Crne rupe su vjerovatno najveća misterija u poznatom svemiru!
Do sada znamo vrlo malo o njima, jer nam naša tehnologija još ne dozvoljava da detaljno proučavamo njihove karakteristike, uglavnom zato što su svi veoma udaljeni od našeg Sunčevog sistema.
Još jedan razlog zašto je tako teško proučavati crne rupe u svemiru, je da one ne emituju svjetlosne impulse kao zvijezde, naprotiv, njihovo moćno gravitacijsko polje je sposobno da apsorbuje čak i obližnju svjetlost, ali to je nešto što ćemo kasnije objasniti.
Međutim, od 1970. godine i zahvaljujući teorijama koje je predložio Stephen Hawkins o crnim rupama, uspjeli smo razumjeti mnogo više o njima, uključujući dokazive podatke o njihovom obliku, sastavu, procesu formiranja, pa čak i njihovom odnosu u promjenama vremenskog kontinuiteta.
Komete mogu biti jednako zanimljive kao i crne rupe! Ne propustite naš cijeli članak o dijelovi komete
Ali šta zapravo znamo o crnim rupama?
Ako ste ikada gledali film Christophera Nolana: Međuzvjezdani (2010) a ti si ostao bez da razumeš ništa, onda je to zato što još uvek ne znaš dovoljno crne rupe.
Kažem vam, film je zasnovan na Ajnštajnovoj teoriji opšte relativnosti, koja kaže da naš univerzum nema 3 dimenzije, već 4, pri čemu je vreme četvrta dimenzija u ravni realnosti.
Stoga, pravila univerzalne mehanike utiču na vreme, baš kao što su i na materiju, uključujući i svetlost.
Na taj način vrijeme ne bi bilo univerzalna konstanta, već dimenzija koja se može deformirati, rastegnuti ili skupljati poput elastične trake, prema zakonima fizike, kao što je gravitacija.
Zainteresovani ste da saznate više o crnim rupama u svemiru?
Onda nemojte prestati da čitate ovaj članak do kraja, jer vam objašnjavamo sve što treba da znate o ovoj zanimljivoj temi, kako se sledeći put kada budete videli Interstellar, ne biste se osećali bukvalno izgubljeni u svemiru.
Šta su crne rupe?
Crne rupe zapravo nisu rupe, jeste li znali to?
U stvari, prema teoremi od Hawkins i Ellis Od 1970. godine vjeruje se da su crne rupe sferoidnog oblika zbog privlačenja vlastite mase prema svom centru, zbog djelovanja vlastite gravitacije. Ista stvar koja se dešava sa zvijezdama, ali na skali milion puta većoj.
Crne rupe su tačka u svemiru, sastavljena od klastera izuzetno guste mase, koja generiše gravitacionu silu toliko moćnu da je sposobna da stvori zakrivljenost u kontinuitetu prostor-vremena.
Gravitaciono polje crnih rupa je tako jako, da nijedna čestica materije ne može izbjeći deformaciju ako se previše približi. Zapravo, privlačnost je toliko moćna da je sposobna apsorbirati čestice fotona koje formiraju zrake sunčeve svjetlosti.
Tako je, zovu se crne rupe jer su sposobne doslovno progutati svjetlost oko sebe.
Koliko su guste crne rupe?
Fizička karakteristika koja daje supermasivne crne rupe njihova gravitaciona i termička svojstva, je ekstremna gustoća materije koju sadrže u relativno malom prostoru prostora.
Da bi količina materije koja čini našu zvijezdu postala crna rupa, morala bi se savijati u sebe na ekstreman način, sabijajući sve svoje čestice s veličine od 1.300 miliona kilometara. na prostor prečnika ne većeg od 2 kilometra.
Dakle, Sunce bi moralo da smanji svoju veličinu skoro 900.000 puta, ali bez trošenja materije koja ga čini.
Prostorno-vremenska zakrivljenost
Jeste li se ikada zapitali kako je crna rupa sposobna da uspori vrijeme?
Da li ste se setili Gargantua en međuzvjezdani?
U filmu, svemirski brod izdržljivost je prinuđen da se zaustavi radi prikupljanja podataka o perspektivi života u planeta miller, koji slučajno kruži vrlo blizu a supermasivna crna rupa pod nazivom Gargantua.
Zbog toga se posada suočava sa astrofizičkom dilemom: zbog blizine Gargantue, vrijeme na planeti teče mnogo sporije nego na Zemlji, pa bi misija potrage, koja bi za njih trajala nekoliko sati, na Zemlji značila nekoliko godine.
Ali kako je to moguće?
Ako vam se to čini čudnim konceptom, to je zato što smo navikli da vrijeme posmatramo kao nepromjenjivu konstantu svemira, u osnovi zato što nemamo nikakvo oruđe koje ga može deformirati, kao što imamo s drugim ravnima stvarnosti.
Međutim, teorija opšte relativnosti, koju je predložio Albert Ajnštajn 1915. godine, sugeriše da je vreme dimenzija stvarnosti koja se proteže preko X i Y ravni (dimenzija širine i dužine).
Stoga, ako tijelo s masom izvrši djelovanje na ravni stvarnosti, ono će stvoriti varijablu dimenzije Z (dubina) koja može deformirati prve dvije i, prema tome, može to učiniti i tokom vremena.
Pogledajmo to ovako:
Zamislite da raširite komad tkanine, stvarajući ravan prostor (dimenzije X i Y); a na krpu ispustiš loptu. Djelovanje težine lopte na tkaninu će stvoriti konkavnu donju stranu ravnine.
Ovaj efekat je u astrofizici poznat kao Zakrivljenost prostor-vremena.
Sada, prema pravilima fizike, što je teži predmet koji je postavljen na ravan, to je izraženije njegovo djelovanje na njega, a samim tim i dublja zakrivljenost.
Upravo to se dešava sa crne rupe i krivo vrijeme.
Kada se komprimiraju do granice, crne rupe postaju nevjerovatno gusti objekti - a samim tim i teške -, tako da je djelovanje koje vrše na X i Y ravninama zaista ekstremno.
Zakrivljenost uzrokovana crnim rupama je toliko jaka da ne dozvoljava materiji koja ulazi da pobjegne, što uzrokuje prostorno-vremensku singularnost koju poznajemo kao Event Horizon.
Zakrivljenost koju stvaraju crne rupe je toliko "duboka", a njihova gravitaciona privlačnost toliko moćna da usisavaju sve što im se približi, stoga se nalaze u krivudavom vrtlogu prostora koji proizvodi Gargantua, planeta mlinar doživljavao je iskrivljenje u svom vremenskom kontinuumu, usporavajući ga tako što je morao ući u Gargantuin Horizont događaja.
Zapravo, tačna brojka je svaki sat proveden u njemu mlinar To je bilo ekvivalentno 7 zemaljskih godina.
Zanimljiva je činjenica da su valovi visoki 1 km koji pokrivaju cijelu površinu Miller, Oni bi se takođe objasnili kao efekat gravitacione moći koju vrši crna rupa na planeti.
Kako nastaju crne rupe?
Moglo bi se reći da su crne rupe ostaci koje zvijezde ostavljaju nakon što umru.
Do prije nekoliko decenija vjerovalo se da su crne rupe nastale u ranim fazama svemira i da se ovaj fenomen više neće ponoviti.
Međutim, studija Istorija vremena: od Velikog praska do crnih rupa, kreiran u saradnji Hawkingsa, Oppenheimera i Rogera Penrosea, pokazao je da crne rupe nastaju u procesu tzv. gravitacioni kolaps.
Da bismo razumjeli gravitacijski kolaps koji ustupa mjesto formiranju crnih rupa, moramo se malo vratiti, na proces smrti zvijezda.
kada do jednog Žuta zvijezda (kao naše sunce) iscrpljuje svoje rezerve vodika, počinje sagorevati čestice helija na svojoj površini, u mnogo intenzivnijem procesu nuklearne fuzije. Kako se ovaj proces nastavlja, zvijezda, koja se približava svojoj posljednjoj fazi života, može se povećati i do 300 puta od svoje veličine i promijeniti svoju boju, postajući Zvezda Crvena Giant.
Trošeći svo gorivo na svojoj površini, procesi nuklearne fuzije će se zaustaviti, a bez ikakvog procesa koji bi se suprotstavio sili vlastite gravitacije, sve njegove čestice će početi da se vuku prema vlastitom jezgru, ponovo smanjujući njegovu veličinu i stvarajući ono što znamo kao a Zvijezda bijelog patuljkamrtva zvezda
Međutim, velika količina mase zvijezde može dovesti do toga da se ovaj proces dovede do ekstrema, komprimirajući Bijelog patuljka izvan njegovih vlastitih granica i stvarajući tijelo sa još više koncentrisane mase u nevjerovatno malom prostoru.
To je kao da pokušavate da savijete naše sunce dovoljno da ga stavite u prtljažnik vašeg vozila.
Ovaj posljednji korak čini rezultirajuće gravitacijsko polje toliko moćnim da počinje gutati vlastitu svjetlost, koja završava pretvoriti zvijezdu u crnu rupu.
vrste crnih rupa
Postoje drugacije vrste crnih rupa a oni su klasifikovani prema njihovoj veličini i količini mase koju sadrže.
supermasivna crna rupa
Supermasivne crne rupe su vjerovatno najveće i najmoćnije. Oni mogu sadržavati nekoliko miliona puta veću masu od našeg Sunca u prostoru koji je samo 2 ili 3 puta veći, što ih također čini vrlo moćnim.
Uobičajeno je pronaći supermasivne crne rupe koje dominiraju centrima mnogih velikih galaksija, posebno eliptičnih galaksija. Jasan primjer se može naći kod kuće, budući da se Mliječni put vrti okolo Strijelac A, zaista ogromna supermasivna crna rupa veličine oko 120 AJ.
Crne rupe srednje mase
Oni su sljedeći na ljestvici po svojoj masi. Manje su guste od supermasivnih crnih rupa, ali su i dalje zaista impresivne.
Crne rupe sa ekvivalentnom masom između 100 i 1.000.000 solarnih masa spadaju u ovu klasifikaciju.
crne rupe zvjezdane mase
Oni su prilično česti i sa planete Zemlje mogli smo da uočimo nekoliko crnih rupa koje se uklapaju u ovu klasifikaciju.
Crne rupe zvjezdane mase sadrže između 30 i 70 solarnih masa u svojoj unutrašnjosti. Nastaju gravitacionim kolapsom masivnih zvijezda, poznatih u astrofizici kao Supernove.
mikro crne rupe
Mikro crne rupe su kategorija ove klasifikacije, međutim, one ostaju hipoteza.
Prema rečima Hawkinsova teorija Što se tiče crnih rupa, ove mikro crne rupe bi sadržavale iznenađujuće količine materije u izuzetno malom prostoru, tako da bi materija unutar njih mogla biti vođena pravilima kvantne fizike.
Jedna od misija velikog hadronskog sudarača u CERN-u je stvaranje elemenata za formiranje umjetne mikro crne rupe, gdje bi se moglo testirati nekoliko teorija o kvantnoj fizici ili, na kraju, izolovati čestica. Crna materija.