ब्लॅक होल्स: आपल्या विश्वाचे सर्वात मोठे रहस्य

कृष्णविवर हे कदाचित ज्ञात विश्वातील सर्वात मोठे रहस्य आहे!

आत्तापर्यंत आपल्याला त्यांच्याबद्दल फारच कमी माहिती आहे, कारण आपले तंत्रज्ञान अद्याप आपल्याला त्यांच्या वैशिष्ट्यांचा सखोल अभ्यास करू देत नाही, मुख्यत्वेकरून ते सर्व आपल्या सौरमालेपासून खूप दूर आहेत.

अभ्यास करणे इतके अवघड का दुसरे कारण विश्वातील कृष्णविवर, हे आहे की हे ताऱ्यांप्रमाणे प्रकाश डाळी उत्सर्जित करत नाहीत, त्याउलट, त्यांचे शक्तिशाली गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र जवळपासचा प्रकाश देखील शोषण्यास सक्षम आहे, परंतु हे असे काहीतरी आहे जे आपण नंतर स्पष्ट करू.

तथापि, 1970 पासून आणि द्वारे प्रस्तावित सिद्धांत धन्यवाद स्टीफन हॉकिन्स कृष्णविवरांबद्दल, आम्‍ही त्‍यांच्‍या आकार, रचना, निर्मिती प्रक्रिया आणि तात्‍कालिक सातत्‍याच्‍या बदलांमध्‍ये असलेल्‍या संबंधांबद्दल प्रात्यक्षिक डेटासह त्‍यांच्‍याबद्दल बरेच काही समजण्‍यात सक्षम झालो आहोत.

धूमकेतू कृष्णविवरांइतकेच मनोरंजक असू शकतात! आमचा पूर्ण लेख चुकवू नका धूमकेतूचे भाग

पण आपल्याला कृष्णविवरांबद्दल खरोखर काय माहित आहे?

जर तुम्ही कधी ख्रिस्तोफर नोलन चित्रपट पाहिला असेल: इंटरस्टेलर (२०१)) आणि तुम्हाला काहीही समजल्याशिवाय सोडले आहे, मग याचे कारण आहे की तुम्हाला अद्याप याबद्दल पुरेशी माहिती नाही ब्लॅक होल

मी तुम्हाला सांगतो, हा चित्रपट आइन्स्टाइनच्या सामान्य सापेक्षतेच्या सिद्धांतावर आधारित आहे, ज्यामध्ये असे म्हटले आहे की आपल्या विश्वाला 3 आयाम नाहीत, तर 4 आहेत, वास्तविकतेच्या समतलातील चौथे परिमाण आहे. 

म्हणून, सार्वभौमिक यांत्रिकींचे नियम वेळेवर परिणाम करतात, जसे ते प्रकाशासह महत्त्वाचे असतात. 

अशा प्रकारे, काळ हा सार्वत्रिक स्थिरांक नसून, भौतिकशास्त्राच्या नियमांनुसार, लवचिक बँडप्रमाणे विकृत, ताणलेला किंवा आकुंचन पावणारा आकारमान असेल. गुरुत्व

अंतराळातील कृष्णविवरांबद्दल अधिक जाणून घेण्यात स्वारस्य आहे?

मग शेवटपर्यंत हा लेख वाचणे थांबवू नका, कारण आम्ही तुम्हाला या मनोरंजक विषयाबद्दल जाणून घेण्यासाठी आवश्यक असलेल्या सर्व गोष्टी समजावून सांगतो, जेणेकरून पुढच्या वेळी तुम्ही इंटरस्टेलर पहाल तेव्हा तुम्हाला अक्षरशः अंतराळात हरवल्यासारखे वाटणार नाही.

ब्लॅक होल म्हणजे काय?

कृष्णविवर हे खरेच छिद्र नसतात, हे तुम्हाला माहीत आहे का?

खरं तर, च्या प्रमेयानुसार हॉकिन्स आणि एलिस 1970 पासून, कृष्णविवर त्यांच्या स्वतःच्या गुरुत्वाकर्षणाच्या क्रियेमुळे त्यांच्या केंद्राकडे त्यांच्या स्वतःच्या वस्तुमानाच्या आकर्षणामुळे गोलाकार आकाराचे असल्याचे मानले जाते. तीच गोष्ट जी ताऱ्यांसोबत घडते, परंतु लाखो पटीने जास्त असते.

ब्लॅक होल हे अंतराळातील एक बिंदू आहेत, जे अत्यंत दाट वस्तुमानाच्या क्लस्टरने बनलेले आहेत, जे इतके शक्तिशाली गुरुत्वाकर्षण शक्ती निर्माण करते की ते अवकाश-काळाच्या सातत्यांमध्ये वक्रता निर्माण करण्यास सक्षम आहे.

कृष्णविवरांचे गुरुत्वीय क्षेत्र खूप मजबूत आहे, की पदार्थाचा कोणताही कण जर खूप जवळ आला तर तो विकृतीपासून वाचू शकत नाही. खरं तर, आकर्षण इतके शक्तिशाली आहे की ते सूर्यप्रकाशाचे किरण तयार करणारे फोटॉन कण शोषून घेण्यास सक्षम आहे.

ते बरोबर आहे, त्यांना ब्लॅक होल म्हणतात कारण ते त्यांच्या सभोवतालचा प्रकाश अक्षरशः गिळण्यास सक्षम असतात.

कृष्णविवर किती दाट आहेत?

शारीरिक वैशिष्ट्य जे देते सुपरमासिव्ह ब्लॅक होल त्यांचे गुरुत्वाकर्षण आणि थर्मल गुणधर्म, अंतराळाच्या तुलनेने लहान भागात असलेल्या पदार्थाची अत्यंत घनता आहे. 

खगोलीय पिंड (किंवा इतर कोणत्याही वस्तू) च्या पदार्थाची घनता दिलेल्या जागेच्या मर्यादेत जमा होणाऱ्या पदार्थ कणांच्या संख्येशी संबंधित आहे. लहान जागेत कणांची संख्या जितकी जास्त असेल तितकी शरीराची घनता जास्त असेल.

कृष्णविवर बनण्यासाठी आपला स्वतःचा तारा बनवणार्‍या पदार्थाच्या प्रमाणासाठी, 1.300 दशलक्ष किलोमीटरच्या आकारापासून त्याचे सर्व कण संकुचित करून, त्याला अत्यंत मार्गाने स्वतःवर दुमडणे आवश्यक आहे. 2 किलोमीटरपेक्षा जास्त व्यास नसलेल्या जागेवर.

त्यामुळे, सूर्याला त्याचा आकार जवळजवळ 900.000 पट कमी करावा लागेल, परंतु ते बनवणारी कोणतीही गोष्ट वाया न घालवता.

स्पेस-टाइम वक्रता

ब्लॅक होल वेळ कमी करण्यास सक्षम कसा आहे याचा तुम्ही कधी विचार केला आहे का?

तुला आठवले गर्गंटुआ en interstellar?

चित्रपटात स्पेसशिप सहनशक्ती मधील जीवनाच्या दृष्टीकोनातील डेटा गोळा करण्यासाठी थांबण्यास भाग पाडले जाते मिलर ग्रह, जे योगायोगाने a च्या अगदी जवळ परिभ्रमण करते सुपरमासिव्ह ब्लॅक होल Gargantua म्हणतात.

यामुळे, क्रूला खगोल-भौतिकीय कोंडीचा सामना करावा लागतो: गारगंटुआच्या जवळ असल्यामुळे, पृथ्वीच्या तुलनेत ग्रहावर वेळ खूप कमी होतो, म्हणून शोध मोहीम, ज्यासाठी त्यांच्यासाठी काही तास लागतील, पृथ्वीवर याचा अर्थ अनेक असेल. वर्षे

पण हे कसं शक्य आहे?

जर तुम्हाला ही एक विचित्र संकल्पना वाटत असेल, तर ते असे आहे कारण आम्हाला वेळेला विश्वाचा एक अपरिवर्तनीय स्थिरांक मानण्याची सवय आहे, मुळात आमच्याकडे असे कोणतेही साधन नाही जे ते विकृत करू शकेल, जसे की वास्तविकतेच्या इतर विमानांप्रमाणे.

तथापि, 1915 मध्ये अल्बर्ट आइन्स्टाईनने मांडलेला जनरल रिलेटिव्हिटीचा सिद्धांत सूचित करतो की वेळ हा वास्तविकतेचा एक परिमाण आहे जो X आणि Y समतलांवर (रुंदी आणि लांबीची परिमाणे) विस्तारतो. 

म्हणून, वस्तुमान असलेल्या शरीराने वास्तविकतेच्या पटलावर क्रिया केल्यास, ते परिमाण Z (खोली) चे व्हेरिएबल तयार करेल जे पहिल्या दोनांना विकृत करू शकते आणि म्हणूनच, कालांतराने ते देखील करू शकते.

चला या प्रकारे पाहू: 

अशी कल्पना करा की तुम्ही कापडाचा तुकडा पसरवून एक सपाट जागा तयार केली आहे (परिमाणे X आणि Y); आणि कापडावर तुम्ही एक बॉल टाकता. फॅब्रिकवरील बॉलच्या वजनाच्या कृतीमुळे विमानाच्या खाली एक अवतल तयार होईल. 

हा परिणाम खगोल भौतिकशास्त्रात म्हणून ओळखला जातो स्पेस-टाइमची वक्रता.

आता, भौतिकशास्त्राच्या नियमांमुळे, विमानावर ठेवलेली वस्तू जितकी जड असेल तितकी त्यावर तिची क्रिया अधिक चिन्हांकित होईल आणि त्यामुळे वक्रता अधिक खोल असेल.

बरोबर हेच घडते कृष्णविवर आणि वक्र वेळ. 

मर्यादेपर्यंत संकुचित केल्यावर, कृष्णविवर आश्चर्यकारकपणे दाट वस्तू बनतात - आणि म्हणून जड-, म्हणून ते X आणि Y विमानांवर जी क्रिया करतात ती खरोखरच अत्यंत असते.

कृष्णविवरांमुळे होणारी वक्रता इतकी मजबूत असते की ते आत प्रवेश करणार्‍या पदार्थाला बाहेर पडू देत नाही, यामुळे स्पेस-टाइम सिंग्युलॅरिटी निर्माण होते ज्याला आपण ओळखतो. इव्हेंट होरायझन.

कृष्णविवरांमुळे निर्माण होणारी वक्रता इतकी "खोल" असते आणि त्यांचे गुरुत्वाकर्षण आकर्षण इतके शक्तिशाली असते की ते त्यांच्या जवळ येणार्‍या प्रत्येक गोष्टीला शोषून घेतात. गर्गंटुआ, ग्रह मिलर गार्गंटुआच्या इव्हेंट होरायझनमध्ये प्रवेश केल्याने त्याला त्याच्या वेळेच्या सातत्यपूर्ण तानाचा अनुभव येत होता.

खरं तर, तंतोतंत आकडा असा आहे की प्रत्येक तासात घालवला मिलर ते 7 पृथ्वी वर्षांच्या बरोबरीचे होते.

एक जिज्ञासू वस्तुस्थिती म्हणून, 1 किमी उंच लाटा ज्या संपूर्ण पृष्ठभाग व्यापतात मिलर, ग्रहावरील कृष्णविवरामुळे गुरुत्वाकर्षण शक्तीचा परिणाम म्हणूनही ते स्पष्ट केले जातील.

कृष्णविवर कसे तयार होतात?

असे म्हणता येईल की कृष्णविवर हे तारे मेल्यानंतर त्यांच्या मागे राहिलेले अवशेष आहेत. 

काही दशकांपूर्वीपर्यंत असे मानले जात होते की विश्वाच्या सुरुवातीच्या काळात कृष्णविवरे तयार होतात आणि या घटनेची पुनरावृत्ती होणार नाही. 

तथापि, अभ्यास काळाचा इतिहास: बिग बँग ते कृष्णविवर, हॉकिंग्ज, ओपेनहाइमर आणि रॉजर पेनरोज यांच्या सहकार्याने तयार करण्यात आलेले दाखवून दिले की कृष्णविवर नावाच्या प्रक्रियेत तयार होतात. गुरुत्वाकर्षण संकुचित. 

कृष्णविवरांच्या निर्मितीला मार्ग देणारी गुरुत्वाकर्षण संकुचित समजण्यासाठी, आपल्याला ताऱ्यांच्या मृत्यूच्या प्रक्रियेकडे थोडे मागे जावे लागेल.

कधी एक पिवळा तारा (आपल्या सूर्याप्रमाणे) त्याचा हायड्रोजनचा साठा कमी होतो, तो त्याच्या पृष्ठभागावरील हेलियम कण जाळण्यास सुरुवात करतो, अधिक तीव्र आण्विक संलयन प्रक्रियेत. ही प्रक्रिया चालू राहिल्याने, आयुष्याच्या शेवटच्या टप्प्यावर येत असलेला तारा त्याच्या आकारमानाच्या 300 पटीने वाढू शकतो आणि त्याचा रंग बदलू शकतो. रेड जायंट स्टार.

त्याच्या पृष्ठभागावरील सर्व इंधन वापरून, आण्विक संलयन प्रक्रिया थांबेल आणि त्याच्या स्वतःच्या गुरुत्वाकर्षणाच्या शक्तीचा प्रतिकार करण्याची कोणतीही प्रक्रिया न करता, त्याचे सर्व कण त्याच्या स्वतःच्या गाभ्याकडे खेचले जातील, पुन्हा एकदा त्याचा आकार कमी करेल आणि काय निर्माण करेल. आम्ही a म्हणून ओळखतो पांढरा बटू ताराएक मृत तारा

तथापि, तार्‍याच्या मोठ्या प्रमाणावरील वस्तुमानामुळे ही प्रक्रिया टोकापर्यंत नेली जाऊ शकते, पांढर्‍या बौनाला स्वतःच्या मर्यादेपलीकडे संकुचित करते आणि आश्चर्यकारकपणे लहान जागेत आणखी एकाग्र वस्तुमान असलेले शरीर तयार करते.

हे आपल्या सूर्याला आपल्या वाहनाच्या ट्रंकमध्ये ठेवण्यासाठी पुरेसे वाकण्याचा प्रयत्न करण्यासारखे आहे. 

ही शेवटची पायरी परिणामी गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र इतके शक्तिशाली बनवते की ते स्वतःचा प्रकाश गिळण्यास सुरवात करते, जे संपते ताऱ्याला ब्लॅक होलमध्ये बदला.

ब्लॅक होलचे प्रकार

वेगवेगळे आहेत ब्लॅक होलचे प्रकार आणि ते त्यांच्या आकारमानानुसार आणि त्यात असलेल्या वस्तुमानानुसार वर्गीकृत केले जातात.

सुपरमासिव्ह ब्लॅक होल

सुपरमॅसिव्ह ब्लॅक होल हे निर्विवादपणे सर्वात मोठे आणि सर्वात शक्तिशाली आहेत. यामध्ये केवळ 2 किंवा 3 पट मोठ्या जागेत आपल्या सूर्याच्या अनेक दशलक्ष पटींनी वस्तुमान असू शकते, जे त्यांना खूप शक्तिशाली बनवते.

बर्‍याच मोठ्या आकाशगंगांच्या केंद्रांवर, विशेषत: लंबवर्तुळाकार आकाशगंगांच्या केंद्रांवर वर्चस्व गाजवणारी सुपरमॅसिव्ह कृष्णविवरे शोधणे सामान्य आहे. आकाशगंगा भोवती फिरत असल्याने याचे स्पष्ट उदाहरण घरबसल्या पाहायला मिळते धनु ए, सुमारे 120 AU मोजणारे खरोखरच प्रचंड सुपरमॅसिव्ह ब्लॅक होल.

मध्यवर्ती-वस्तुमान कृष्णविवर

ते त्यांच्या वस्तुमानानुसार स्केलवर पुढील आहेत. ते सुपरमासिव्ह ब्लॅक होलपेक्षा कमी दाट आहेत, परंतु तरीही ते खरोखर प्रभावी आहेत.

100 ते 1.000.000 सौर वस्तुमानाच्या समतुल्य वस्तुमान असलेले ब्लॅक होल या वर्गीकरणात येतात.

तारकीय वस्तुमान कृष्णविवर

ते अगदी सामान्य आहेत आणि पृथ्वी ग्रहावरून आम्ही या वर्गीकरणात बसणारी अनेक कृष्णविवरे पाहण्यास सक्षम आहोत.

तारकीय-वस्तुमान कृष्णविवरांमध्ये त्यांच्या आतील भागात 30 ते 70 सौर वस्तुमान असतात. हे विशाल ताऱ्यांच्या गुरुत्वाकर्षणाच्या संकुचिततेतून तयार होतात, ज्याला खगोल भौतिकशास्त्रात म्हणून ओळखले जाते सुपरनोव्हा.

सूक्ष्म कृष्णविवरे

सूक्ष्म कृष्णविवर या वर्गीकरणाची एक श्रेणी आहेत, तथापि, ते एक गृहितक राहतात.

मते हॉकिन्स सिद्धांत कृष्णविवरांबद्दल, या सूक्ष्म कृष्णविवरांमध्ये अत्यंत लहान जागेत आश्चर्यकारक प्रमाणात पदार्थ असतील, त्यामुळे त्यांच्यातील पदार्थ क्वांटम भौतिकशास्त्राच्या नियमांद्वारे नियंत्रित केले जाऊ शकतात.

CERN मधील लार्ज हॅड्रॉन कोलायडरच्या मोहिमांपैकी एक म्हणजे कृत्रिम सूक्ष्म ब्लॅक होल तयार करण्यासाठी घटक तयार करणे, जेथे क्वांटम भौतिकशास्त्राविषयी अनेक सिद्धांत तपासले जाऊ शकतात किंवा शेवटी, कण वेगळे केले जाऊ शकतात. गडद पदार्थ