diandaikan dan jisimnya dianggarkan.

2. Lohong hitam secara aktif menyedut jirim ke dalam dirinya dari ruang sekeliling. Debu, gas dan jirim antara bintang dari bintang berdekatan jatuh ke atasnya dalam bentuk lingkaran, membentuk cakera pertambahan yang dipanggil, serupa dengan cincin Zuhal. (Ini betul-betul orang-orangan sawah dalam eksperimen Brookhaven: lubang hitam mini yang muncul dalam pemecut akan mula menyedut Bumi ke dalam dirinya sendiri, dan proses ini tidak dapat dihentikan oleh sebarang daya.) Mendekati sfera Schwarzschild, zarah mengalami pecutan dan mula memancarkan dalam julat sinar-X. Sinaran ini mempunyai spektrum ciri yang serupa dengan sinaran zarah yang dikaji dengan baik yang dipercepatkan dalam synchrotron. Dan jika sinaran sedemikian datang dari beberapa kawasan Alam Semesta, kita boleh mengatakan dengan yakin bahawa mesti ada lubang hitam di sana.

3. Apabila dua lubang hitam bergabung, sinaran graviti berlaku. Dikira bahawa jika jisim setiap satu adalah kira-kira sepuluh jisim suria, maka apabila mereka bergabung dalam beberapa jam, tenaga bersamaan dengan 1% daripada jumlah jisim mereka akan dibebaskan dalam bentuk gelombang graviti. Ini adalah seribu kali ganda daripada cahaya, haba dan tenaga lain yang dipancarkan Matahari sepanjang kewujudannya - lima bilion tahun. Mereka berharap dapat mengesan sinaran graviti dengan bantuan balai cerap gelombang graviti LIGO dan lain-lain, yang kini sedang dibina di Amerika dan Eropah dengan penyertaan penyelidik Rusia (lihat "Sains dan Kehidupan" No. 5, 2000).

Namun, walaupun ahli astronomi tidak mempunyai keraguan tentang kewujudan lubang hitam, tiada siapa yang berani menegaskan bahawa betul-betul salah satu daripadanya terletak pada titik tertentu di angkasa. Etika saintifik dan integriti penyelidik memerlukan jawapan yang jelas kepada soalan yang dikemukakan, yang tidak bertolak ansur dengan percanggahan. Tidak cukup untuk menganggarkan jisim objek yang tidak kelihatan; anda perlu mengukur jejarinya dan menunjukkan bahawa ia tidak melebihi jejari Schwarzschild. Dan walaupun dalam Galaxy kami masalah ini masih belum dapat diselesaikan. Itulah sebabnya para saintis menunjukkan kekangan tertentu dalam melaporkan penemuan mereka, dan jurnal saintifik benar-benar dipenuhi dengan laporan kerja teori dan pemerhatian kesan yang boleh menjelaskan misteri mereka.

Walau bagaimanapun, lubang hitam mempunyai satu lagi sifat, yang diramalkan secara teori, yang mungkin memungkinkan untuk melihatnya. Tetapi, walau bagaimanapun, di bawah satu syarat: jisim lohong hitam harus lebih kecil daripada jisim Matahari.

LUBANG HITAM JUGA BOLEH "PUTIH"

Untuk masa yang lama, lubang hitam dianggap sebagai penjelmaan kegelapan, objek yang dalam vakum, jika tiada penyerapan bahan, tidak mengeluarkan apa-apa. Walau bagaimanapun, pada tahun 1974, ahli teori Inggeris terkenal Stephen Hawking menunjukkan bahawa lubang hitam boleh diberikan suhu, dan oleh itu harus memancar.

Menurut konsep mekanik kuantum, vakum bukanlah kekosongan, tetapi sejenis "buih ruang-masa," satu pertembungan zarah maya (tidak boleh diperhatikan di dunia kita). Walau bagaimanapun, turun naik tenaga kuantum boleh "mengeluarkan" pasangan zarah-antizarah daripada vakum. Sebagai contoh, dalam perlanggaran dua atau tiga gamma quanta, elektron dan positron akan muncul seolah-olah keluar dari udara nipis. Fenomena ini dan yang serupa telah berulang kali diperhatikan di makmal.

Ia adalah turun naik kuantum yang menentukan proses sinaran lubang hitam. Jika sepasang zarah dengan tenaga E Dan -E(jumlah tenaga pasangan adalah sifar) berlaku di sekitar sfera Schwarzschild, nasib zarah selanjutnya akan berbeza. Mereka boleh memusnahkan hampir serta-merta atau pergi di bawah ufuk peristiwa bersama-sama. Dalam kes ini, keadaan lubang hitam tidak akan berubah. Tetapi jika hanya satu zarah pergi di bawah ufuk, pemerhati akan mendaftarkan satu lagi, dan ia akan kelihatan bahawa ia telah dihasilkan oleh lubang hitam. Pada masa yang sama, lubang hitam yang menyerap zarah dengan tenaga -E, akan mengurangkan tenaga anda, dan dengan tenaga E- akan meningkat.

Hawking mengira kadar di mana semua proses ini berlaku dan membuat kesimpulan: kebarangkalian penyerapan zarah dengan tenaga negatif adalah lebih tinggi. Ini bermakna bahawa lubang hitam kehilangan tenaga dan jisim - ia menyejat. Di samping itu, ia memancar sebagai badan hitam sepenuhnya dengan suhu T = 6 . 10 -8 M dengan / M kelvins, di mana M c - jisim Matahari (2.10 33 g), M- jisim lohong hitam. Hubungan mudah ini menunjukkan bahawa suhu lubang hitam dengan jisim enam kali ganda daripada matahari adalah sama dengan seratus juta darjah. Adalah jelas bahawa badan sejuk seperti itu hampir tidak mengeluarkan apa-apa, dan semua alasan di atas tetap sah. Mini-lubang adalah perkara lain. Adalah mudah untuk melihat bahawa dengan jisim 10 14 -10 30 gram, ia dipanaskan hingga berpuluh-puluh ribu darjah dan putih-panas! Perlu diperhatikan dengan segera, bagaimanapun, bahawa tidak ada percanggahan dengan sifat-sifat lubang hitam: sinaran ini dipancarkan oleh lapisan di atas sfera Schwarzschild, dan bukan di bawahnya.

Oleh itu, lubang hitam, yang kelihatan seperti objek beku yang kekal, lambat laun akan hilang, menguap. Lebih-lebih lagi, apabila dia "menurunkan berat badan," kadar penyejatan meningkat, tetapi ia masih mengambil masa yang sangat lama. Dianggarkan bahawa lubang mini seberat 10 14 gram, yang muncul sejurus selepas Big Bang 10-15 bilion tahun yang lalu, akan menguap sepenuhnya pada zaman kita. Pada peringkat terakhir kehidupan, suhu mereka mencapai nilai yang sangat besar, jadi produk penyejatan mestilah zarah tenaga yang sangat tinggi. Mungkin merekalah yang menjana hujan udara yang meluas di atmosfera Bumi - EAS. Walau apa pun, asal usul zarah tenaga yang tinggi secara anomali adalah satu lagi masalah penting dan menarik yang boleh berkait rapat dengan soalan yang tidak kurang menarik dalam fizik lubang hitam.

« Fiksyen sains boleh berguna - ia merangsang imaginasi dan melegakan ketakutan masa depan. Walau bagaimanapun, fakta saintifik boleh menjadi lebih mengejutkan. Fiksyen sains tidak pernah membayangkan kewujudan benda seperti lubang hitam»
Stephen Hawking

Di kedalaman alam semesta terdapat banyak misteri dan rahsia yang tersembunyi untuk manusia. Salah satunya ialah lubang hitam - objek yang tidak dapat difahami oleh akal manusia yang paling hebat sekalipun. Beratus-ratus ahli astrofizik cuba untuk mendedahkan sifat lubang hitam, tetapi pada peringkat ini kita belum membuktikan kewujudannya dalam amalan.

Pengarah filem mendedikasikan filem mereka kepada mereka, dan di kalangan orang biasa lubang hitam telah menjadi fenomena kultus sehingga mereka dikenal pasti dengan akhir dunia dan kematian yang tidak dapat dielakkan. Mereka ditakuti dan dibenci, tetapi pada masa yang sama mereka dipuja dan disembah oleh yang tidak diketahui bahawa serpihan Alam Semesta yang aneh ini tersembunyi dalam diri mereka. Setuju, ditelan lubang hitam adalah satu perkara yang romantis. Dengan bantuan mereka, ia mungkin, dan mereka juga boleh menjadi panduan untuk kita.

Akhbar kuning sering membuat spekulasi mengenai populariti lubang hitam. Mencari tajuk utama dalam akhbar berkaitan dengan akhir dunia akibat satu lagi perlanggaran dengan lubang hitam supermasif tidak menjadi masalah. Lebih buruk lagi ialah sebahagian penduduk yang buta huruf memandang serius segala-galanya dan menimbulkan panik sebenar. Untuk memberikan sedikit kejelasan, kami akan melakukan perjalanan ke asal-usul penemuan lubang hitam dan cuba memahami apa itu dan cara mendekatinya.

Bintang yang tidak kelihatan

Kebetulan ahli fizik moden menerangkan struktur Alam Semesta kita menggunakan teori relativiti, yang Einstein berikan dengan teliti kepada manusia pada awal abad ke-20. Lubang hitam menjadi lebih misteri, pada ufuk peristiwa di mana semua undang-undang fizik yang kita ketahui, termasuk teori Einstein, tidak lagi digunakan. Bukankah ini indah? Di samping itu, andaian tentang kewujudan lubang hitam telah dinyatakan jauh sebelum Einstein sendiri dilahirkan.

Pada tahun 1783 terdapat peningkatan yang ketara dalam aktiviti saintifik di England. Pada zaman itu, sains berdampingan dengan agama, mereka bergaul dengan baik, dan saintis tidak lagi dianggap sesat. Lebih-lebih lagi, paderi terlibat dalam penyelidikan saintifik. Salah seorang hamba Tuhan ini ialah paderi Inggeris John Michell, yang tidak hanya bertanya-tanya tentang persoalan kewujudan, tetapi juga masalah saintifik sepenuhnya. Michell adalah seorang saintis yang sangat bergelar: pada mulanya beliau adalah seorang guru matematik dan linguistik purba di salah sebuah kolej, dan selepas itu beliau diterima masuk ke Royal Society of London untuk beberapa penemuan.

John Michell mempelajari seismologi, tetapi pada masa lapang dia suka berfikir tentang yang kekal dan kosmos. Beginilah dia mendapat idea bahawa di suatu tempat di kedalaman Alam Semesta mungkin terdapat jasad supermasif dengan graviti yang begitu kuat sehingga untuk mengatasi daya graviti jasad tersebut perlu bergerak pada kelajuan yang sama atau lebih tinggi. daripada kelajuan cahaya. Jika kita menerima teori sedemikian sebagai benar, maka cahaya pun tidak akan dapat mengembangkan halaju kosmik kedua (kelajuan yang diperlukan untuk mengatasi tarikan graviti jasad yang meninggalkan), jadi jasad tersebut akan kekal tidak dapat dilihat dengan mata kasar.

Michell memanggil teori barunya "bintang gelap," dan pada masa yang sama cuba mengira jisim objek tersebut. Beliau menyatakan pemikirannya mengenai perkara ini dalam surat terbuka kepada Royal Society of London. Malangnya, pada zaman itu penyelidikan sedemikian tidak mempunyai nilai khusus untuk sains, jadi surat Michell dihantar ke arkib. Hanya dua ratus tahun kemudian, pada separuh kedua abad ke-20, ia ditemui di antara beribu-ribu rekod lain yang disimpan dengan teliti di perpustakaan purba.

Bukti saintifik pertama untuk kewujudan lubang hitam

Selepas Teori Relativiti Umum Einstein diterbitkan, ahli matematik dan fizik mula serius menyelesaikan persamaan yang dikemukakan oleh saintis Jerman, yang sepatutnya memberitahu kita banyak perkara baru tentang struktur Alam Semesta. Ahli astronomi dan fizik Jerman Karl Schwarzschild memutuskan untuk melakukan perkara yang sama pada tahun 1916.

Para saintis, menggunakan pengiraannya, membuat kesimpulan bahawa kewujudan lubang hitam adalah mungkin. Beliau juga adalah orang pertama yang menerangkan apa yang kemudiannya dipanggil frasa romantik "ufuk peristiwa" - sempadan khayalan ruang-masa di lubang hitam, selepas menyeberangi yang tiada titik kembali. Tiada apa yang akan terlepas dari ufuk peristiwa, walaupun cahaya. Ia di luar ufuk peristiwa bahawa apa yang dipanggil "ketunggalan" berlaku, di mana undang-undang fizik yang kita ketahui tidak lagi terpakai.

Terus mengembangkan teorinya dan menyelesaikan persamaan, Schwarzschild menemui rahsia baru lubang hitam untuk dirinya dan dunia. Oleh itu, dia dapat, semata-mata di atas kertas, mengira jarak dari pusat lubang hitam, di mana jisimnya tertumpu, ke ufuk peristiwa. Schwarzschild memanggil jarak ini sebagai jejari graviti.

Walaupun fakta bahawa secara matematik, penyelesaian Schwarzschild adalah sangat betul dan tidak dapat disangkal, komuniti saintifik pada awal abad ke-20 tidak dapat menerima penemuan yang begitu mengejutkan, dan kewujudan lubang hitam telah dihapuskan sebagai fantasi, yang muncul setiap kali. sekarang dan kemudian dalam teori relativiti. Untuk satu setengah dekad yang akan datang, penerokaan angkasa lepas untuk kehadiran lubang hitam adalah perlahan, dan hanya beberapa penganut teori ahli fizik Jerman yang terlibat di dalamnya.

Bintang melahirkan kegelapan

Selepas persamaan Einstein disusun menjadi kepingan, sudah tiba masanya untuk menggunakan kesimpulan yang dibuat untuk memahami struktur Alam Semesta. Khususnya, dalam teori evolusi bintang. Bukan rahsia bahawa dalam dunia kita tiada apa yang kekal selama-lamanya. Malah bintang mempunyai kitaran hidup mereka sendiri, walaupun lebih lama daripada seseorang.

Salah seorang saintis pertama yang berminat dengan evolusi bintang adalah ahli astrofizik muda Subramanyan Chandrasekhar, yang berasal dari India. Pada tahun 1930, beliau menerbitkan karya saintifik yang menggambarkan struktur dalaman bintang yang sepatutnya, serta kitaran hidup mereka.

Sudah pada permulaan abad ke-20, saintis meneka tentang fenomena seperti mampatan graviti (keruntuhan graviti). Pada titik tertentu dalam hidupnya, bintang mula menguncup pada kelajuan yang luar biasa di bawah pengaruh daya graviti. Sebagai peraturan, ini berlaku pada saat kematian bintang, tetapi semasa keruntuhan graviti terdapat beberapa cara untuk meneruskan kewujudan bola panas.

Penasihat saintifik Chandrasekhar, Ralph Fowler, seorang ahli fizik teori yang dihormati pada zamannya, mengandaikan bahawa semasa keruntuhan graviti mana-mana bintang berubah menjadi lebih kecil dan lebih panas - kerdil putih. Tetapi ternyata pelajar itu "memecahkan" teori guru, yang dikongsi oleh kebanyakan ahli fizik pada awal abad yang lalu. Menurut karya seorang pemuda India, kematian bintang bergantung pada jisim awalnya. Sebagai contoh, hanya bintang yang jisimnya tidak melebihi 1.44 kali jisim Matahari boleh menjadi kerdil putih. Nombor ini dipanggil had Chandrasekhar. Jika jisim bintang melebihi had ini, maka ia mati dengan cara yang sama sekali berbeza. Di bawah keadaan tertentu, bintang seperti itu pada saat kematian boleh dilahirkan semula menjadi bintang neutron baharu - satu lagi misteri Alam Semesta moden. Teori relativiti memberitahu kita pilihan lain - pemampatan bintang kepada nilai ultra-kecil, dan di sinilah keseronokan bermula.

Pada tahun 1932, satu artikel muncul dalam salah satu jurnal saintifik di mana ahli fizik cemerlang dari USSR Lev Landau mencadangkan bahawa semasa keruntuhan bintang supermasif dimampatkan menjadi titik dengan jejari yang sangat kecil dan jisim tak terhingga. Walaupun fakta bahawa peristiwa seperti itu sangat sukar untuk dibayangkan dari sudut pandangan orang yang tidak bersedia, Landau tidak jauh dari kebenaran. Ahli fizik juga mencadangkan bahawa, mengikut teori relativiti, graviti pada titik sedemikian akan menjadi sangat hebat sehingga ia akan mula memesongkan ruang-masa.

Ahli astrofizik menyukai teori Landau, dan mereka terus mengembangkannya. Pada tahun 1939, di Amerika, terima kasih kepada usaha dua ahli fizik - Robert Oppenheimer dan Hartland Snyder - teori muncul yang menggambarkan secara terperinci bintang supermasif pada masa runtuh. Akibat peristiwa sebegitu, lubang hitam sebenar sepatutnya muncul. Walaupun hujah-hujah yang meyakinkan, saintis terus menafikan kemungkinan kewujudan badan-badan tersebut, serta perubahan bintang ke dalamnya. Malah Einstein menjauhkan diri daripada idea ini, mempercayai bahawa bintang tidak mampu melakukan transformasi fenomenal tersebut. Ahli fizik lain tidak berhemat pada kenyataan mereka, memanggil kemungkinan peristiwa sedemikian tidak masuk akal.
Walau bagaimanapun, sains sentiasa mencapai kebenaran, anda hanya perlu menunggu sedikit. Dan begitulah ia berlaku.

Objek paling terang di Alam Semesta

Dunia kita adalah himpunan paradoks. Kadang-kadang perkara wujud bersama di dalamnya, kewujudan bersama yang menentang sebarang logik. Sebagai contoh, istilah "lubang hitam" tidak akan dikaitkan oleh orang biasa dengan ungkapan "sangat terang", tetapi penemuan pada awal 60-an abad yang lalu membenarkan saintis menganggap pernyataan ini tidak betul.

Dengan bantuan teleskop, ahli astrofizik dapat menemui objek yang tidak diketahui di langit berbintang, yang berkelakuan sangat pelik walaupun pada hakikatnya ia kelihatan seperti bintang biasa. Semasa mengkaji tokoh-tokoh aneh ini, saintis Amerika Martin Schmidt menarik perhatian kepada spektrografi mereka, data yang menunjukkan hasil yang berbeza daripada mengimbas bintang lain. Ringkasnya, bintang-bintang ini tidak seperti yang biasa kita lakukan.

Tiba-tiba Schmidt menyilaukan, dan dia perasan perubahan dalam spektrum dalam julat merah. Ternyata objek-objek ini jauh lebih jauh daripada kita daripada bintang-bintang yang biasa kita amati di langit. Sebagai contoh, objek yang diperhatikan oleh Schmidt terletak dua setengah bilion tahun cahaya dari planet kita, tetapi bersinar terang seperti bintang kira-kira ratus tahun cahaya jauhnya. Ternyata cahaya dari satu objek sedemikian adalah setanding dengan kecerahan keseluruhan galaksi. Penemuan ini merupakan satu kejayaan sebenar dalam astrofizik. Para saintis memanggil objek ini "quasi-stellar" atau hanya "quasar".

Martin Schmidt terus mengkaji objek baru dan mendapati bahawa cahaya terang seperti itu hanya boleh disebabkan oleh satu sebab - pertambahan. Pertambahan ialah proses penyerapan jirim sekeliling oleh jasad supermasif menggunakan graviti. Para saintis membuat kesimpulan bahawa di tengah-tengah quasar terdapat lubang hitam yang besar, yang dengan kekuatan yang luar biasa menarik perkara yang mengelilinginya di angkasa. Apabila jirim diserap oleh lubang, zarah-zarah memecut ke kelajuan yang sangat besar dan mula bercahaya. Sejenis kubah bercahaya di sekeliling lubang hitam dipanggil cakera pertambahan. Visualisasinya ditunjukkan dengan baik dalam filem Interstellar karya Christopher Nolan, yang menimbulkan banyak persoalan: "bagaimana lubang hitam boleh bersinar?"

Sehingga kini, saintis telah menemui beribu-ribu quasar di langit berbintang. Objek yang aneh dan sangat terang ini dipanggil suar Alam Semesta. Mereka membolehkan kita membayangkan struktur kosmos dengan lebih baik sedikit dan lebih dekat dengan saat dari mana semuanya bermula.

Walaupun ahli astrofizik telah menerima bukti tidak langsung selama bertahun-tahun tentang kewujudan objek tidak kelihatan supermasif di Alam Semesta, istilah "lubang hitam" tidak wujud sehingga tahun 1967. Untuk mengelakkan nama yang rumit, ahli fizik Amerika John Archibald Wheeler mencadangkan untuk memanggil objek sedemikian sebagai "lubang hitam." Kenapa tidak? Sedikit sebanyak mereka berwarna hitam, kerana kita tidak dapat melihatnya. Selain itu, mereka menarik segala-galanya, anda boleh jatuh ke dalamnya, sama seperti ke dalam lubang sebenar. Dan menurut undang-undang fizik moden, adalah mustahil untuk keluar dari tempat sedemikian. Walau bagaimanapun, Stephen Hawking mendakwa bahawa apabila mengembara melalui lubang hitam, anda boleh sampai ke Alam Semesta lain, dunia lain, dan ini adalah harapan.

Takut Infiniti

Oleh kerana misteri dan romantik lubang hitam yang berlebihan, objek ini telah menjadi kisah seram sebenar di kalangan orang. Akhbar tabloid suka membuat spekulasi mengenai buta huruf penduduk, menerbitkan cerita yang menakjubkan tentang bagaimana lubang hitam besar bergerak ke arah Bumi kita, yang akan memakan sistem Suria dalam beberapa jam, atau hanya mengeluarkan gelombang gas toksik ke arah planet kita. .

Topik memusnahkan planet dengan bantuan Large Hadron Collider, yang dibina di Eropah pada tahun 2006 di wilayah Majlis Penyelidikan Nuklear Eropah (CERN), sangat popular. Gelombang panik bermula sebagai jenaka bodoh seseorang, tetapi berkembang seperti bola salji. Seseorang memulakan khabar angin bahawa lubang hitam boleh terbentuk dalam pemecut zarah pelanggar, yang akan menelan planet kita sepenuhnya. Sudah tentu, orang-orang yang marah mula menuntut larangan terhadap eksperimen di LHC, takut akibat peristiwa ini. Mahkamah Eropah mula menerima tindakan undang-undang yang menuntut pelanggar itu ditutup dan saintis yang menciptanya menghukum sepenuhnya undang-undang.

Malah, ahli fizik tidak menafikan bahawa apabila zarah berlanggar dalam Large Hadron Collider, objek yang serupa dalam sifat kepada lubang hitam boleh timbul, tetapi saiznya berada pada tahap saiz zarah asas, dan "lubang" sedemikian wujud untuk seperti itu. masa yang singkat sehingga kita tidak dapat merakam kejadian mereka.

Salah seorang pakar utama yang cuba menghilangkan gelombang kejahilan di hadapan orang ramai ialah Stephen Hawking, seorang ahli fizik teori terkenal yang, lebih-lebih lagi, dianggap sebagai "guru" sebenar mengenai lubang hitam. Hawking membuktikan bahawa lubang hitam tidak selalu menyerap cahaya yang muncul dalam cakera pertambahan, dan sebahagian daripadanya bertaburan ke angkasa. Fenomena ini dipanggil radiasi Hawking, atau penyejatan lubang hitam. Hawking juga mewujudkan hubungan antara saiz lubang hitam dan kadar "penyejatan" - semakin kecil, semakin sedikit masa ia wujud. Ini bermakna semua lawan Large Hadron Collider tidak perlu risau: lubang hitam di dalamnya tidak akan dapat bertahan walaupun sepersejuta saat.

Teori tidak terbukti dalam amalan

Malangnya, teknologi manusia pada peringkat pembangunan ini tidak membenarkan kita menguji kebanyakan teori yang dibangunkan oleh ahli astrofizik dan saintis lain. Di satu pihak, kewujudan lubang hitam telah dibuktikan dengan agak meyakinkan di atas kertas dan disimpulkan menggunakan formula di mana semuanya sesuai dengan setiap pembolehubah. Sebaliknya, dalam amalan kita masih belum dapat melihat lubang hitam sebenar dengan mata kita sendiri.

Di sebalik semua perselisihan pendapat, ahli fizik mencadangkan bahawa di tengah-tengah setiap galaksi terdapat lubang hitam supermasif, yang mengumpulkan bintang-bintang menjadi kelompok dengan gravitinya dan memaksa mereka untuk mengelilingi Alam Semesta dalam sebuah syarikat yang besar dan mesra. Dalam galaksi Bima Sakti kita, mengikut pelbagai anggaran, terdapat antara 200 hingga 400 bilion bintang. Semua bintang ini mengorbit sesuatu yang mempunyai jisim yang sangat besar, sesuatu yang tidak dapat kita lihat dengan teleskop. Kemungkinan besar ia adalah lubang hitam. Patutkah kita takut kepadanya? – Tidak, sekurang-kurangnya tidak dalam beberapa bilion tahun akan datang, tetapi kita boleh membuat satu lagi filem menarik mengenainya.

Disebabkan pertumbuhan minat yang agak baru-baru ini dalam penciptaan filem sains popular mengenai topik penerokaan angkasa lepas, penonton moden telah banyak mendengar tentang fenomena seperti singulariti, atau lubang hitam. Walau bagaimanapun, filem jelas tidak mendedahkan sifat penuh fenomena ini, malah kadangkala memutarbelitkan teori saintifik yang dibina untuk kesan yang lebih besar. Atas sebab ini, pemahaman ramai orang moden tentang fenomena ini sama ada dangkal sepenuhnya atau salah sama sekali. Salah satu penyelesaian kepada masalah yang timbul ialah artikel ini, di mana kami akan cuba memahami hasil penyelidikan yang sedia ada dan menjawab soalan - apakah itu lubang hitam?

Pada tahun 1784, paderi dan naturalis Inggeris John Michell pertama kali menyebut dalam surat kepada Royal Society suatu badan besar hipotesis tertentu yang mempunyai daya tarikan graviti yang begitu kuat sehingga halaju pelepasan kedua akan melebihi kelajuan cahaya. Halaju pelepasan kedua ialah kelajuan yang diperlukan oleh objek yang agak kecil untuk mengatasi tarikan graviti jasad angkasa dan melangkaui orbit tertutup di sekeliling jasad ini. Menurut pengiraannya, jasad dengan ketumpatan Matahari dan jejari 500 jejari suria akan mempunyai halaju kosmik kedua di permukaannya sama dengan kelajuan cahaya. Dalam kes ini, walaupun cahaya tidak akan meninggalkan permukaan badan sedemikian, dan oleh itu badan ini hanya akan menyerap cahaya yang masuk dan akan kekal tidak kelihatan kepada pemerhati - sejenis bintik hitam dengan latar belakang ruang gelap.

Walau bagaimanapun, konsep badan supermasif Michell tidak menarik banyak minat sehinggalah karya Einstein. Mari kita ingat bahawa yang terakhir mentakrifkan kelajuan cahaya sebagai kelajuan maksimum pemindahan maklumat. Selain itu, Einstein mengembangkan teori graviti kepada kelajuan yang hampir dengan kelajuan cahaya (). Akibatnya, ia tidak lagi relevan untuk menggunakan teori Newtonian kepada lubang hitam.

Persamaan Einstein

Hasil daripada menggunakan relativiti am kepada lubang hitam dan menyelesaikan persamaan Einstein, parameter utama lubang hitam telah dikenalpasti, yang mana hanya terdapat tiga: jisim, cas elektrik dan momentum sudut. Perlu diperhatikan sumbangan penting ahli astrofizik India Subramanian Chandrasekhar, yang mencipta monograf asas: "Teori Matematik Lubang Hitam."

Oleh itu, penyelesaian kepada persamaan Einstein dibentangkan dalam empat pilihan untuk empat jenis lubang hitam yang mungkin:

• BH tanpa putaran dan tanpa caj – penyelesaian Schwarzschild. Salah satu penerangan pertama tentang lubang hitam (1916) menggunakan persamaan Einstein, tetapi tanpa mengambil kira dua daripada tiga parameter badan. Penyelesaian ahli fizik Jerman Karl Schwarzschild membolehkan seseorang mengira medan graviti luar badan besar sfera. Keanehan konsep lubang hitam saintis Jerman adalah kehadiran ufuk peristiwa dan bersembunyi di belakangnya. Schwarzschild juga merupakan orang pertama yang mengira jejari graviti, yang menerima namanya, yang menentukan jejari sfera di mana ufuk peristiwa akan terletak untuk jasad dengan jisim tertentu.
• BH tanpa putaran dengan cas – larutan Reisner-Nordström. Penyelesaian yang dikemukakan pada tahun 1916-1918, dengan mengambil kira kemungkinan cas elektrik lubang hitam. Caj ini tidak boleh sewenang-wenangnya besar dan terhad disebabkan oleh tolakan elektrik yang terhasil. Yang terakhir mesti diberi pampasan oleh tarikan graviti.
• BH dengan putaran dan tanpa cas - penyelesaian Kerr (1963). Lubang hitam Kerr yang berputar berbeza daripada yang statik dengan kehadiran apa yang dipanggil ergosfera (baca lebih lanjut mengenai ini dan komponen lohong hitam yang lain).
• BH dengan putaran dan cas - penyelesaian Kerr-Newman. Penyelesaian ini dikira pada tahun 1965 dan kini paling lengkap, kerana ia mengambil kira ketiga-tiga parameter lubang hitam. Walau bagaimanapun, ia masih diandaikan bahawa lubang hitam secara semula jadi mempunyai cas yang tidak ketara.

Pembentukan lubang hitam

Terdapat beberapa teori tentang bagaimana lubang hitam terbentuk dan muncul, yang paling terkenal ialah ia timbul akibat keruntuhan graviti bintang dengan jisim yang mencukupi. Mampatan sedemikian boleh menamatkan evolusi bintang dengan jisim lebih daripada tiga jisim suria. Setelah selesai tindak balas termonuklear di dalam bintang tersebut, mereka mula memampatkan dengan cepat menjadi superdens. Jika tekanan gas bintang neutron tidak dapat mengimbangi daya graviti, iaitu, jisim bintang mengatasi apa yang dipanggil. Had Oppenheimer-Volkoff, kemudian keruntuhan berterusan, mengakibatkan jirim dimampatkan ke dalam lubang hitam.

Senario kedua yang menggambarkan kelahiran lohong hitam ialah pemampatan gas protogalaksi, iaitu gas antara bintang pada peringkat transformasi menjadi galaksi atau sejenis gugusan. Jika tekanan dalaman tidak mencukupi untuk mengimbangi daya graviti yang sama, lohong hitam mungkin timbul.

Dua senario lain kekal sebagai hipotesis:

• Kejadian lubang hitam akibat daripada apa yang dipanggil lubang hitam primordial.
• Kejadian akibat tindak balas nuklear yang berlaku pada tenaga tinggi. Contoh tindak balas sedemikian ialah eksperimen pada pelanggar.

Struktur dan fizik lubang hitam

Struktur lubang hitam menurut Schwarzschild hanya merangkumi dua elemen yang disebutkan sebelum ini: ketunggalan dan ufuk peristiwa lohong hitam. Secara ringkas mengenai ketunggalan, boleh diperhatikan bahawa adalah mustahil untuk melukis garis lurus melaluinya, dan juga kebanyakan teori fizikal yang sedia ada tidak berfungsi di dalamnya. Oleh itu, fizik ketunggalan kekal menjadi misteri kepada saintis hari ini. lubang hitam ialah sempadan tertentu, melintasi yang objek fizikal kehilangan peluang untuk kembali melebihi hadnya dan pasti akan "jatuh" ke dalam ketunggalan lubang hitam.

Struktur lubang hitam menjadi agak rumit dalam kes larutan Kerr, iaitu dengan kehadiran putaran lubang hitam. Penyelesaian Kerr mengandaikan bahawa lubang itu mempunyai ergosfera. Ergosfera adalah kawasan tertentu yang terletak di luar ufuk peristiwa, di dalamnya semua badan bergerak ke arah putaran lubang hitam. Kawasan ini belum lagi menarik dan mungkin untuk meninggalkannya, tidak seperti ufuk acara. Ergosfera mungkin sejenis analog cakera pertambahan, yang mewakili jirim berputar di sekeliling badan besar. Jika lubang hitam Schwarzschild statik diwakili sebagai sfera hitam, maka lubang hitam Kerry, kerana kehadiran ergosfera, mempunyai bentuk ellipsoid oblate, dalam bentuk yang kita sering melihat lubang hitam dalam lukisan, dalam lukisan lama. filem atau permainan video.

• Berapakah berat lohong hitam? – Bahan paling teori tentang kemunculan lohong hitam tersedia untuk senario penampilannya akibat keruntuhan bintang. Dalam kes ini, jisim maksimum bintang neutron dan jisim minimum lohong hitam ditentukan oleh had Oppenheimer - Volkov, mengikut mana had bawah jisim lohong hitam ialah 2.5 - 3 jisim suria. Lubang hitam paling berat yang telah ditemui (dalam galaksi NGC 4889) mempunyai jisim 21 bilion jisim suria. Walau bagaimanapun, kita tidak harus melupakan lubang hitam yang secara hipotesis timbul akibat tindak balas nuklear pada tenaga tinggi, seperti yang berlaku pada pelanggar. Jisim lubang hitam kuantum tersebut, dalam erti kata lain “lobang hitam Planck,” adalah daripada tertib , iaitu 2·10−5 g.
• Saiz lubang hitam. Jejari minimum lubang hitam boleh dikira daripada jisim minimum (2.5 – 3 jisim suria). Jika jejari graviti Matahari, iaitu kawasan di mana ufuk peristiwa akan berada, adalah kira-kira 2.95 km, maka jejari minimum lubang hitam 3 jisim suria adalah kira-kira sembilan kilometer. Saiz yang agak kecil itu sukar difahami apabila kita bercakap tentang objek besar yang menarik segala-galanya di sekelilingnya. Walau bagaimanapun, untuk lubang hitam kuantum jejari ialah 10 −35 m.
• Ketumpatan purata lubang hitam bergantung pada dua parameter: jisim dan jejari. Ketumpatan lubang hitam dengan jisim kira-kira tiga jisim suria adalah kira-kira 6 10 26 kg/m³, manakala ketumpatan air ialah 1000 kg/m³. Namun, lubang hitam sekecil itu belum ditemui oleh saintis. Lubang hitam yang paling dikesan mempunyai jisim lebih besar daripada 10 5 jisim suria. Terdapat corak yang menarik mengikut mana semakin besar lubang hitam, semakin rendah ketumpatannya. Dalam kes ini, perubahan jisim sebanyak 11 pesanan magnitud memerlukan perubahan ketumpatan sebanyak 22 pesanan magnitud. Oleh itu, lubang hitam dengan jisim 1·10 9 jisim suria mempunyai ketumpatan 18.5 kg/m³, iaitu kurang satu daripada ketumpatan emas. Dan lubang hitam dengan jisim lebih daripada 10 10 jisim suria boleh mempunyai ketumpatan purata kurang daripada udara. Berdasarkan pengiraan ini, adalah logik untuk mengandaikan bahawa pembentukan lubang hitam tidak berlaku disebabkan oleh pemampatan jirim, tetapi hasil daripada pengumpulan sejumlah besar jirim dalam isipadu tertentu. Dalam kes lubang hitam kuantum, ketumpatannya boleh kira-kira 10 94 kg/m³.
• Suhu lohong hitam juga bergantung secara songsang kepada jisimnya. Suhu ini berkaitan secara langsung dengan. Spektrum sinaran ini bertepatan dengan spektrum jasad hitam mutlak, iaitu jasad yang menyerap semua sinaran kejadian. Spektrum sinaran bagi jasad yang benar-benar hitam bergantung hanya pada suhunya, maka suhu lubang hitam itu boleh ditentukan daripada spektrum sinaran Hawking. Seperti yang dinyatakan di atas, sinaran ini lebih berkuasa lebih kecil lubang hitam. Pada masa yang sama, sinaran Hawking kekal sebagai hipotesis, kerana ia masih belum diperhatikan oleh ahli astronomi. Ia berikutan daripada ini bahawa jika sinaran Hawking wujud, maka suhu lubang hitam yang diperhatikan adalah sangat rendah sehingga tidak membenarkan sinaran ini dikesan. Mengikut pengiraan, walaupun suhu lubang dengan jisim mengikut urutan jisim Matahari adalah sangat kecil (1·10 -7 K atau -272°C). Suhu lubang hitam kuantum boleh mencapai kira-kira 10 12 K, dan dengan penyejatan pesatnya (kira-kira 1.5 minit), lubang hitam tersebut boleh mengeluarkan tenaga kira-kira sepuluh juta bom atom. Tetapi, mujurlah, untuk mencipta objek hipotesis sedemikian akan memerlukan tenaga 10 14 kali lebih besar daripada yang dicapai hari ini di Large Hadron Collider. Di samping itu, fenomena sedemikian tidak pernah diperhatikan oleh ahli astronomi.

Lohong hitam terdiri daripada apa?

Soalan lain membimbangkan kedua-dua saintis dan mereka yang hanya berminat dalam astrofizik - apakah yang terdiri daripada lubang hitam? Tiada jawapan yang jelas untuk soalan ini, kerana tidak mungkin untuk melihat di luar ufuk peristiwa yang mengelilingi mana-mana lubang hitam. Di samping itu, seperti yang dinyatakan sebelum ini, model teori lubang hitam hanya menyediakan 3 komponennya: ergosfera, ufuk peristiwa dan ketunggalan. Adalah logik untuk mengandaikan bahawa dalam ergosfera hanya terdapat objek yang tertarik oleh lubang hitam dan kini berputar di sekelilingnya - pelbagai jenis badan kosmik dan gas kosmik. Horizon peristiwa hanyalah sempadan tersirat yang tipis, sekali di luarnya jasad kosmik yang sama tertarik secara tidak boleh ditarik balik ke arah komponen utama terakhir lohong hitam - ketunggalan. Sifat singulariti belum dikaji hari ini dan terlalu awal untuk bercakap tentang komposisinya.

Menurut beberapa andaian, lubang hitam mungkin terdiri daripada neutron. Jika kita mengikuti senario berlakunya lohong hitam akibat mampatan bintang kepada bintang neutron dengan mampatan seterusnya, maka mungkin bahagian utama lohong hitam itu terdiri daripada neutron, yang mana bintang neutron itu sendiri adalah. dikarang. Secara ringkas: apabila bintang runtuh, atomnya dimampatkan sedemikian rupa sehingga elektron bergabung dengan proton, dengan itu membentuk neutron. Tindak balas yang serupa sebenarnya berlaku dalam alam semula jadi, dan dengan pembentukan neutron, sinaran neutrino berlaku. Namun, ini hanyalah andaian.

Apa yang berlaku jika anda jatuh ke dalam lubang hitam?

Terjatuh ke dalam lubang hitam astrofizik menyebabkan badan meregang. Pertimbangkan angkasawan berani mati hipotesis yang menuju ke dalam lubang hitam dengan hanya memakai pakaian angkasa, kaki dahulu. Melintasi ufuk acara, angkasawan tidak akan melihat sebarang perubahan, walaupun pada hakikatnya dia tidak lagi berpeluang untuk kembali. Pada satu ketika, angkasawan akan mencapai satu titik (sedikit di belakang ufuk peristiwa) di mana ubah bentuk badannya akan mula berlaku. Oleh kerana medan graviti lohong hitam tidak seragam dan diwakili oleh kecerunan daya yang meningkat ke arah pusat, kaki angkasawan akan tertakluk kepada pengaruh graviti yang ketara lebih besar daripada, sebagai contoh, kepala. Kemudian, disebabkan graviti, atau lebih tepatnya daya pasang surut, kaki akan "jatuh" lebih cepat. Oleh itu, badan mula memanjang secara beransur-ansur. Untuk menggambarkan fenomena ini, ahli astrofizik telah menghasilkan istilah yang agak kreatif - spaghettification. Peregangan badan yang lebih lanjut mungkin akan menguraikannya menjadi atom, yang, lambat laun, akan mencapai ketunggalan. Seseorang hanya boleh meneka bagaimana perasaan seseorang dalam situasi ini. Perlu diingat bahawa kesan regangan badan adalah berkadar songsang dengan jisim lubang hitam. Iaitu, jika lubang hitam dengan jisim tiga Matahari serta-merta meregangkan/koyak badan, maka lubang hitam supermasif akan mempunyai daya pasang surut yang lebih rendah dan terdapat cadangan bahawa sesetengah bahan fizikal boleh "bertolak ansur" ubah bentuk tersebut tanpa kehilangan strukturnya.

Seperti yang anda ketahui, masa mengalir lebih perlahan berhampiran objek besar, yang bermaksud masa untuk seorang angkasawan pengebom berani mati akan mengalir lebih perlahan daripada untuk penduduk bumi. Dalam kes ini, mungkin dia akan hidup lebih lama bukan sahaja rakan-rakannya, tetapi juga Bumi itu sendiri. Untuk menentukan berapa banyak masa yang akan menjadi perlahan untuk seorang angkasawan, pengiraan akan diperlukan, tetapi dari atas boleh diandaikan bahawa angkasawan akan jatuh ke dalam lubang hitam dengan sangat perlahan dan, mungkin, tidak akan hidup untuk melihat saat beliau badan mula berubah bentuk.

Perlu diperhatikan bahawa bagi pemerhati dari luar, semua badan yang terbang ke ufuk peristiwa akan kekal di tepi ufuk ini sehingga imej mereka hilang. Sebab fenomena ini adalah anjakan merah graviti. Memudahkan sedikit, kita boleh mengatakan bahawa cahaya yang jatuh pada badan angkasawan berani mati "beku" di ufuk acara akan mengubah kekerapannya kerana masanya yang perlahan. Apabila masa berlalu dengan lebih perlahan, frekuensi cahaya akan berkurangan dan panjang gelombang akan meningkat. Akibat fenomena ini, pada output, iaitu, untuk pemerhati luaran, cahaya secara beransur-ansur akan beralih ke frekuensi rendah - merah. Peralihan cahaya di sepanjang spektrum akan berlaku, apabila angkasawan berani mati bergerak semakin jauh dari pemerhati, walaupun hampir tidak dapat dilihat, dan masanya mengalir semakin perlahan. Oleh itu, cahaya yang dipantulkan oleh badannya tidak lama lagi akan melampaui spektrum yang boleh dilihat (imej akan hilang), dan pada masa akan datang badan angkasawan boleh dikesan hanya di kawasan sinaran inframerah, kemudian dalam frekuensi radio, dan akibatnya sinaran akan menjadi sukar difahami sepenuhnya.

Walaupun perkara di atas, diandaikan bahawa dalam lubang hitam supermasif yang sangat besar, daya pasang surut tidak begitu banyak berubah dengan jarak dan bertindak hampir seragam pada badan yang jatuh. Dalam kes ini, kapal angkasa yang jatuh akan mengekalkan strukturnya. Persoalan yang munasabah timbul: ke manakah lubang hitam membawa? Persoalan ini boleh dijawab dengan hasil kerja beberapa saintis, mengaitkan dua fenomena seperti lubang cacing dan lubang hitam.

Kembali pada tahun 1935, Albert Einstein dan Nathan Rosen mengemukakan hipotesis tentang kewujudan apa yang dipanggil lubang cacing, menghubungkan dua titik ruang-masa melalui tempat-tempat kelengkungan ketara yang terakhir - jambatan Einstein-Rosen atau lubang cacing. Untuk kelengkungan angkasa yang begitu kuat, badan dengan jisim raksasa akan diperlukan, yang peranannya akan dipenuhi dengan sempurna oleh lubang hitam.

Jambatan Einstein-Rosen dianggap sebagai lubang cacing yang tidak boleh dilalui kerana saiznya kecil dan tidak stabil.

Lubang cacing yang boleh dilalui adalah mungkin dalam kerangka teori lubang hitam dan putih. Di mana lubang putih adalah keluaran maklumat yang terperangkap dalam lubang hitam. Lubang putih diterangkan dalam rangka relativiti am, tetapi hari ini kekal sebagai hipotesis dan belum ditemui. Satu lagi model lubang cacing telah dicadangkan oleh saintis Amerika Kip Thorne dan pelajar siswazahnya Mike Morris, yang boleh dilalui. Walau bagaimanapun, kedua-dua dalam kes lubang cacing Morris-Thorne dan dalam kes lubang hitam dan putih, kemungkinan perjalanan memerlukan kewujudan apa yang dipanggil bahan eksotik, yang mempunyai tenaga negatif dan juga kekal sebagai hipotesis.

Lubang hitam di Alam Semesta

Kewujudan lubang hitam telah disahkan agak baru-baru ini (September 2015), tetapi sebelum itu sudah banyak bahan teori tentang sifat lubang hitam, serta banyak objek calon untuk peranan lubang hitam. Pertama sekali, anda harus mengambil kira saiz lubang hitam, kerana sifat fenomena itu bergantung kepada mereka:

• Lohong hitam jisim bintang. Objek sedemikian terbentuk akibat keruntuhan bintang. Seperti yang dinyatakan sebelum ini, jisim minimum badan yang mampu membentuk lohong hitam sedemikian ialah 2.5 - 3 jisim suria.
• Lubang hitam jisim pertengahan. Jenis lohong hitam bersyarat yang telah tumbuh akibat penyerapan objek berdekatan, seperti gugusan gas, bintang jiran (dalam sistem dua bintang) dan jasad kosmik yang lain.
• Lubang hitam yang amat besar. Objek padat dengan 10 5 -10 10 jisim suria. Ciri-ciri tersendiri lubang hitam tersebut adalah ketumpatannya yang paradoks rendah, serta daya pasang surut yang lemah, yang telah disebutkan sebelum ini. Ini betul-betul lubang hitam supermasif di tengah galaksi Bima Sakti kita (Sagittarius A*, Sgr A*), serta kebanyakan galaksi lain.

Calon untuk ChD

Lubang hitam terdekat, atau lebih tepatnya calon untuk peranan lubang hitam, ialah objek (V616 Monoceros), yang terletak pada jarak 3000 tahun cahaya dari Matahari (dalam galaksi kita). Ia terdiri daripada dua komponen: bintang dengan jisim separuh jisim Matahari, serta jasad kecil yang tidak kelihatan yang jisimnya ialah 3-5 jisim suria. Jika objek ini ternyata menjadi lubang hitam kecil berjisim bintang, maka ia akan menjadi lubang hitam terdekat.

Mengikuti objek ini, lubang hitam kedua terdekat ialah objek Cygnus X-1 (Cyg X-1), yang merupakan calon pertama untuk peranan lubang hitam. Jarak ke sana adalah kira-kira 6070 tahun cahaya. Dikaji dengan baik: ia mempunyai jisim 14.8 jisim suria dan radius ufuk peristiwa kira-kira 26 km.

Menurut beberapa sumber, calon terdekat lain untuk peranan lubang hitam mungkin badan dalam sistem bintang V4641 Sagittarii (V4641 Sgr), yang, menurut anggaran pada tahun 1999, terletak pada jarak 1600 tahun cahaya. Walau bagaimanapun, kajian seterusnya telah meningkatkan jarak ini sekurang-kurangnya 15 kali ganda.

Berapa banyak lubang hitam yang terdapat di galaksi kita?

Tiada jawapan yang tepat untuk soalan ini, kerana memerhatikannya agak sukar, dan sepanjang tempoh mengkaji langit, saintis telah dapat menemui kira-kira sedozen lubang hitam dalam Bima Sakti. Tanpa melibatkan diri dalam pengiraan, kita perhatikan bahawa terdapat kira-kira 100–400 bilion bintang di galaksi kita, dan kira-kira setiap seribu bintang mempunyai jisim yang mencukupi untuk membentuk lubang hitam. Kemungkinan berjuta-juta lubang hitam boleh terbentuk semasa kewujudan Bima Sakti. Memandangkan lebih mudah untuk mengesan lubang hitam dengan saiz yang sangat besar, adalah logik untuk mengandaikan bahawa kemungkinan besar majoriti lubang hitam di galaksi kita bukanlah supermasif. Perlu diperhatikan bahawa penyelidikan NASA pada tahun 2005 mencadangkan kehadiran keseluruhan kawanan lubang hitam (10-20 ribu) berputar di sekitar pusat galaksi. Di samping itu, pada tahun 2016, ahli astrofizik Jepun menemui satelit besar berhampiran objek * - lubang hitam, teras Bima Sakti. Oleh kerana jejari kecil (0.15 tahun cahaya) badan ini, serta jisimnya yang sangat besar (100,000 jisim suria), saintis menganggap bahawa objek ini juga merupakan lubang hitam supermasif.

Teras galaksi kita, lubang hitam Bima Sakti (Sagittarius A*, Sgr A* atau Sagittarius A*) adalah supermasif dan mempunyai jisim 4.31 10 6 jisim suria, dan jejari 0.00071 tahun cahaya (6.25 jam cahaya). atau 6.75 bilion km). Suhu Sagittarius A*, bersama-sama dengan gugusan di sekelilingnya, adalah kira-kira 1·10 7 K.

Lubang hitam terbesar

Lubang hitam terbesar di Alam Semesta yang telah ditemui saintis ialah lubang hitam supermasif, FSRQ blazar, di tengah-tengah galaksi S5 0014+81, pada jarak 1.2 10 10 tahun cahaya dari Bumi. Menurut hasil pemerhatian awal menggunakan balai cerap angkasa Swift, jisim lohong hitam ialah 40 bilion (40·10 9) jisim suria, dan jejari Schwarzschild lubang sedemikian ialah 118.35 bilion kilometer (0.013 tahun cahaya). Di samping itu, mengikut pengiraan, ia timbul 12.1 bilion tahun yang lalu (1.6 bilion tahun selepas Big Bang). Jika lohong hitam gergasi ini tidak menyerap perkara yang mengelilinginya, ia akan hidup hingga ke zaman lohong hitam - salah satu era perkembangan Alam Semesta, di mana lohong hitam akan menguasainya. Jika teras galaksi S5 0014+81 terus berkembang, ia akan menjadi salah satu lubang hitam terakhir yang akan wujud di Alam Semesta.

Dua lagi lubang hitam yang diketahui, walaupun mereka tidak mempunyai nama mereka sendiri, adalah sangat penting untuk kajian lubang hitam, kerana mereka mengesahkan kewujudannya secara eksperimen, dan juga memberikan hasil penting untuk kajian graviti. Kita bercakap tentang acara GW150914, iaitu perlanggaran dua lubang hitam menjadi satu. Acara ini membolehkan anda mendaftar.

Pengesanan lubang hitam

Sebelum mempertimbangkan kaedah untuk mengesan lubang hitam, kita harus menjawab soalan - mengapa lubang hitam hitam? – jawapan untuk ini tidak memerlukan pengetahuan mendalam tentang astrofizik dan kosmologi. Hakikatnya ialah lubang hitam menyerap semua sinaran yang jatuh ke atasnya dan tidak memancarkan sama sekali, jika anda tidak mengambil kira yang hipotesis. Jika kita mempertimbangkan fenomena ini dengan lebih terperinci, kita boleh mengandaikan bahawa proses yang membawa kepada pelepasan tenaga dalam bentuk sinaran elektromagnet tidak berlaku di dalam lubang hitam. Kemudian, jika lubang hitam memancarkan, ia berlaku dalam spektrum Hawking (yang bertepatan dengan spektrum badan hitam yang dipanaskan secara mutlak). Walau bagaimanapun, seperti yang dinyatakan sebelum ini, sinaran ini tidak dikesan, yang menunjukkan bahawa suhu lubang hitam benar-benar rendah.

Satu lagi teori yang diterima umum mengatakan bahawa sinaran elektromagnet sama sekali tidak mampu meninggalkan ufuk peristiwa. Kemungkinan besar foton (zarah cahaya) tidak tertarik oleh objek besar, kerana, menurut teori, mereka sendiri tidak mempunyai jisim. Walau bagaimanapun, lubang hitam masih "menarik" foton cahaya melalui herotan ruang-masa. Jika kita membayangkan lubang hitam di angkasa sebagai sejenis lekukan pada permukaan licin ruang-masa, maka terdapat jarak tertentu dari pusat lubang hitam, menghampiri cahaya mana yang tidak lagi dapat bergerak darinya. Iaitu, secara kasarnya, cahaya mula "jatuh" ke dalam "lubang" yang tidak mempunyai "bawah".

Di samping itu, jika kita mengambil kira kesan anjakan merah graviti, ada kemungkinan cahaya dalam lubang hitam kehilangan frekuensinya, beralih sepanjang spektrum ke kawasan sinaran gelombang panjang frekuensi rendah sehingga ia kehilangan tenaga sama sekali.

Jadi, lubang hitam berwarna hitam dan oleh itu sukar untuk dikesan di angkasa.

Kaedah pengesanan

Mari kita lihat kaedah yang digunakan oleh ahli astronomi untuk mengesan lohong hitam:

Sebagai tambahan kepada kaedah yang dinyatakan di atas, saintis sering mengaitkan objek seperti lubang hitam dan. Quasar ialah gugusan badan dan gas kosmik tertentu, yang merupakan antara objek astronomi paling terang di Alam Semesta. Memandangkan ia mempunyai keamatan luminescence yang tinggi pada saiz yang agak kecil, ada sebab untuk mengandaikan bahawa pusat objek ini ialah lubang hitam supermasif yang menarik jirim sekeliling. Disebabkan oleh tarikan graviti yang begitu kuat, jirim yang tertarik itu dipanaskan sehingga ia memancar dengan kuat. Penemuan objek tersebut biasanya dibandingkan dengan penemuan lubang hitam. Kadangkala quasar boleh mengeluarkan jet plasma yang dipanaskan dalam dua arah - jet relativistik. Sebab-sebab kemunculan jet tersebut tidak sepenuhnya jelas, tetapi ia mungkin disebabkan oleh interaksi medan magnet lubang hitam dan cakera pertambahan, dan tidak dipancarkan oleh lubang hitam langsung.

Jet dalam galaksi M87 menembak dari tengah lubang hitam

Untuk meringkaskan perkara di atas, seseorang boleh bayangkan, dekat: ini adalah objek hitam sfera yang mengelilingi jirim yang sangat panas berputar, membentuk cakera pertambahan bercahaya.

Percantuman dan perlanggaran lubang hitam

Salah satu fenomena yang paling menarik dalam astrofizik ialah perlanggaran lubang hitam, yang juga memungkinkan untuk mengesan badan astronomi yang begitu besar. Proses sedemikian menarik minat bukan sahaja ahli astrofizik, kerana ia mengakibatkan fenomena yang kurang dikaji oleh ahli fizik. Contoh yang paling menarik ialah peristiwa yang disebut sebelum ini dipanggil GW150914, apabila dua lubang hitam datang begitu dekat sehingga, akibat tarikan graviti bersama mereka, mereka bergabung menjadi satu. Akibat penting daripada perlanggaran ini ialah kemunculan gelombang graviti.

Mengikut definisi, gelombang graviti ialah perubahan dalam medan graviti yang merambat dalam cara seperti gelombang daripada objek bergerak besar. Apabila dua objek sedemikian mendekat, mereka mula berputar mengelilingi pusat graviti yang sama. Apabila mereka semakin dekat, putaran mereka di sekeliling paksi mereka sendiri meningkat. Ayunan selang-seli medan graviti sedemikian pada satu ketika boleh membentuk satu gelombang graviti yang kuat, yang boleh merebak melalui angkasa selama berjuta-juta tahun cahaya. Oleh itu, pada jarak 1.3 bilion tahun cahaya, dua lubang hitam berlanggar, menghasilkan gelombang graviti kuat yang sampai ke Bumi pada 14 September 2015 dan direkodkan oleh pengesan LIGO dan VIRGO.

Bagaimanakah lubang hitam mati?

Jelas sekali, untuk lubang hitam tidak lagi wujud, ia perlu kehilangan semua jisimnya. Walau bagaimanapun, mengikut definisinya, tiada apa yang boleh meninggalkan lubang hitam jika ia telah melintasi ufuk peristiwanya. Adalah diketahui bahawa kemungkinan pelepasan zarah dari lubang hitam pertama kali disebut oleh ahli fizik teori Soviet Vladimir Gribov, dalam perbincangannya dengan seorang lagi saintis Soviet Yakov Zeldovich. Beliau berhujah bahawa dari sudut mekanik kuantum, lubang hitam mampu memancarkan zarah melalui kesan terowong. Kemudian, menggunakan mekanik kuantum, ahli fizik teori Inggeris Stephen Hawking membina teorinya sendiri yang sedikit berbeza. Anda boleh membaca lebih lanjut mengenai fenomena ini. Secara ringkasnya, dalam vakum terdapat zarah maya yang dipanggil, yang sentiasa dilahirkan berpasangan dan memusnahkan satu sama lain, tanpa berinteraksi dengan dunia luar. Tetapi jika pasangan sedemikian muncul di ufuk peristiwa lubang hitam, maka graviti kuat secara hipotesis mampu memisahkan mereka, dengan satu zarah jatuh ke dalam lubang hitam dan satu lagi bergerak menjauhi lohong hitam. Dan oleh kerana zarah yang terbang dari lubang boleh diperhatikan, dan oleh itu mempunyai tenaga positif, maka zarah yang jatuh ke dalam lubang mesti mempunyai tenaga negatif. Oleh itu, lubang hitam akan kehilangan tenaganya dan akan berlaku kesan, yang dipanggil penyejatan lubang hitam.

Menurut model lubang hitam yang sedia ada, seperti yang dinyatakan sebelum ini, apabila jisimnya berkurangan, sinarannya menjadi lebih sengit. Kemudian, pada peringkat akhir kewujudan lubang hitam, apabila ia mungkin mengecil kepada saiz lubang hitam kuantum, ia akan melepaskan sejumlah besar tenaga dalam bentuk radiasi, yang boleh bersamaan dengan beribu-ribu atau bahkan berjuta-juta atom. bom. Peristiwa ini agak mengingatkan letupan lubang hitam, seperti bom yang sama. Menurut pengiraan, lubang hitam primordial mungkin dilahirkan akibat Big Bang, dan mereka yang mempunyai jisim kira-kira 10 12 kg akan menguap dan meletup di sekitar zaman kita. Walau apa pun, letupan seperti itu tidak pernah disedari oleh ahli astronomi.

Walaupun mekanisme Hawking yang dicadangkan untuk memusnahkan lubang hitam, sifat sinaran Hawking menyebabkan paradoks dalam rangka mekanik kuantum. Jika lubang hitam menyerap badan tertentu, dan kemudian kehilangan jisim yang terhasil daripada penyerapan badan ini, maka tanpa mengira sifat badan, lubang hitam tidak akan berbeza daripada apa yang sebelum menyerap badan. Dalam kes ini, maklumat tentang badan akan hilang selama-lamanya. Dari sudut pengiraan teori, transformasi keadaan tulen awal kepada keadaan campuran (“terma”) yang terhasil tidak sepadan dengan teori semasa mekanik kuantum. Paradoks ini kadang-kadang dipanggil kehilangan maklumat dalam lubang hitam. Penyelesaian muktamad untuk paradoks ini tidak pernah ditemui. Penyelesaian yang diketahui kepada paradoks:

• Ketidaksahihan teori Hawking. Ini memerlukan kemustahilan untuk memusnahkan lubang hitam dan pertumbuhannya yang berterusan.
• Kehadiran lubang putih. Dalam kes ini, maklumat yang diserap tidak hilang, tetapi hanya dibuang ke Alam Semesta yang lain.
• Ketidakkonsistenan teori mekanik kuantum yang diterima umum.

Masalah fizik lubang hitam yang tidak dapat diselesaikan

Berdasarkan semua yang diterangkan sebelum ini, lubang hitam, walaupun telah dikaji untuk masa yang agak lama, masih mempunyai banyak ciri, mekanisme yang masih tidak diketahui oleh saintis.

• Pada tahun 1970, seorang saintis Inggeris merumuskan apa yang dipanggil. "prinsip penapisan kosmik" - "Alam membenci ketunggalan telanjang." Ini bermakna singulariti hanya terbentuk di tempat tersembunyi, seperti pusat lubang hitam. Walau bagaimanapun, prinsip ini masih belum terbukti. Terdapat juga pengiraan teori mengikut mana ketunggalan "telanjang" boleh timbul.
• "Teorem tiada rambut", yang menurutnya lubang hitam hanya mempunyai tiga parameter, belum terbukti sama ada.
• Teori lengkap magnetosfera lubang hitam belum dibangunkan.
• Sifat dan fizik ketunggalan graviti belum dipelajari.
• Tidak diketahui secara pasti apa yang berlaku pada peringkat akhir kewujudan lohong hitam, dan apa yang kekal selepas pereputan kuantumnya.

Fakta menarik tentang lubang hitam

Merumuskan perkara di atas, kita boleh menyerlahkan beberapa ciri menarik dan luar biasa sifat lubang hitam:

• BH hanya mempunyai tiga parameter: jisim, cas elektrik dan momentum sudut. Hasil daripada sebilangan kecil ciri badan ini, teorem yang menyatakan ini dipanggil "teorem tanpa rambut". Di sini jugalah ungkapan "lubang hitam tidak mempunyai rambut", yang bermaksud bahawa dua lubang hitam adalah sama, tiga parameter yang disebutkan adalah sama.
• Ketumpatan lubang hitam boleh kurang daripada ketumpatan udara, dan suhu hampir kepada sifar mutlak. Daripada ini kita boleh mengandaikan bahawa pembentukan lubang hitam tidak berlaku disebabkan oleh pemampatan jirim, tetapi hasil daripada pengumpulan sejumlah besar jirim dalam jumlah tertentu.
• Masa berlalu lebih perlahan untuk badan yang diserap oleh lubang hitam daripada pemerhati luaran. Di samping itu, badan yang diserap meregang dengan ketara di dalam lubang hitam, yang dipanggil oleh saintis sebagai spageti.
• Mungkin terdapat kira-kira sejuta lubang hitam di galaksi kita.
• Mungkin terdapat lubang hitam supermasif di tengah-tengah setiap galaksi.
• Pada masa hadapan, mengikut model teori, Alam Semesta akan mencapai apa yang dipanggil era lubang hitam, apabila lubang hitam akan menjadi badan dominan di Alam Semesta.

Daripada semua objek yang diketahui manusia yang terletak di angkasa lepas, lubang hitam menghasilkan kesan yang paling menakutkan dan tidak dapat difahami. Perasaan ini meliputi hampir setiap orang apabila lubang hitam disebut, walaupun hakikatnya manusia telah mengetahui tentang mereka selama lebih dari satu setengah abad. Pengetahuan pertama tentang fenomena ini diperoleh jauh sebelum penerbitan Einstein mengenai teori relativiti. Tetapi pengesahan sebenar kewujudan objek ini diterima tidak lama dahulu.

Sudah tentu, lubang hitam sememangnya terkenal dengan ciri fizikalnya yang pelik, yang menimbulkan lebih banyak misteri di Alam Semesta. Mereka dengan mudah mencabar semua undang-undang kosmik fizik dan mekanik kosmik. Untuk memahami semua butiran dan prinsip kewujudan fenomena seperti lubang kosmik, kita perlu membiasakan diri dengan pencapaian moden dalam astronomi dan menggunakan imaginasi kita sebagai tambahan, kita perlu melampaui konsep standard. Untuk memudahkan pemahaman dan berkenalan dengan lubang kosmik, laman portal telah menyediakan banyak maklumat menarik berkenaan fenomena di Alam Semesta ini.

Ciri-ciri lubang hitam dari laman portal

Pertama sekali, perlu diingatkan bahawa lubang hitam tidak datang entah dari mana, ia terbentuk daripada bintang yang bersaiz dan berjisim raksasa. Selain itu, ciri dan keunikan terbesar setiap lubang hitam ialah ia mempunyai tarikan graviti yang sangat kuat. Daya tarikan objek ke lubang hitam melebihi halaju pelepasan kedua. Penunjuk graviti sedemikian menunjukkan bahawa walaupun sinar cahaya tidak dapat melarikan diri dari medan tindakan lubang hitam, kerana ia mempunyai kelajuan yang jauh lebih rendah.

Keistimewaan tarikan ialah ia menarik semua objek yang berdekatan. Lebih besar objek yang melalui di sekitar lubang hitam, lebih banyak pengaruh dan tarikan yang akan diterimanya. Sehubungan itu, kita boleh membuat kesimpulan bahawa semakin besar objek, semakin kuat ia tertarik oleh lubang hitam, dan untuk mengelakkan pengaruh tersebut, badan kosmik mesti mempunyai kadar pergerakan yang sangat tinggi.

Ia juga selamat untuk diperhatikan bahawa di seluruh Alam Semesta tidak ada badan yang boleh mengelakkan tarikan lubang hitam jika ia mendapati dirinya dalam jarak yang dekat, kerana aliran cahaya terpantas pun tidak dapat melarikan diri dari pengaruh ini. Teori relativiti, yang dibangunkan oleh Einstein, sangat baik untuk memahami ciri-ciri lubang hitam. Menurut teori ini, graviti boleh mempengaruhi masa dan memesongkan ruang. Ia juga menyatakan bahawa semakin besar objek yang terletak di angkasa lepas, semakin ia memperlahankan masa. Di sekitar lubang hitam itu sendiri, masa seolah-olah berhenti sepenuhnya. Sekiranya kapal angkasa memasuki medan aksi lubang angkasa, seseorang akan memerhatikan bagaimana ia akan perlahan apabila ia menghampiri, dan akhirnya hilang sama sekali.

Anda tidak seharusnya terlalu takut dengan fenomena seperti lubang hitam dan mempercayai semua maklumat tidak saintifik yang mungkin wujud pada masa ini. Pertama sekali, kita perlu menghapuskan mitos yang paling biasa bahawa lubang hitam boleh menyedut semua perkara dan objek di sekelilingnya, dan apabila ia berbuat demikian, ia menjadi lebih besar dan menyerap lebih banyak lagi. Semua ini tidak benar sepenuhnya. Ya, memang, mereka boleh menyerap badan dan jirim kosmik, tetapi hanya mereka yang berada pada jarak tertentu dari lubang itu sendiri. Selain daripada graviti yang kuat, mereka tidak jauh berbeza daripada bintang biasa dengan jisim raksasa. Walaupun Matahari kita bertukar menjadi lubang hitam, ia hanya akan dapat menyedut objek yang terletak pada jarak yang dekat, dan semua planet akan kekal berputar dalam orbit biasa mereka.

Berbalik kepada teori relativiti, kita boleh membuat kesimpulan bahawa semua objek dengan graviti kuat boleh mempengaruhi kelengkungan masa dan ruang. Di samping itu, semakin besar jisim badan, semakin kuat herotannya. Jadi, baru-baru ini, saintis dapat melihat ini secara praktikal, apabila mereka dapat merenung objek lain yang sepatutnya tidak dapat diakses oleh mata kita kerana badan kosmik yang besar seperti galaksi atau lubang hitam. Semua ini mungkin disebabkan oleh fakta bahawa sinar cahaya yang melalui berdekatan dari lubang hitam atau badan lain sangat bengkok di bawah pengaruh graviti mereka. Herotan jenis ini membolehkan saintis melihat lebih jauh ke angkasa lepas. Tetapi dengan kajian sedemikian adalah sangat sukar untuk menentukan lokasi sebenar badan yang sedang dikaji.

Lubang hitam tidak muncul entah dari mana; ia terbentuk oleh letupan bintang supermasif. Selain itu, agar lubang hitam terbentuk, jisim bintang yang meletup mestilah sekurang-kurangnya sepuluh kali lebih besar daripada jisim Matahari. Setiap bintang wujud disebabkan oleh tindak balas termonuklear yang berlaku di dalam bintang. Dalam kes ini, aloi hidrogen dilepaskan semasa proses pelakuran, tetapi ia tidak boleh meninggalkan kawasan pengaruh bintang, kerana gravitinya menarik hidrogen kembali. Keseluruhan proses ini membolehkan bintang wujud. Sintesis hidrogen dan graviti bintang adalah mekanisme yang berfungsi dengan baik, tetapi gangguan keseimbangan ini boleh menyebabkan letupan bintang. Dalam kebanyakan kes, ia disebabkan oleh kehabisan bahan api nuklear.

Bergantung pada jisim bintang, beberapa senario untuk perkembangannya selepas letupan adalah mungkin. Oleh itu, bintang-bintang besar membentuk medan letupan supernova, dan kebanyakannya kekal di belakang teras bekas bintang yang dipanggil oleh angkasawan sebagai White Dwarfs; Dalam kebanyakan kes, awan gas terbentuk di sekeliling badan ini, yang dipegang oleh graviti kerdil. Satu lagi laluan untuk pembangunan bintang supermasif juga mungkin, di mana lubang hitam yang terhasil akan sangat menarik semua jirim bintang ke pusatnya, yang akan membawa kepada mampatan yang kuat.

Jasad mampat sedemikian dipanggil bintang neutron. Dalam kes yang paling jarang berlaku, selepas letupan bintang, pembentukan lubang hitam dalam pemahaman kita yang diterima tentang fenomena ini adalah mungkin. Tetapi untuk membuat lubang, jisim bintang mestilah sangat besar. Dalam kes ini, apabila keseimbangan tindak balas nuklear terganggu, graviti bintang menjadi gila. Pada masa yang sama, ia mula runtuh secara aktif, selepas itu ia hanya menjadi titik di angkasa. Dengan kata lain, kita boleh mengatakan bahawa bintang sebagai objek fizikal tidak lagi wujud. Walaupun hakikatnya ia hilang, lubang hitam dengan graviti dan jisim yang sama terbentuk di belakangnya.

Ia adalah keruntuhan bintang yang membawa kepada fakta bahawa mereka hilang sepenuhnya, dan sebagai gantinya lubang hitam terbentuk dengan sifat fizikal yang sama seperti bintang yang hilang. Satu-satunya perbezaan ialah tahap mampatan lubang yang lebih besar daripada isipadu bintang. Ciri yang paling penting dari semua lubang hitam ialah ketunggalannya, yang menentukan pusatnya. Kawasan ini menentang semua undang-undang fizik, jirim dan ruang, yang tidak lagi wujud. Untuk memahami konsep singulariti, kita boleh mengatakan bahawa ini adalah halangan yang dipanggil ufuk peristiwa kosmik. Ia juga merupakan sempadan luar lubang hitam. Singulariti boleh dipanggil titik tiada kembali, kerana di situlah daya graviti gergasi lubang mula bertindak. Bahkan cahaya yang melintasi penghalang ini tidak dapat melarikan diri.

Cakrawala peristiwa mempunyai kesan menarik yang menarik semua badan pada kelajuan cahaya apabila anda menghampiri lubang hitam itu sendiri, penunjuk kelajuan meningkat lebih banyak. Itulah sebabnya semua objek yang berada dalam julat daya ini ditakdirkan untuk disedut ke dalam lubang. Perlu diingatkan bahawa daya sedemikian mampu mengubah suai badan yang ditangkap oleh tindakan tarikan sedemikian, selepas itu ia meregangkan menjadi rentetan nipis, dan kemudiannya tidak lagi wujud di angkasa.

Jarak antara ufuk peristiwa dan singulariti boleh berbeza-beza; ruang ini dipanggil jejari Schwarzschild. Itulah sebabnya semakin besar saiz lubang hitam, semakin besar julat tindakan. Sebagai contoh, kita boleh mengatakan bahawa lubang hitam yang sebesar Matahari kita akan mempunyai jejari Schwarzschild tiga kilometer. Oleh itu, lubang hitam yang besar mempunyai julat yang lebih besar.

Mencari lubang hitam adalah proses yang agak sukar, kerana cahaya tidak dapat melarikan diri daripadanya. Oleh itu, carian dan definisi hanya berdasarkan bukti tidak langsung kewujudan mereka. Kaedah paling mudah yang digunakan saintis untuk mencarinya ialah mencarinya dengan mencari tempat di ruang gelap jika ia mempunyai jisim yang besar. Dalam kebanyakan kes, ahli astronomi berjaya mencari lubang hitam dalam sistem bintang binari atau di pusat galaksi.

Kebanyakan ahli astronomi cenderung untuk mempercayai bahawa terdapat juga lubang hitam yang sangat berkuasa di tengah-tengah galaksi kita. Kenyataan ini menimbulkan persoalan, adakah lubang ini mampu menelan segala yang ada di galaksi kita? Pada hakikatnya ini adalah mustahil, kerana lubang itu sendiri mempunyai jisim yang sama dengan bintang, kerana ia dicipta daripada bintang. Selain itu, semua pengiraan saintis tidak meramalkan sebarang peristiwa global yang berkaitan dengan objek ini. Selain itu, untuk berbilion tahun lagi, jasad kosmik galaksi kita akan berputar secara senyap-senyap mengelilingi lubang hitam ini tanpa sebarang perubahan. Bukti kewujudan lubang di tengah-tengah Bima Sakti boleh diperoleh daripada gelombang sinar-X yang direkodkan oleh saintis. Dan kebanyakan ahli astronomi cenderung untuk mempercayai bahawa lubang hitam secara aktif mengeluarkannya dalam kuantiti yang banyak.

Selalunya di galaksi kita terdapat sistem bintang yang terdiri daripada dua bintang, dan selalunya salah satu daripadanya boleh menjadi lubang hitam. Dalam versi ini, lubang hitam menyerap semua badan di laluannya, manakala jirim mula berputar di sekelilingnya, yang menyebabkan cakera pecutan yang dipanggil terbentuk. Ciri istimewa ialah ia meningkatkan kelajuan putaran dan bergerak lebih dekat ke tengah. Ia adalah perkara yang jatuh ke tengah-tengah lubang hitam yang mengeluarkan sinar-X, dan perkara itu sendiri musnah.

Sistem bintang binari adalah calon pertama untuk status lubang hitam. Dalam sistem sedemikian adalah paling mudah untuk mencari lubang hitam kerana jumlah bintang yang kelihatan, adalah mungkin untuk mengira penunjuk saudaranya yang tidak kelihatan. Pada masa ini, calon pertama untuk status lubang hitam mungkin bintang dari buruj Cygnus, yang secara aktif memancarkan sinar-X.

Menyimpulkan dari semua perkara di atas tentang lubang hitam, kita boleh mengatakan bahawa ia bukanlah fenomena yang berbahaya, sudah tentu, dalam kes jarak dekat, ia adalah objek yang paling berkuasa di angkasa lepas kerana daya graviti. Oleh itu, kita boleh mengatakan bahawa mereka tidak begitu berbeza daripada badan lain; ciri utamanya ialah medan graviti yang kuat.

Sebilangan besar teori telah dicadangkan mengenai tujuan lubang hitam, beberapa di antaranya adalah tidak masuk akal. Oleh itu, menurut salah seorang daripada mereka, saintis percaya bahawa lubang hitam boleh melahirkan galaksi baru. Teori ini berdasarkan fakta bahawa dunia kita adalah tempat yang agak baik untuk asal usul kehidupan, tetapi jika salah satu faktor berubah, kehidupan akan menjadi mustahil. Oleh sebab itu, keistimewaan dan keistimewaan perubahan dalam sifat fizikal dalam lubang hitam boleh menimbulkan Alam Semesta yang baru sepenuhnya, yang akan berbeza dengan ketara daripada kita. Tetapi ini hanya teori dan agak lemah kerana fakta bahawa tidak ada bukti kesan lubang hitam sedemikian.

Bagi lubang hitam, ia bukan sahaja boleh menyerap bahan, tetapi ia juga boleh menguap. Fenomena serupa telah terbukti beberapa dekad yang lalu. Penyejatan ini boleh menyebabkan lohong hitam kehilangan semua jisimnya dan kemudian hilang sama sekali.

Semua ini adalah maklumat terkecil tentang lubang hitam yang boleh anda ketahui di laman web portal. Kami juga mempunyai sejumlah besar maklumat menarik tentang fenomena kosmik yang lain.

Lubang hitam mungkin merupakan objek astronomi yang paling misteri dan misteri di Alam Semesta kita sejak penemuannya, ia telah menarik perhatian saintis dan merangsang imaginasi penulis fiksyen sains. Apakah lubang hitam dan apakah yang diwakilinya? Lubang hitam adalah bintang yang telah pupus yang, kerana ciri fizikalnya, mempunyai ketumpatan yang tinggi dan graviti yang begitu kuat sehingga cahaya pun tidak dapat melepaskan diri daripadanya.

Sejarah penemuan lubang hitam

Buat pertama kalinya, kewujudan teori lubang hitam, jauh sebelum penemuan sebenar mereka, telah dicadangkan oleh D. Michel tertentu (seorang paderi Inggeris dari Yorkshire, yang berminat dalam astronomi pada masa lapangnya) pada tahun 1783. Menurut pengiraannya, jika kita mengambilnya dan memampatkannya (dalam bahasa komputer moden, arkibkannya) ke radius 3 km, daya graviti yang begitu besar (hanya sangat besar) akan terbentuk sehingga cahaya pun tidak akan dapat meninggalkannya. . Ini adalah bagaimana konsep "lubang hitam" muncul, walaupun sebenarnya ia tidak hitam sama sekali, pada pendapat kami, istilah "lubang gelap" akan lebih sesuai, kerana tepatnya ketiadaan cahaya yang berlaku.

Kemudian, pada tahun 1918, saintis hebat Albert Einstein menulis tentang isu lubang hitam dalam konteks teori relativiti. Tetapi hanya pada tahun 1967, melalui usaha ahli astrofizik Amerika John Wheeler, konsep lubang hitam akhirnya memenangi tempat dalam kalangan akademik.

Walau apa pun, D. Michel, Albert Einstein, dan John Wheeler dalam karya mereka menganggap hanya kewujudan teori objek angkasa misteri ini di angkasa lepas, tetapi penemuan sebenar lubang hitam berlaku pada tahun 1971, ketika itulah mereka pertama kali diperhatikan dalam teleskop.

Inilah rupa lubang hitam.

Bagaimana lubang hitam terbentuk di angkasa

Seperti yang kita ketahui daripada astrofizik, semua bintang (termasuk Matahari kita) mempunyai bekalan bahan api yang terhad. Dan walaupun hayat bintang boleh bertahan berbilion tahun cahaya, lambat laun bekalan bahan api bersyarat ini akan berakhir, dan bintang itu "keluar". Proses "pudar" bintang disertai dengan tindak balas yang sengit, di mana bintang itu mengalami perubahan yang ketara dan, bergantung pada saiznya, boleh berubah menjadi kerdil putih, bintang neutron atau lubang hitam. Lebih-lebih lagi, bintang terbesar, dengan saiz yang sangat mengagumkan, biasanya berubah menjadi lubang hitam - disebabkan oleh pemampatan saiz yang paling luar biasa ini, terdapat peningkatan berganda dalam jisim dan daya graviti lubang hitam yang baru terbentuk, yang bertukar menjadi jenis pembersih vakum galaksi - menyerap segala-galanya dan semua orang di sekelilingnya.

Lohong hitam menelan bintang.

Nota kecil - Matahari kita, mengikut piawaian galaksi, sama sekali bukan bintang besar dan selepas kepupusannya, yang akan berlaku dalam kira-kira beberapa bilion tahun, kemungkinan besar ia tidak akan berubah menjadi lubang hitam.

Tetapi jujur ​​dengan anda - hari ini, saintis belum mengetahui semua selok-belok pembentukan lubang hitam, sudah pasti, ini adalah proses astrofizik yang sangat kompleks, yang dengan sendirinya boleh bertahan berjuta-juta tahun cahaya. Walaupun ia adalah mungkin untuk maju ke arah ini boleh menjadi penemuan dan kajian seterusnya apa yang dipanggil lubang hitam pertengahan, iaitu, bintang dalam keadaan kepupusan, di mana proses aktif pembentukan lubang hitam sedang berlaku. By the way, bintang serupa ditemui oleh ahli astronomi pada tahun 2014 di lengan galaksi lingkaran.

Berapa banyak lubang hitam yang terdapat di Alam Semesta?

Menurut teori saintis moden, mungkin terdapat sehingga ratusan juta lubang hitam di galaksi Bima Sakti kita. Mungkin tidak kurang daripada mereka di galaksi jiran kita, yang tidak ada apa-apa untuk terbang dari Bima Sakti kita - 2.5 juta tahun cahaya.

Teori lubang hitam

Walaupun jisim yang sangat besar (yang beratus-ratus ribu kali lebih besar daripada jisim Matahari kita) dan kekuatan graviti yang luar biasa, tidak mudah untuk melihat lubang hitam melalui teleskop, kerana ia tidak mengeluarkan cahaya sama sekali. Para saintis berjaya melihat lubang hitam hanya pada saat "makan" - penyerapan bintang lain, pada masa ini sinaran ciri muncul, yang sudah boleh diperhatikan. Oleh itu, teori lubang hitam telah menemui pengesahan sebenar.

Sifat-sifat lubang hitam

Sifat utama lohong hitam adalah medan gravitinya yang luar biasa, yang tidak membenarkan ruang dan masa sekeliling kekal dalam keadaan biasa. Ya, anda dengar betul, masa di dalam lubang hitam berlalu berkali-kali lebih perlahan daripada biasa, dan jika anda berada di sana, maka apabila anda kembali semula (jika anda bernasib baik, sudah tentu), anda akan terkejut apabila menyedari bahawa berabad-abad telah berlalu di Bumi, dan anda belum pun menjadi tua sehingga tepat pada masanya. Walaupun jujur, jika anda berada di dalam lubang hitam, anda tidak akan dapat bertahan, kerana daya graviti di sana adalah sedemikian rupa sehingga mana-mana objek material hanya akan dipecahkan, tidak menjadi kepingan, menjadi atom.

Tetapi jika anda berada hampir dengan lubang hitam, dalam pengaruh medan gravitinya, anda juga akan mengalami masa yang sukar, kerana semakin anda menahan gravitinya, cuba untuk terbang jauh, semakin cepat anda akan jatuh ke dalamnya. Sebab yang kelihatan paradoks ini adalah medan pusaran graviti yang dimiliki oleh semua lubang hitam.

Bagaimana jika seseorang itu jatuh ke dalam lubang hitam

Penyejatan lubang hitam

Ahli astronomi Inggeris S. Hawking menemui fakta menarik: lubang hitam juga kelihatan mengeluarkan penyejatan. Benar, ini hanya terpakai untuk lubang jisim yang agak kecil. Graviti kuat di sekeliling mereka melahirkan pasangan zarah dan antizarah, salah satu daripada pasangan itu ditarik masuk oleh lubang, dan yang kedua dikeluarkan. Oleh itu, lubang hitam mengeluarkan antizarah keras dan sinar gamma. Penyejatan atau sinaran dari lubang hitam ini dinamakan sempena saintis yang menemuinya - "Radiasi Hawking".

Lubang hitam terbesar

Menurut teori lubang hitam, di tengah-tengah hampir semua galaksi terdapat lubang hitam yang besar dengan jisim dari beberapa juta hingga beberapa bilion jisim suria. Dan secara relatifnya baru-baru ini, saintis menemui dua lubang hitam terbesar yang diketahui sehingga kini ia terletak di dua galaksi berdekatan: NGC 3842 dan NGC 4849.

NGC 3842 ialah galaksi paling terang dalam buruj Leo, terletak 320 juta tahun cahaya dari kita. Di tengahnya terdapat lubang hitam yang besar dengan berat 9.7 bilion jisim suria.

NGC 4849, sebuah galaksi dalam gugusan Coma, 335 juta tahun cahaya jauhnya, mempunyai lubang hitam yang sama mengagumkannya.

Medan graviti lubang hitam gergasi ini, atau dari segi akademik, ufuk peristiwa mereka, adalah kira-kira 5 kali jarak dari Matahari ke ! Lubang hitam seperti itu akan memakan sistem suria kita dan tidak tercekik.

Lubang hitam terkecil

Tetapi dalam keluarga besar lubang hitam terdapat juga wakil yang sangat kecil. Oleh itu, lubang hitam paling kerdil yang ditemui oleh saintis setakat ini hanya 3 kali ganda jisim Matahari kita. Sebenarnya, ini adalah minimum teori yang diperlukan untuk pembentukan lubang hitam jika bintang itu lebih kecil, lubang itu tidak akan terbentuk.

Lubang hitam adalah kanibal

Ya, terdapat fenomena sedemikian, seperti yang kami tulis di atas, lubang hitam adalah sejenis "pembersih vakum galaksi" yang menyerap segala-galanya di sekelilingnya, termasuk ... lubang hitam yang lain. Baru-baru ini, ahli astronomi mendapati bahawa lubang hitam dari satu galaksi sedang dimakan oleh pelahap hitam yang lebih besar dari galaksi lain.

• Menurut hipotesis sesetengah saintis, lubang hitam bukan sahaja pembersih vakum galaksi yang menyedut segala-galanya ke dalam diri mereka sendiri, tetapi dalam keadaan tertentu mereka sendiri boleh melahirkan alam semesta baru.
• Lubang hitam boleh menguap dari semasa ke semasa. Kami menulis di atas bahawa saintis Inggeris Stephen Hawking mendapati bahawa lubang hitam mempunyai sifat radiasi dan selepas beberapa tempoh masa yang sangat lama, apabila tiada apa-apa lagi untuk diserap, lubang hitam akan mula menguap lebih banyak, sehingga lama-kelamaan ia memberi sehingga semua jisimnya ke ruang sekeliling. Walaupun ini hanya andaian, hipotesis.
• Lubang hitam memperlahankan masa dan ruang bengkok. Kami telah menulis tentang pelebaran masa, tetapi ruang di bawah keadaan lubang hitam juga akan melengkung sepenuhnya.
• Lubang hitam mengehadkan bilangan bintang di Alam Semesta. Iaitu, medan graviti mereka menghalang penyejukan awan gas di angkasa, dari mana, seperti yang diketahui, bintang baru dilahirkan.

Lubang hitam di Discovery Channel, video

Dan sebagai kesimpulan, kami menawarkan kepada anda dokumentari saintifik yang menarik tentang lubang hitam dari Discovery Channel