Jeste li ikada vidjeli da se pod usisava? Ako jeste, jeste li primijetili kako usisivač usisava prašinu i sitne ostatke poput komadića papira? Naravno da su primetili. Crne rupe rade otprilike istu stvar kao usisivač, ali umjesto prašine, radije usisavaju veće objekte: zvijezde i planete. Kako god, kosmička prašina neće prezirati.

Kako se pojavljuju crne rupe?

Da bismo razumeli odakle dolaze crne rupe, bilo bi lepo znati šta je svetlosni pritisak. Ispostavilo se da svjetlost koja pada na predmete vrši pritisak na njih. Na primjer, ako upalimo sijalicu u mračnoj prostoriji, tada će na sve osvijetljene objekte početi djelovati dodatna sila laganog pritiska. Ova sila je veoma mala i unutra Svakodnevni život mi to, naravno, nikada nećemo moći da osetimo. Razlog je taj što je sijalica vrlo slab izvor svjetlosti. (U laboratorijskim uslovima još se može izmeriti svetlosni pritisak sijalice; prvi je to uradio ruski fizičar P. N. Lebedev) Sa zvezdama je situacija drugačija. Dok je zvijezda mlada i blista, u njoj se bore tri sile. S jedne strane, sila gravitacije, koja teži da sabije zvijezdu u tačku, povlači vanjske slojeve prema unutra prema jezgru. S druge strane, postoji sila laganog pritiska i sila pritiska vrućeg gasa, koja teži da naduva zvezdu. Svjetlost proizvedena u jezgru zvijezde je toliko intenzivna da odbacuje vanjske slojeve zvijezde i uravnotežuje silu gravitacije koja ih vuče prema centru. Kako zvijezda stari, njeno jezgro proizvodi sve manje svjetla. To se događa zato što tokom života zvijezde izgori cjelokupna zaliha vodonika, o tome smo već pisali. Ako je zvijezda vrlo velika, 20 puta teža od Sunca, tada su njene vanjske školjke vrlo velike mase. Stoga, u teškoj zvijezdi, vanjski slojevi počinju da se pomiču sve bliže i bliže jezgru, a cijela zvijezda počinje da se skuplja. Istovremeno, gravitaciona sila na površini zvezde koja se skuplja raste. Što se zvijezda više skuplja, to jače počinje da privlači okolnu materiju. Na kraju, zvezdana gravitacija postaje toliko monstruozno jaka da čak ni svetlost koju emituje ne može da pobegne. U ovom trenutku zvijezda postaje crna rupa. Više ne emituje ništa, već samo upija sve što je u blizini, uključujući i svjetlost. Iz nje ne izlazi ni jedan zrak svjetlosti, tako da ga niko ne vidi, i zato se zove crna rupa: sve se uvlači i više se ne vraća.

Kako izgleda crna rupa?

Da smo ti i ja pored crne rupe, videli bismo prilično veliki svetleći disk koji rotira oko malog, potpuno crnog područja prostora. Ovo crno područje je crna rupa. A svijetleći disk oko njega je materija koja pada u crnu rupu. Takav disk se naziva akrecijski disk. Gravitacija crne rupe je vrlo jaka, pa se materija uvučena unutra kreće vrlo velikim ubrzanjem i zbog toga počinje da zrači. Proučavajući svjetlost koja dolazi iz takvog diska, astronomi mogu naučiti mnogo o samoj crnoj rupi. Još jedan indirektni znak postojanja crne rupe je neobično kretanje zvijezda oko određenog područja svemira. Gravitacija rupe tjera obližnje zvijezde da se kreću po eliptičnim orbitama. Takva kretanja zvijezda bilježe i astronomi.
Sada je pažnja naučnika usmerena na crnu rupu koja se nalazi u centru naše galaksije. Činjenica je da se oblak vodonika čija je masa oko 3 puta veća od mase Zemlje približava crnoj rupi. Ovaj oblak je već počeo da menja svoj oblik usled gravitacije crne rupe, u narednim godinama će se još više rastezati i biće uvučen unutar crne rupe.

Nikada nećemo moći da vidimo procese koji se dešavaju unutar crne rupe, pa se možemo zadovoljiti samo posmatranjem diska oko crne rupe. Ali i ovdje nas čeka puno zanimljivih stvari. Možda je najzanimljiviji fenomen formiranje ultra brzih mlaznica materije koji izlaze iz centra ovog diska. Mehanizam ovog fenomena ostaje da se razjasni, a sasvim je moguće da će neko od vas stvoriti teoriju za formiranje takvih mlazova. Za sada možemo registrovati samo rendgenske bljeskove koji prate takve "snimke".

Ovaj video prikazuje kako crna rupa postepeno hvata materijal sa obližnje zvijezde. U tom slučaju oko crne rupe se formira akrecijski disk, a dio njegove materije se izbacuje u svemir ogromnom brzinom. Ovo stvara veliki broj Rendgensko zračenje koje hvata satelit koji se kreće oko Zemlje.

Kako funkcioniše crna rupa?

Crna rupa se može podijeliti na tri glavna dijela. Vanjski dio, u kojem još uvijek možete izbjeći pad u crnu rupu ako se krećete velikom brzinom. Dublje od vanjskog dijela nalazi se horizont događaja - ovo je zamišljena granica, nakon prelaska koje tijelo gubi svaku nadu da će se vratiti iz crne rupe. Sve što je izvan horizonta događaja ne može se vidjeti spolja, jer zbog jake gravitacije ni svjetlost koja se kreće iznutra neće moći da odleti dalje od njega. Vjeruje se da se u samom centru crne rupe nalazi singularitet - prostor male zapremine u kojem je koncentrisana ogromna masa - srce crne rupe.

Da li je moguće doletjeti do crne rupe?

Na velikoj udaljenosti, privlačenje crne rupe je potpuno isto kao i privlačenje obične zvijezde iste mase kao crna rupa. Kako se približavate horizontu događaja, privlačnost će postajati sve jača i jača. Stoga možete doletjeti do crne rupe, ali je bolje da se klonite nje kako biste se mogli vratiti nazad. Astronomi su morali gledati kako je crna rupa usisala obližnju zvijezdu unutra. Kako je to izgledalo možete pogledati u ovom videu:

Hoće li se naše Sunce pretvoriti u crnu rupu?

Ne, neće se okrenuti. Masa Sunca je premala za ovo. Proračuni pokazuju da zvijezda mora biti barem 4 puta masivnija od Sunca da bi postala crna rupa. Umjesto toga, Sunce će postati crveni džin i naduvati se do veličine Zemljine orbite prije nego što odbaci svoj vanjski omotač i postane bijeli patuljak. Definitivno ćemo vam reći nešto više o evoluciji Sunca.

Crne rupe su jedina kosmička tijela koja gravitacijom privlače svjetlost. Oni su ujedno i najveći objekti u svemiru. Malo je vjerovatno da ćemo uskoro znati šta se dešava blizu njihovog horizonta događaja (poznatog kao “tačka bez povratka”). Ovo je najviše misteriozna mjesta naš svijet, o kojem se, uprkos decenijama istraživanja, još uvijek vrlo malo zna. Ovaj članak sadrži 10 činjenica koje se mogu nazvati najintrigantnijim.

Crne rupe ne usisavaju materiju u sebe

Mnogi ljudi zamišljaju crnu rupu kao neku vrstu „svemirskog usisivača“, koji uvlači okolni prostor. U stvari, crne rupe su obični svemirski objekti koji imaju izuzetno jako gravitaciono polje.

Kada bi se na mjestu Sunca pojavila crna rupa iste veličine, Zemlja ne bi bila uvučena, rotirala bi se po istoj orbiti kao i danas. Zvijezde koje se nalaze pored crnih rupa gube dio svoje mase u obliku zvjezdanog vjetra (to se dešava za vrijeme postojanja bilo koje zvijezde), a crne rupe apsorbiraju samo ovu materiju.

Postojanje crnih rupa predvidio je Karl Schwarzschild

Karl Schwarzschild je bio prvi koji je koristio Ajnštajnovu opštu teoriju relativnosti da dokaže postojanje “tačke bez povratka”. Sam Ajnštajn nije razmišljao o crnim rupama, iako njegova teorija predviđa njihovo postojanje.

Schwarzschild je iznio svoj prijedlog 1915. godine, odmah nakon što je Ajnštajn objavio svoju opštu teoriju relativnosti. U to vrijeme nastao je pojam "Schwarzschild radijus" - to je vrijednost koja pokazuje koliko biste morali komprimirati objekt da bi postao crna rupa.

Teoretski, sve može postati crna rupa ako je dovoljno komprimirano. Što je objekat gušći, to je gravitaciono polje koje stvara jače. Na primjer, Zemlja bi postala crna rupa kada bi imala masu objekta veličine kikirikija.

Crne rupe mogu roditi nove svemire

Ideja da crne rupe mogu rađati nove svemire čini se apsurdnom (posebno jer još uvijek nismo sigurni u postojanje drugih svemira). Ipak, naučnici aktivno razvijaju takve teorije.

Vrlo pojednostavljena verzija jedne od ovih teorija je sljedeća. Naš svijet ima izuzetno povoljne uslove za nastanak života u njemu. Kada bi se bilo koja fizička konstanta makar malo promijenila, ne bismo bili na ovom svijetu. Singularnost crnih rupa poništava uobičajene zakone fizike i može (prema najmanje, u teoriji) roditi novi univerzum koji će biti drugačiji od našeg.

Crne rupe mogu vas (i sve ostalo) pretvoriti u špagete

Crne rupe protežu objekte koji se nalaze u njihovoj blizini. Ovi predmeti počinju da liče na špagete (čak ih ima poseban termin- "špagetifikacija").

To se događa zbog načina na koji gravitacija djeluje. Trenutno su vam noge bliže centru Zemlje nego glava, pa ih jače privlače. Na površini crne rupe, razlika u gravitaciji počinje raditi protiv vas. Noge se sve brže privlače u centar crne rupe, tako da gornja polovina tijela ne može da ih prati. Rezultat: špagetifikacija!

Crne rupe vremenom isparavaju

Crne rupe ne samo da apsorbuju zvezdani vetar, već i isparavaju. Ovaj fenomen je otkriven 1974. godine i nazvan je Hawkingovo zračenje (po Stephenu Hawkingu, koji je otkrio).

S vremenom, crna rupa može svu svoju masu ispustiti u okolni prostor zajedno sa ovim zračenjem i nestati.

Crne rupe usporavaju vrijeme u njihovoj blizini

Kako se približavate horizontu događaja, vrijeme se usporava. Da bismo razumjeli zašto se to događa, moramo pogledati "paradoks blizanaca", misaoni eksperiment koji se često koristi da ilustruje glavne tačke opšta teorija Ajnštajnova relativnost.

Jedan od braće blizanaca ostaje na Zemlji, a drugi leti svemirsko putovanje, krećući se brzinom svjetlosti. Vraćajući se na Zemlju, blizanac otkriva da je njegov brat ostario više od njega jer vrijeme teče sporije kada putuje brzinom svjetlosti.

Kako se približavate horizontu događaja crne rupe, kretaćete se takvom brzinom velika brzina to će vam vrijeme usporiti.

Crne rupe su najnapredniji energetski sistemi

Crne rupe generiraju energiju bolje od Sunca i drugih zvijezda. To je zbog materije koja kruži oko njih. Prelazeći horizont događaja ogromnom brzinom, materija u orbiti crne rupe zagrijava se do ekstremno visokih temperatura. To se zove zračenje crnog tijela.

Poređenja radi, nuklearna fuzija pretvara 0,7% materije u energiju. U blizini crne rupe, 10% materije postaje energija!

Crne rupe savijaju prostor oko sebe

Prostor se može zamisliti kao rastegnuta gumena ploča na kojoj su nacrtane linije. Ako stavite objekt na zapis, on će promijeniti svoj oblik. Crne rupe rade na isti način. Njihova ekstremna masa privlači sve, uključujući i svjetlost (čije zrake, da nastavimo analogiju, mogu se nazvati linijama na tanjiru).

Crne rupe ograničavaju broj zvijezda u svemiru

Zvezde nastaju iz gasnih oblaka. Da bi formiranje zvijezda počelo, oblak se mora ohladiti.

Zračenje crnih tela sprečava hlađenje oblaka gasa i sprečava pojavu zvezda.

Teoretski, svaki objekat može postati crna rupa

Jedina razlika između našeg Sunca i crne rupe je sila gravitacije. U središtu crne rupe mnogo je jači nego u centru zvijezde. Kada bi naše Sunce bilo komprimirano na oko pet kilometara u prečniku, moglo bi biti crna rupa.

Teoretski, sve može postati crna rupa. U praksi znamo da crne rupe nastaju samo kao rezultat kolapsa ogromne zvezde, premašujući po masi Sunce za 20-30 puta.

Bezgranični Univerzum pun je tajni, zagonetki i paradoksa. Iako moderna nauka je napravio veliki iskorak u istraživanju svemira, mnogo toga u ovom ogromnom svijetu ostaje neshvatljivo ljudskom svjetonazoru. Znamo mnogo o zvijezdama, maglinama, jatom i planetama. Međutim, u prostranstvu Univerzuma postoje objekti o čijem postojanju možemo samo nagađati. Na primjer, znamo vrlo malo o crnim rupama. Osnovne informacije i saznanja o prirodi crnih rupa zasnivaju se na pretpostavkama i nagađanjima. Astrofizičari i nuklearni naučnici se decenijama bore s ovim problemom. Šta je crna rupa u svemiru? Kakva je priroda takvih objekata?

Govoreći o crnim rupama jednostavnim riječima

Da biste zamislili kako izgleda crna rupa, samo pogledajte rep voza koji ide u tunel. Signalna svjetla na posljednjem vagonu smanjit će se kako se vlak produbljuje u tunel dok potpuno ne nestanu iz vidokruga. Drugim riječima, radi se o objektima u kojima zbog monstruozne gravitacije čak i svjetlost nestaje. Elementarne čestice, elektroni, protoni i fotoni nisu u stanju da savladaju nevidljivu barijeru i padnu u crni ponor ništavila, zbog čega se takva rupa u svemiru naziva crnom. Unutar njega nema ni najmanje svjetlosne površine, potpuna tama i beskonačnost. Ne zna se šta se nalazi s druge strane crne rupe.

Ovaj svemirski usisivač ima ogromnu gravitacijsku silu i sposoban je da apsorbira cijelu galaksiju sa svim jatima i superjatom zvijezda, s maglinama i tamnom materijom. Kako je to moguće? Možemo samo nagađati. Nama poznati zakoni fizike u ovom slučaju pucaju po šavovima i ne daju objašnjenje procesa koji se odvijaju. Suština paradoksa je da je u datom dijelu svemira gravitacijska interakcija tijela određena njihovom masom. Na proces apsorpcije jednog objekta drugog ne utiče njihov kvalitativni i kvantitativni sastav. Čestice, dostižući kritični broj u određenom području, ulaze u drugi nivo interakcije, gdje gravitacijske sile postaju sile privlačenja. Tijelo, predmet, tvar ili materija počinje se sabijati pod utjecajem gravitacije, dostižući kolosalnu gustoću.

Približno slični procesi se dešavaju prilikom formiranja neutronske zvezde, gde se zvezdana materija sabija u zapremini pod uticajem unutrašnje gravitacije. Slobodni elektroni se spajaju s protonima i formiraju električno neutralne čestice - neutrone. Gustina ove supstance je ogromna. Čestica materije veličine komada rafinisanog šećera teška je milijarde tona. Ovdje bi bilo prikladno podsjetiti se na opštu teoriju relativnosti, gdje su prostor i vrijeme neprekidne veličine. Posljedično, proces kompresije se ne može zaustaviti na pola puta i stoga nema ograničenja.

Potencijalno, crna rupa izgleda kao rupa u kojoj može doći do prijelaza iz jednog dijela prostora u drugi. Istovremeno, svojstva prostora i vremena se mijenjaju, uvijajući se u prostorno-vremenski lijevak. Dosegnuvši dno ovog levka, svaka materija se raspada u kvante. Šta je s druge strane crne rupe, ove džinovske rupe? Možda postoji još jedan prostor tamo gdje vrijede drugi zakoni i vrijeme teče u suprotnom smjeru.

U kontekstu teorije relativnosti, teorija crne rupe izgleda ovako. Tačka u svemiru u kojoj su gravitacijske sile komprimovale bilo koju materiju do mikroskopskih veličina ima kolosalnu silu privlačenja, čija se veličina povećava do beskonačnosti. Pojavljuje se nabor vremena, a prostor se savija, zatvarajući se u jednom trenutku. Predmeti koje je progutala crna rupa nisu u stanju da samostalno izdrže silu vučenja ovog monstruoznog usisivača. Čak ni brzina svjetlosti, koju posjeduju kvanti, ne dozvoljava elementarnim česticama da savladaju silu gravitacije. Svako tijelo koje dođe do takve točke prestaje biti materijalni objekt, stapajući se sa prostorno-vremenskim mjehurićem.

Crne rupe sa naučne tačke gledišta

Ako se zapitate, kako nastaju crne rupe? Neće biti jasnog odgovora. U Univerzumu postoji dosta paradoksa i kontradikcija koje se ne mogu objasniti sa naučne tačke gledišta. Ajnštajnova teorija relativnosti dozvoljava samo teorijsko objašnjenje prirode takvih objekata, ali kvantna mehanika i fizika u ovom slučaju ćute.

Pokušavajući objasniti procese koji se odvijaju zakonima fizike, slika će izgledati ovako. Objekt nastao kao rezultat kolosalne gravitacijske kompresije masivnog ili supermasivnog kosmičkog tijela. Ovaj proces je naučni naziv- gravitacioni kolaps. Izraz "crna rupa" prvi put se čuo u naučnoj zajednici 1968. godine, kada je američki astronom i fizičar John Wheeler pokušao da objasni stanje kolapsa zvijezde. Prema njegovoj teoriji, na mjestu masivne zvijezde koja je pretrpjela gravitacijski kolaps pojavljuje se prostorni i vremenski jaz u kojem djeluje sve veća kompresija. Sve od čega je zvezda napravljena ide u sebe.

Ovo objašnjenje nam omogućava da zaključimo da priroda crnih rupa ni na koji način nije povezana s procesima koji se odvijaju u Univerzumu. Sve što se dešava unutar ovog objekta ne odražava se ni na koji način na okolni prostor jednim „ALI“. Gravitaciona sila crne rupe je toliko jaka da savija prostor, uzrokujući da se galaksije okreću oko crnih rupa. Shodno tome, postaje jasan razlog zašto galaksije poprimaju oblik spirala. Koliko će vremena trebati da ogromna galaksija Mliječni put nestane u ponoru supermasivne crne rupe, nije poznato. Zanimljiva je činjenica da se crne rupe mogu pojaviti bilo gdje u svemiru, gdje su stvorene u tu svrhu. idealnim uslovima. Takav nabor vremena i prostora neutrališe ogromne brzine kojima se zvijezde rotiraju i kreću kroz prostor galaksije. Vrijeme u crnoj rupi teče u drugoj dimenziji. Unutar ovog regiona, nikakvi zakoni gravitacije se ne mogu tumačiti u terminima fizike. Ovo stanje se naziva singularitet crne rupe.

Crne rupe ne pokazuju nikakve vanjske znakove identifikacije, o njihovom postojanju može se suditi po ponašanju drugih svemirskih objekata koji su pod utjecajem gravitacijskih polja. Cijela slika borbe na život i smrt odvija se na granici crne rupe koja je prekrivena membranom. Ova zamišljena površina lijevka naziva se "horizont događaja". Sve što vidimo do ove granice je opipljivo i materijalno.

Scenariji formiranja crne rupe

Razvijajući teoriju Johna Wheelera, možemo zaključiti da misterija crnih rupa najvjerovatnije nije u procesu svog formiranja. Formiranje crne rupe nastaje kao rezultat kolapsa neutronske zvijezde. Štaviše, masa takvog objekta trebala bi biti veća od mase Sunca tri ili više puta. Neutronska zvijezda se skuplja sve dok njena vlastita svjetlost više ne bude u stanju pobjeći iz čvrstog zagrljaja gravitacije. Postoji ograničenje veličine do koje se zvijezda može smanjiti, stvarajući crnu rupu. Ovaj radijus se naziva gravitacioni radijus. Masivne zvijezde u završnoj fazi svog razvoja trebale bi imati gravitacijski radijus od nekoliko kilometara.

Danas su naučnici dobili indirektne dokaze o prisustvu crnih rupa u desetak rendgenskih binarnih zvijezda. Rendgenske zvijezde, pulsari ili bursteri nemaju čvrstu površinu. Osim toga, njihova masa je veća od mase tri Sunca. Trenutno stanje svemira u sazviježđu Labud - rendgenskoj zvijezdi Labud X-1, omogućava nam da pratimo proces formiranja ovih radoznalih objekata.

Na osnovu istraživanja i teorijskih pretpostavki, danas u nauci postoje četiri scenarija za nastanak crnih zvijezda:

• gravitacijski kolaps masivne zvijezde u završnoj fazi njene evolucije;
• kolaps centralnog regiona galaksije;
• formiranje crnih rupa tokom Velikog praska;
• formiranje kvantnih crnih rupa.

Prvi scenario je najrealniji, ali broj crnih zvijezda koji su nam danas poznati premašuje broj poznatih neutronskih zvijezda. A starost Univerzuma nije toliko velika da bi toliki broj masivnih zvijezda mogao proći kroz njega kompletan proces evolucija.

Drugi scenario ima pravo na život, i ono postoji sjajan primjer- supermasivna crna rupa Sagittarius A*, smeštena u centru naše galaksije. Masa ovog objekta je 3,7 solarnih masa. Mehanizam ovog scenarija sličan je scenariju gravitacionog kolapsa, s jedinom razlikom što se ne kolabira zvijezda, već međuzvjezdani plin. Pod uticajem gravitacionih sila, gas se komprimira do kritične mase i gustine. U kritičnom trenutku materija se raspada na kvante, formirajući crnu rupu. Međutim, ova teorija je pod sumnjom, jer su nedavno astronomi sa Univerziteta Kolumbija identifikovali satelite crne rupe Strelac A*. Ispostavilo se da su to mnoge male crne rupe, koje su vjerovatno nastale na drugačiji način.

Treći scenario je više teorijski i povezan je sa postojanjem teorije Velikog praska. U trenutku formiranja Univerzuma, dio materije i gravitacijskih polja pretrpjeli su fluktuacije. Drugim riječima, procesi su krenuli drugačijim putem, nevezanim za poznati procesi kvantna mehanika i nuklearna fizika.

Poslednji scenario je orijentisan na fiziku nuklearna eksplozija. U nakupinama materije, tokom nuklearnih reakcija pod uticajem gravitacionih sila, dolazi do eksplozije na čijem mestu nastaje crna rupa. Materija eksplodira unutra, upijajući sve čestice.

Postojanje i evolucija crnih rupa

Imajući grubu predstavu o prirodi tako čudnih svemirskih objekata, zanimljivo je još nešto. Koje su prave veličine crnih rupa i koliko brzo rastu? Veličine crnih rupa određene su njihovim gravitacijskim radijusom. Za crne rupe, radijus crne rupe je određen njenom masom i naziva se Schwarzschildov radijus. Na primjer, ako objekt ima masu jednaku masi naše planete, tada je Schwarzschildov radijus u ovom slučaju 9 mm. Naša glavna svjetiljka ima radijus od 3 km. Prosječna gustina crna rupa nastala na mjestu zvijezde s masom od 10⁸ solarne mase bit će blizu gustine vode. Radijus takve formacije bit će 300 miliona kilometara.

Vjerovatno se takve džinovske crne rupe nalaze u centru galaksija. Do danas je poznato 50 galaksija u čijem središtu se nalaze ogromni vremenski i prostorni bunari. Masa takvih divova je milijarde mase Sunca. Može se samo zamisliti kakvu kolosalnu i monstruoznu silu privlačenja ima takva rupa.

Što se tiče malih rupa, to su mini objekti čiji radijus dostiže zanemarljive vrijednosti, samo 10¯¹² cm Masa takvih mrvica je 10¹⁴g. Takve formacije su nastale u vrijeme Velikog praska, ali su se vremenom povećale i danas se šepure vanjski prostor kao čudovišta. Naučnici sada pokušavaju da rekreiraju uslove pod kojima su se male crne rupe formirale u zemaljskim uslovima. U te svrhe se izvode eksperimenti u elektronskim sudaračima, kroz koje elementarne čestice ubrzava do brzine svetlosti. Prvi eksperimenti omogućili su dobijanje kvark-gluonske plazme u laboratorijskim uslovima - materije koja je postojala u zoru formiranja Univerzuma. Ovakvi eksperimenti nam omogućavaju da se nadamo da je crna rupa na Zemlji samo pitanje vremena. Druga je stvar da li se ovakvo dostignuće ljudske nauke neće pretvoriti u katastrofu za nas i našu planetu. Kreiranjem umjetne crne rupe možemo otvoriti Pandorinu kutiju.

Nedavna zapažanja drugih galaksija omogućila su naučnicima da otkriju crne rupe čije dimenzije premašuju sva zamisliva očekivanja i pretpostavke. Evolucija koja se dešava sa takvim objektima omogućava nam da bolje razumemo zašto masa crnih rupa raste i koja je njena stvarna granica. Naučnici su zaključili da su sve poznate crne rupe narasle do svoje stvarne veličine u roku od 13-14 milijardi godina. Razlika u veličini objašnjava se gustinom okolnog prostora. Ako crna rupa ima dovoljno hrane u dosegu njenih gravitacionih sila, ona raste skokovima i granicama, dostižući masu od stotina ili hiljada solarnih masa. Otuda gigantska veličina takvih objekata koji se nalaze u centru galaksija. Ogromno jato zvijezda, ogromne mase međuzvjezdanog plina pružaju obilje hrane za rast. Kada se galaksije spoje, crne rupe se mogu spojiti i formirati novi supermasivni objekat.

Sudeći prema analizi evolucijskih procesa, uobičajeno je razlikovati dvije klase crnih rupa:

• objekti čija je masa 10 puta veća od Sunčeve mase;
• masivni objekti čija je masa stotine hiljada, milijarde solarnih masa.

Postoje crne rupe čija je prosječna srednja masa jednaka 100-10 hiljada solarnih masa, ali njihova priroda još uvijek ostaje nepoznata. Postoji otprilike jedan takav objekat po galaksiji. Proučavanje rendgenskih zvijezda omogućilo je pronalaženje dvije crne rupe srednje mase na udaljenosti od 12 miliona svjetlosnih godina u galaksiji M82. Masa jednog objekta varira u rasponu od 200-800 solarnih masa. Drugi objekat je mnogo veći i ima masu od 10-40 hiljada solarnih masa. Zanimljiva je sudbina takvih objekata. Nalaze se u blizini zvjezdanih jata, postepeno ih privlače supermasivna crna rupa koja se nalazi u središnjem dijelu galaksije.

Naša planeta i crne rupe

Unatoč traganju za tragovima o prirodi crnih rupa, naučni svijet je zabrinut zbog mjesta i uloge crne rupe u sudbini galaksije Mliječni put, a posebno u sudbini planete Zemlje. Nabor vremena i prostora koji postoji u centru mliječni put, postepeno apsorbira sve postojeće objekte oko sebe. Milioni zvijezda i bilioni tona međuzvjezdanog plina već su progutani u crnoj rupi. Vremenom će doći red na krak Labuda i Strelca, u kojem se nalazi Sunčev sistem, koji pokriva razdaljinu od 27 hiljada svetlosnih godina.

Druga najbliža supermasivna crna rupa nalazi se u centralnom dijelu galaksije Andromeda. Udaljena je oko 2,5 miliona svjetlosnih godina od nas. Verovatno, pre nego što naš objekat Strelac A* proguta sopstvenu galaksiju, treba očekivati ​​spajanje dve susedne galaksije. Shodno tome, dvije supermasivne crne rupe spojit će se u jednu, strašne i monstruozne veličine.

Male crne rupe su sasvim druga stvar. Za progutanje planete Zemlje dovoljna je crna rupa poluprečnika od nekoliko centimetara. Problem je što je crna rupa po svojoj prirodi potpuno bezličan objekat. Iz njegovog trbuha ne izlazi nikakvo zračenje ili zračenje, tako da je prilično teško primijetiti tako misteriozni objekt. Samo iz neposredne blizine možete otkriti savijanje pozadinskog svjetla, što ukazuje da postoji rupa u svemiru u ovoj regiji Univerzuma.

Do danas su naučnici utvrdili da je najbliža crna rupa Zemlji objekat V616 Monocerotis. Čudovište se nalazi 3000 svjetlosnih godina od našeg sistema. Ovo je velika formacija, njena masa je 9-13 solarnih masa. Još jedan obližnji objekat koji predstavlja prijetnju našem svijetu je crna rupa Gygnus X-1. Od ovog čudovišta nas dijeli udaljenost od 6.000 svjetlosnih godina. Crne rupe otkrivene u našem susjedstvu dio su binarnog sistema, tj. postoje u neposrednoj blizini zvezde koja hrani nezasitni objekat.

Zaključak

Postojanje tako misterioznih i misterioznih objekata u svemiru kao što su crne rupe svakako nas tjera da budemo na oprezu. Međutim, sve što se dešava crnim rupama događa se prilično rijetko, s obzirom na starost svemira i velike udaljenosti. Već 4,5 milijardi godina Sunčev sistem miruje i postoji po nama poznatim zakonima. Za to vrijeme, ništa slično ovome, nikakvo izobličenje prostora, nikakav nabor vremena u blizini Solarni sistem nije se pojavio. Vjerovatno ne postoje odgovarajući uslovi za to. Dio Mliječnog puta u kojem se nalazi Sunčev zvjezdani sistem je mirno i stabilno područje svemira.

Naučnici priznaju da pojava crnih rupa nije slučajna. Takvi objekti igraju ulogu redara u Univerzumu, uništavajući višak kosmičkih tijela. Što se tiče sudbine samih čudovišta, njihova evolucija još nije u potpunosti proučena. Postoji verzija da crne rupe nisu vječne i da u određenoj fazi mogu prestati postojati. Više nije tajna da takvi objekti predstavljaju moćne izvore energije. O kakvoj energiji se radi i kako se mjeri je druga stvar.

Kroz napore Stephena Hawkinga, nauci je predstavljena teorija da crna rupa i dalje emituje energiju dok gubi svoju masu. U svojim pretpostavkama, naučnik se vodio teorijom relativnosti, gdje su svi procesi međusobno povezani. Ništa jednostavno ne nestaje, a da se ne pojavi negdje drugdje. Bilo koja materija se može transformisati u drugu supstancu, pri čemu jedna vrsta energije prelazi na drugi energetski nivo. To može biti slučaj sa crnim rupama, koje su prijelazni portal iz jednog stanja u drugo.

Ako imate bilo kakvih pitanja, ostavite ih u komentarima ispod članka. Mi ili naši posjetioci rado ćemo im odgovoriti

Naučno mišljenje ponekad konstruiše objekte sa takvim paradoksalnim svojstvima da čak i najpronicljiviji naučnici u početku odbijaju da ih prepoznaju. Većina jasan primjer u istoriji moderne fizike - dugotrajno nezainteresovanost za crne rupe, ekstremna stanja gravitacionog polja predviđena pre skoro 90 godina. Dugo su se smatrali čisto teorijskom apstrakcijom, a tek su 1960-ih i 70-ih ljudi vjerovali u njihovu stvarnost. Međutim, osnovna jednadžba teorije crne rupe izvedena je prije više od dvije stotine godina.

Uvid Johna Michella

Ime Džona Mičela, fizičara, astronoma i geologa, profesora na Univerzitetu Kembridž i pastora Anglikanske crkve, potpuno je nezasluženo izgubljeno među zvezdama engleske nauke 18. veka. Michell je postavio temelje seizmologije - nauke o potresima, sproveo izvrsna istraživanja magnetizma i mnogo prije Coulomba izumio torzionu vagu koju je koristio za gravimetrijska mjerenja. 1783. pokušao je spojiti dvije velike Njutnove kreacije - mehaniku i optiku. Newton je svjetlost smatrao strujom sićušnih čestica. Michell je sugerirao da se svjetlosna tijela, poput obične materije, pokoravaju zakonima mehanike. Posljedica ove hipoteze pokazala se vrlo netrivijalnom - nebeska tijela mogu se pretvoriti u zamke za svjetlost.

Kako je Michell zaključio? Topovska kugla ispaljena sa površine planete će u potpunosti savladati njenu gravitaciju samo ako njena početna brzina premaši vrijednost koja se sada naziva sekundom. brzina bijega i brzinu bekstva. Ako je gravitacija planete toliko jaka da brzina bijega premašuje brzinu svjetlosti, svjetlosna tijela oslobođena u zenitu neće moći ići u beskonačnost. Isto će se desiti i sa reflektovanom svetlošću. Shodno tome, planeta će biti nevidljiva za veoma udaljenog posmatrača. Michell je izračunao kritičnu vrijednost radijusa takve planete R cr u zavisnosti od njene mase M svedene na masu našeg Sunca M s: R cr = 3 km x M/M s.

John Michell je vjerovao u njegove formule i pretpostavio je da dubine svemira kriju mnoge zvijezde koje se sa Zemlje ne mogu vidjeti nikakvim teleskopom. Kasnije je do istog zaključka došao veliki francuski matematičar, astronom i fizičar Pjer Simon Laplas, koji ga je uključio i u prvo (1796.) i drugo (1799.) izdanje svog „Izlaganja svetskog sistema“. Ali treće izdanje objavljeno je 1808. godine, kada je većina fizičara već smatrala svjetlost vibracijama etra. Postojanje “nevidljivih” zvijezda bilo je u suprotnosti s valovnom teorijom svjetlosti, a Laplace je smatrao da je najbolje da ih jednostavno ne spominje. U kasnijim vremenima ova ideja se smatrala kuriozitetom, vrednom predstavljanja samo u radovima iz istorije fizike.

Schwarzschild model

U novembru 1915. Albert Ajnštajn je objavio teoriju gravitacije, koju je nazvao opšta teorija relativnosti (GR). Ovo djelo je odmah pronašlo zahvalnog čitaoca u liku njegovog kolege s Berlinske akademije nauka, Karla Schwarzschilda. Schwarzschild je bio prvi u svijetu koji je koristio opštu relativnost za rješavanje specifičnog astrofizičkog problema, računajući prostorno-vremensku metriku izvan i unutar nerotirajućeg sfernog tijela (za specifičnost, nazvat ćemo ga zvijezdom).

Iz Schwarzschildovih proračuna slijedi da gravitacija zvijezde ne iskrivljuje previše Njutnovsku strukturu prostora i vremena samo ako je njen polumjer veliki više od toga baš ona vrijednost koju je John Michell izračunao! Ovaj parametar je prvo nazvan Schwarzschildov radijus, a sada se naziva gravitacijski radijus. Prema općoj relativnosti, gravitacija ne utječe na brzinu svjetlosti, ali smanjuje frekvenciju svjetlosnih vibracija u istom omjeru kao što usporava vrijeme. Ako je polumjer zvijezde 4 puta veći od gravitacionog radijusa, tada se tok vremena na njenoj površini usporava za 15%, a prostor dobiva primjetnu zakrivljenost. Kada se prekorači dva puta, jače se savija, a vrijeme se usporava za 41%. Kada se dostigne gravitacijski radijus, vrijeme na površini zvijezde potpuno prestaje (sve frekvencije idu na nulu, zračenje se smrzava, a zvijezda se gasi), ali je zakrivljenost prostora tamo i dalje konačna. Daleko od zvijezde, geometrija i dalje ostaje euklidska, a vrijeme ne mijenja svoju brzinu.

Unatoč činjenici da se vrijednosti gravitacionog radijusa ​​​Michell-a i Schwarzschilda poklapaju, sami modeli nemaju ništa zajedničko. Za Michella se prostor i vrijeme ne mijenjaju, ali se svjetlost usporava. Zvezda čije su dimenzije manje od njenog gravitacionog radijusa nastavlja da sija, ali je vidljiva samo ne tako udaljenom posmatraču. Za Schwarzschilda je brzina svjetlosti apsolutna, ali struktura prostora i vremena ovisi o gravitaciji. Zvijezda koja je pala pod gravitacijski radijus nestaje za svakog posmatrača, bez obzira gdje se nalazi (tačnije, može se otkriti gravitacijskim efektima, ali ne i zračenjem).

Od neverice do potvrde

Schwarzschild i njegovi suvremenici vjerovali su da takvi čudni svemirski objekti ne postoje u prirodi. Sam Ajnštajn ne samo da se držao ove tačke gledišta, već je i pogrešno verovao da je uspeo da svoje mišljenje potkrepi matematički.

1930-ih, mladi indijski astrofizičar Chandrasekhar dokazao je da zvijezda koja je potrošila svoje nuklearno gorivo odbacuje svoju školjku i pretvara se u bijelog patuljka koji se polako hladi samo ako je njena masa manja od 1,4 solarne mase. Ubrzo je Amerikanac Fritz Zwicky shvatio da eksplozije supernove proizvode izuzetno gusta tijela neutronske materije; Kasnije je Lev Landau došao do istog zaključka. Nakon Chandrasekharovog rada, bilo je očigledno da samo zvijezde s masom većom od 1,4 solarne mase mogu proći takvu evoluciju. Stoga se postavilo prirodno pitanje: postoji li gornja granica mase supernove koju neutronske zvijezde ostavljaju za sobom?

Krajem 30-ih, budući otac Amerikanaca atomska bomba Robert Openheimer je ustanovio da takva granica zaista postoji i da ne prelazi nekoliko solarnih masa. Tada nije bilo moguće dati precizniju procjenu; Sada je poznato da mase neutronskih zvijezda moraju biti u rasponu od 1,5-3 M s. Ali čak i iz grubih proračuna Openheimera i njegovog diplomiranog studenta Georgea Volkowa, proizilazilo je da najmasovniji potomci supernova ne postaju neutronske zvijezde, već se pretvaraju u neko drugo stanje. Godine 1939. Oppenheimer i Hartland Snyder su koristili idealizirani model kako bi dokazali da je masivna zvijezda u kolapsu skupljena na svoj gravitacijski radijus. Iz njihovih formula zapravo proizlazi da zvijezda tu ne staje, ali su se koautori suzdržali od tako radikalnog zaključka.

Konačan odgovor nađen je u drugoj polovini 20. vijeka trudom čitave plejade briljantnih teorijskih fizičara, uključujući i sovjetske. Ispostavilo se da je takav kolaps Uvijek stisne zvijezdu "do kraja", potpuno uništavajući njenu materiju. Kao rezultat, javlja se singularitet, "superkoncentrat" ​​gravitacionog polja, zatvoren u beskonačno malom volumenu. Za stacionarnu rupu ovo je točka, za rotirajuću rupu to je prsten. Zakrivljenost prostor-vremena i, prema tome, sila gravitacije u blizini singulariteta teži beskonačnosti. Krajem 1967. američki fizičar John Archibald Wheeler bio je prvi koji je takav konačni kolaps zvijezde nazvao crnom rupom. Novi termin zaljubio se u fizičare i oduševio novinare, koji su ga pronijeli po svijetu (iako se Francuzima u početku nije svidjelo, jer je izraz trou noir upućivao na sumnjive asocijacije).

Tamo, iza horizonta

Crna rupa nije ni materija ni radijacija. Uz određenu figurativnost, možemo reći da je ovo samoodrživo gravitacijsko polje koncentrisano u visoko zakrivljenom području prostor-vremena. Njegova vanjska granica definirana je zatvorenom površinom, horizontom događaja. Ako se zvijezda nije rotirala prije kolapsa, ispada da je ova površina pravilna sfera, čiji se radijus poklapa sa Schwarzschildovim polumjerom.

Fizičko značenje horizonta je vrlo jasno. Svjetlosni signal poslan iz njegove vanjske blizine može putovati na beskonačno veliku udaljenost. Ali signali koji se šalju iz unutrašnjeg regiona ne samo da neće preći horizont, već će neizbežno „pasti“ u singularnost. Horizont je prostorna granica između događaja koji mogu postati poznati zemaljskim (i bilo kojim drugim) astronomima i događaja o kojima informacije o kojima neće izaći ni pod kojim okolnostima.

Kako se i očekivalo "prema Schwarzschildu", daleko od horizonta privlačenje rupe je obrnuto proporcionalno kvadratu udaljenosti, pa se za udaljenog posmatrača manifestira kao obično teško tijelo. Osim mase, rupa nasljeđuje moment inercije kolapsirane zvijezde i njenu električni naboj. A sve ostale karakteristike zvijezde prethodnice (struktura, sastav, spektralni tip, itd.) blijede u zaborav.

Pošaljimo sondu do rupe sa radio stanicom koja šalje signal jednom u sekundi prema vremenu na brodu. Za udaljenog posmatrača, kako se sonda približava horizontu, vremenski intervali između signala će se povećavati - u principu, neograničeno. Čim brod pređe nevidljivi horizont, postat će potpuno tih za svijet “nad-rupa”. Međutim, ovaj nestanak neće ostati bez traga, jer će sonda predati svoju masu, naboj i moment rupi.

Zračenje crne rupe

Svi prethodni modeli izgrađeni su isključivo na bazi opšte teorije relativnosti. Međutim, našim svijetom upravljaju zakoni kvantne mehanike, koji ne zanemaruju crne rupe. Ovi zakoni nam ne dozvoljavaju da centralnu singularnost razmotrimo kao matematičku tačku. U kvantnom kontekstu, njegov prečnik je dat Planck-Wheeler-ovom dužinom, približno jednakim 10 -33 centimetra. U ovoj oblasti običan prostor prestaje da postoji. Općenito je prihvaćeno da je središte rupe ispunjeno raznim topološkim strukturama koje se pojavljuju i umiru u skladu s kvantnim vjerojatnostnim zakonima. Osobine takvog kvazi-prostora, koji je Wheeler nazvao kvantna pjena, još uvijek su slabo shvaćena.

Prisustvo kvantne singularnosti ima direktan uticaj na sudbinu materijalnih tijela koja padaju u dubine crne rupe. Kada se približi centru rupe, bilo koji predmet napravljen od trenutno poznatih materijala bit će zgnječen i rastrgan plimskim silama. Međutim, čak i ako budući inženjeri i tehnolozi stvore neke super-jake legure i kompozite sa trenutno neviđenim svojstvima, svi su oni i dalje osuđeni na nestanak: uostalom, u zoni singulariteta nema ni uobičajenog vremena ni uobičajenog prostora.

Pogledajmo sada horizont rupe kroz kvantno mehaničko sočivo. Prazan prostor – fizički vakuum – zapravo uopšte nije prazan. Zbog kvantnih fluktuacija različitih polja u vakuumu, mnoge virtuelne čestice se kontinuirano rađaju i umiru. Budući da je gravitacija blizu horizonta veoma jaka, njene fluktuacije stvaraju izuzetno jake gravitacione eksplozije. Kada se ubrzavaju u takvim poljima, novorođeni "virtuali" dobijaju dodatnu energiju i ponekad postaju normalne dugovječne čestice.

Virtuelne čestice se uvijek rađaju u parovima koji se kreću u suprotnim smjerovima (ovo zahtijeva zakon održanja impulsa). Ako gravitaciona fluktuacija izvuče par čestica iz vakuuma, može se dogoditi da se jedna od njih materijalizuje izvan horizonta, a druga (antičestica prve) unutra. “Unutrašnja” čestica će pasti u rupu, ali će “spoljašnja” čestica povoljnim uslovima može otići. Kao rezultat, rupa postaje izvor zračenja i stoga gubi energiju, a time i masu. Stoga crne rupe u principu nisu stabilne.

Ovaj fenomen se zove Hawkingov efekat, po izvanrednom engleskom teoretskom fizičaru koji ga je otkrio sredinom 1970-ih. Stephen Hawking je posebno dokazao da horizont crne rupe emituje fotone na isti način kao i apsolutno crno tijelo, zagrijana na temperaturu T = 0,5 x 10 -7 x M s /M. Iz toga slijedi da kako rupa postaje tanja, njena temperatura raste, a „isparavanje“ se prirodno pojačava. Ovaj proces je izuzetno spor, a životni vijek rupe mase M je oko 10 65 x (M/M s) 3 godine. Kada njena veličina postane jednaka dužini Planck-Wheeler-a, rupa gubi stabilnost i eksplodira, oslobađajući istu energiju kao i istovremena eksplozija od milion deset megatona hidrogenske bombe. Zanimljivo je da je masa rupe u trenutku njenog nestanka još uvijek prilično velika, 22 mikrograma. Prema nekim modelima, rupa ne nestaje bez traga, već za sobom ostavlja stabilan relikt iste mase, takozvani maximon.

Maximon rođen je prije 40 godina - kao pojam i kao fizička ideja. Godine 1965. akademik M.A. Markov je sugerirao da postoji gornja granica mase elementarnih čestica. On je predložio da se ova granična vrijednost smatra dimenzijom mase, koja se može kombinirati iz tri osnovne fizičke konstante - Planckove konstante h, brzine svjetlosti C i gravitacijske konstante G (za one koji vole detalje: da biste to učinili, trebate da pomnožite h i C, podijelite rezultat sa G i izvucite kvadratni korijen). To je istih 22 mikrograma koji se spominju u članku. Ova vrijednost se naziva Plankova masa. Iz istih konstanti se može konstruisati veličina sa dimenzijom dužine (Planck-Wheeler dužina izlazi 10 -33 cm) i sa dimenzijom vremena (10 -43 sec).
Markov je otišao dalje u svom rezonovanju. Prema njegovoj hipotezi, isparavanje crne rupe dovodi do stvaranja "suvog ostatka" - maksimona. Markov je takve strukture nazvao elementarnim crnim rupama. U kojoj mjeri ova teorija odgovara stvarnosti, još uvijek je otvoreno pitanje. U svakom slučaju, analozi Markovljevih maksimona oživljeni su u nekim modelima crnih rupa zasnovanim na teoriji superstruna.

Dubina prostora

Crne rupe nisu zabranjene zakonima fizike, ali postoje li u prirodi? Apsolutno rigorozni dokazi o prisutnosti barem jednog takvog objekta u svemiru još uvijek nisu pronađeni. Međutim, vrlo je vjerovatno da su u nekim binarnim sistemima izvori rendgenske emisije crne rupe zvjezdanog porijekla. Ovo zračenje bi trebalo nastati kao rezultat atmosfere obične zvijezde koju usisava gravitacijsko polje susjedne rupe. Kako se gas kreće prema horizontu događaja, postaje veoma vruć i emituje kvante rendgenskih zraka. Najmanje dva tuceta izvora rendgenskih zraka sada se smatraju pogodnim kandidatima za ulogu crnih rupa. Štaviše, zvjezdane statistike sugeriraju da samo u našoj galaksiji postoji oko deset miliona rupa zvjezdanog porijekla.

Crne rupe se takođe mogu formirati tokom gravitacione kondenzacije materije u galaktičkim jezgrama. Tako nastaju gigantske rupe sa masom od miliona i milijardi solarnih masa, koje, po svoj prilici, postoje u mnogim galaksijama. Očigledno, u centru Mliječnog puta, skrivena oblacima prašine, postoji rupa s masom od 3-4 miliona solarnih masa.

Stephen Hawking je došao do zaključka da su se crne rupe proizvoljne mase mogle roditi odmah nakon Velikog praska, koji je doveo do našeg Univerzuma. Primarne rupe teške i do milijardu tona su već isparile, ali one teže se još mogu sakriti u dubinama svemira i s vremenom pokrenuti kosmički vatromet u vidu snažnih rafala gama zračenja. Međutim, takve eksplozije do sada nikada nisu primijećene.

Fabrika crnih rupa

Da li je moguće ubrzati čestice u akceleratoru do tako velike energije da njihov sudar stvara crnu rupu? Na prvi pogled, ova ideja je jednostavno luda - eksplozija rupe uništit će sav život na Zemlji. Štaviše, to je tehnički neizvodljivo. Ako je minimalna masa rupe zaista 22 mikrograma, onda je u energetskim jedinicama 10 28 elektron volti. Ovaj prag je 15 redova veličine veći od mogućnosti najmoćnijeg akceleratora na svijetu, Velikog hadronskog sudarača (LHC), koji će biti lansiran u CERN-u 2007. godine.

Međutim, moguće je da je standardna procjena minimalne mase rupe značajno precijenjena. U svakom slučaju, to kažu fizičari, razvijajući teoriju superstruna, koja uključuje kvantna teorija gravitacije (iako daleko od potpune). Prema ovoj teoriji, prostor nema tri dimenzije, već najmanje devet. Ne primjećujemo dodatne dimenzije jer su zapetljane na tako maloj skali da ih naši instrumenti ne percipiraju. Međutim, gravitacija je sveprisutna, ona prodire u skrivene dimenzije. U trodimenzionalnom prostoru, sila gravitacije je obrnuto proporcionalna kvadratu udaljenosti, a u deveto dimenzionalnom prostoru proporcionalna je osmoj potenciji. Stoga, u multidimenzionalnom svijetu, intenzitet gravitacionog polja raste mnogo brže kako se udaljenost smanjuje nego u trodimenzionalnom svijetu. U ovom slučaju, Planckova dužina se povećava mnogo puta, a minimalna masa rupe naglo opada.

Teorija struna predviđa da se crna rupa s masom od samo 10 -20 g može roditi u devetodimenzionalnom prostoru. Izračunata relativistička masa protona ubrzanih u Cern superakceleratoru je približno ista. Prema najoptimističnijem scenariju, moći će da proizvede jednu rupu svake sekunde, koja će živjeti oko 10 -26 sekundi. U procesu njegovog isparavanja rađaće se sve vrste elementarnih čestica koje neće biti teško registrovati. Nestanak rupe dovešće do oslobađanja energije, koja nije dovoljna ni za zagrevanje jednog mikrograma vode za hiljaditi deo stepena. Stoga postoji nada da će se LHC pretvoriti u fabriku bezopasnih crnih rupa. Ako su ovi modeli ispravni, tada će detektori orbitalnih kosmičkih zraka nove generacije moći detektirati takve rupe.

Sve navedeno se odnosi na stacionarne crne rupe. U međuvremenu, postoje i rotirajuće rupe koje imaju gomilu zanimljivih svojstava. rezultate teorijska analiza zračenje crne rupe dovelo je i do ozbiljnog preispitivanja koncepta entropije, što takođe zaslužuje posebnu raspravu. Više o tome u sljedećem broju.

Crna rupa nastaje kao rezultat kolapsa supermasivne zvijezde, čije jezgro ostaje bez "goriva" za nuklearna reakcija. Kako se jezgro kompresuje, temperatura jezgra raste, a fotoni sa energijom većom od 511 keV se sudaraju i formiraju parove elektron-pozitron, što dovodi do katastrofalnog pada pritiska i daljeg kolapsa zvezde pod uticajem njenog vlastitu gravitaciju.

Astrofizičar Ethan Siegel objavio je članak "Najveća crna rupa u poznatom svemiru", u kojem je prikupio informacije o masi crnih rupa u različitim galaksijama. Pitam se samo: gdje je najmasovniji od njih?

Budući da se najgušća jata zvijezda nalaze u centru galaksija, sada gotovo svaka galaksija u svom centru ima masivnu crnu rupu, nastalu spajanjem mnogih drugih. Na primjer, u centru Mliječnog puta nalazi se crna rupa čija je masa oko 0,1% naše galaksije, odnosno 4 miliona puta veća od mase Sunca.

Vrlo je lako utvrditi prisustvo crne rupe proučavanjem putanje zvijezda na koje djeluje gravitacija nevidljivog tijela.

Ali Mliječni put je relativno mala galaksija, koja nikako ne može imati najveću crnu rupu. Na primjer, nedaleko od nas u jatu Djevica nalazi se džinovska galaksija po imenu Messier 87 - ona je oko 200 puta veća od naše.

Dakle, iz centra ove galaksije izbija tok materije dug oko 5000 svjetlosnih godina (na slici). To je luda anomalija, piše Ethan Siegel, ali izgleda jako lijepo.

Naučnici vjeruju da samo crna rupa može objasniti takvu "erupciju" iz centra galaksije. Proračuni pokazuju da je masa ove crne rupe oko 1.500 puta veća od mase crne rupe u Mliječnom putu, odnosno otprilike 6,6 milijardi solarnih masa.

Ali gdje je najveća crna rupa u svemiru? Ako pretpostavimo da u centru gotovo svake galaksije postoji takav objekt s masom od 0,1% mase galaksije, onda moramo pronaći najmasovniju galaksiju. Na ovo pitanje mogu odgovoriti i naučnici.

Najmasivnija nam poznata galaksija je IC 1101 u centru jata Abell 2029, koje je 20 puta dalje od Mliječnog puta nego jata Djevica.

U IC 1101, udaljenost od centra do najudaljenije ivice je oko 2 miliona svjetlosnih godina. Njegova veličina je dvostruko veća od udaljenosti od Mliječnog puta do najbliže galaksije Andromeda. Masa je skoro jednaka masi cijelog klastera Djevice!

Ako postoji crna rupa u centru IC 1101 (a trebala bi biti), onda bi mogla biti najmasivnija u poznatom svemiru.

Ethan Siegel kaže da možda nije u pravu. Razlog je jedinstvena galaksija NGC 1277. Ovo nije previše velika galaksija, nešto manji od našeg. Ali analiza njene rotacije pokazala je nevjerovatan rezultat: crna rupa u centru ima 17 milijardi solarnih masa, a to je čak 17% ukupne mase galaksije. Ovo je rekord za omjer mase crne rupe i mase galaksije.

Postoji još jedan kandidat za ulogu najveće crne rupe u poznatom svemiru. On je prikazan na sledećoj fotografiji.

Čudan predmet OJ 287 naziva se blazar. Blazari su posebna klasa ekstragalaktičkih objekata, vrsta kvazara. Odlikuje ih veoma moćna emisija, koja u OJ 287 varira sa ciklusom od 11-12 godina (sa dvostrukim vrhom).

Prema astrofizičarima, OJ 287 sadrži supermasivnu centralnu crnu rupu, oko koje orbitira još jedna manja crna rupa. Sa 18 milijardi solarnih masa, centralna crna rupa je najveća poznata do sada.

Ovaj par crnih rupa bit će jedan od najboljih eksperimenata za testiranje opće teorije relativnosti, odnosno deformacije prostor-vremena opisane u Općoj relativnosti.

Zbog relativističkih efekata, perihel crne rupe, odnosno tačka njene orbite najbliže centralnoj crnoj rupi, treba da se pomeri za 39° po obrtaju! Poređenja radi, Merkurov perihel se pomerio za samo 43 lučne sekunde po veku.