Vrimat e zeza janë ndoshta misteri më i madh në universin e njohur!
Deri më tani ne dimë shumë pak për to, sepse teknologjia jonë nuk na lejon ende të studiojmë karakteristikat e tyre në thellësi, kryesisht sepse janë të gjitha shumë larg nga sistemi ynë diellor.
Një arsye tjetër pse është kaq e vështirë për të studiuar vrimat e zeza në univers, është se këta nuk lëshojnë impulse drite si yjet, përkundrazi, fusha e tyre e fuqishme gravitacionale është e aftë të thithë edhe dritën e afërt, por kjo është diçka që do ta shpjegojmë më vonë.
Megjithatë, nga viti 1970 dhe falë teorive të propozuara nga Stephen Hawkins në lidhje me vrimat e zeza, ne kemi qenë në gjendje të kuptojmë shumë më tepër rreth tyre, duke përfshirë të dhëna të demonstrueshme për formën, përbërjen, procesin e formimit dhe madje edhe marrëdhënien e tyre në ndryshimet e vazhdimësisë kohore.
Kometat mund të jenë po aq interesante sa vrimat e zeza! Mos e humbisni artikullin tonë të plotë në pjesët e një komete
Por çfarë dimë në të vërtetë për vrimat e zeza?
Nëse e keni parë ndonjëherë filmin e Christopher Nolan: Ndëryjor (2010) dhe ke mbetur pa kuptuar asgje fare, atehere kjo ndodh sepse akoma nuk e di sa duhet vrimat e zeza.
Po ju them, filmi bazohet në teorinë e relativitetit të përgjithshëm të Ajnshtajnit, i cili thotë se universi ynë nuk ka 3 dimensione, por 4, me kohën që është dimensioni i katërt në rrafshin e realitetit.
Prandaj, rregullat e mekanikës universale ndikojnë në kohë, ashtu siç kanë rëndësi, duke përfshirë dritën.
Në këtë mënyrë, koha nuk do të ishte një konstante universale, por një dimension që mund të deformohet, shtrihet ose tkurret si një brez elastik, sipas ligjeve të fizikës, si p.sh. varrezat
Jeni të interesuar të mësoni më shumë rreth vrimave të zeza në hapësirë?
Atëherë mos ndaloni së lexuari këtë artikull deri në fund, sepse ne shpjegojmë gjithçka që duhet të dini për këtë temë interesante, në mënyrë që herën tjetër që të shihni Interstellar, të mos ndiheni fjalë për fjalë të humbur në hapësirë.
Çfarë janë vrimat e zeza?
Vrimat e zeza nuk janë vërtet vrima, a e dini këtë?
Në fakt, sipas teoremës së Hawkins dhe Ellis Që nga viti 1970, vrimat e zeza besohet se janë në formë sferoide për shkak të tërheqjes së masës së tyre drejt qendrës së tyre, për shkak të veprimit të gravitetit të tyre. E njëjta gjë që ndodh me yjet, por në një shkallë miliona herë më të lartë.
Vrimat e zeza janë një pikë në hapësirë, e përbërë nga një grup me masë jashtëzakonisht të dendur, e cila gjeneron një forcë gravitacionale aq të fuqishme sa është e aftë të krijojë një lakim në vazhdimësinë e hapësirë-kohës.
Fusha gravitacionale e vrimave të zeza është kaq e fortë, se asnjë grimcë e materies nuk është në gjendje t'i shpëtojë deformimit nëse afrohet shumë. Në fakt, tërheqja është aq e fuqishme sa është në gjendje të thithë grimcat e fotonit që formojnë rrezet e diellit.
Kjo është e drejtë, ato quhen vrima të zeza sepse janë të afta të gëlltisin fjalë për fjalë dritën rreth tyre.
Sa të dendura janë vrimat e zeza?
Karakteristika fizike që i jep vrimat e zeza supermasive vetitë e tyre gravitacionale dhe termike, është dendësia ekstreme e materies që ato përmbajnë në një zonë relativisht të vogël të hapësirës.
Që sasia e materies që përbën yllin tonë të bëhet një vrimë e zezë, do të duhej të paloset në vetvete në një mënyrë ekstreme, duke ngjeshur të gjitha grimcat e saj nga një madhësi prej 1.300 milionë kilometrash. në një hapësirë jo më të madhe se 2 kilometra në diametër.
Prandaj, diellit do t'i duhet të zvogëlojë madhësinë e tij pothuajse 900.000 herë, por pa humbur asnjë nga materiet që e përbëjnë atë.
Lakim Hapësirë-Kohë
A keni menduar ndonjëherë se si një vrimë e zezë është në gjendje të ngadalësojë kohën?
A ju kujtua Gargantua en Ndëryjor?
Në film, anija kozmike Durim është i detyruar të bëjë një ndalesë për të mbledhur të dhëna për perspektivën e jetës në planeti miller, i cili rastësisht rrotullohet shumë afër a vrima e zezë supermasive i quajtur Gargantua.
Për shkak të kësaj, ekuipazhi përballet me një dilemë astrofizike: për shkak të afërsisë me Gargantua, koha kalon shumë më ngadalë në planet sesa në Tokë, kështu që misioni i kërkimit, i cili për ta do të zgjaste disa orë, në Tokë do të thoshte disa vjet.
Por si është e mundur kjo?
Nëse ju duket një koncept i çuditshëm, kjo ndodh sepse jemi mësuar ta konsiderojmë kohën si një konstante të pandryshueshme të universit, në thelb sepse nuk kemi asnjë mjet që mund ta deformojë atë, siç bëjmë me rrafshet e tjera të realitetit.
Megjithatë, teoria e Relativitetit të Përgjithshëm, e propozuar nga Albert Ajnshtajni në 1915, sugjeron se koha është një dimension i realitetit që shtrihet mbi planet X dhe Y (dimensionet e gjerësisë dhe gjatësisë).
Prandaj, nëse një trup me masë ushtron një veprim në rrafshin e realitetit, ai do të krijojë një ndryshore të dimensionit Z (thellësia) që mund të deformojë dy të parat dhe, për rrjedhojë, mund ta bëjë këtë edhe me kalimin e kohës.
Le ta shohim në këtë mënyrë:
Imagjinoni që keni shtrirë një copë leckë, duke krijuar një hapësirë të sheshtë (dimensionet X dhe Y); dhe mbi leckë ju lëshoni një top. Veprimi i peshës së topit në pëlhurë do të krijojë një pjesë të poshtme konkave të avionit.
Ky efekt njihet si në astrofizikë Lakim i hapësirë-kohës.
Tani, për shkak të rregullave të fizikës, sa më i rëndë të jetë objekti që vendoset në aeroplan, aq më i theksuar është veprimi i tij në të, dhe për rrjedhojë aq më e thellë do të ishte lakimi.
Kjo është pikërisht ajo që ndodh me vrimat e zeza dhe koha e lakuar.
Kur ngjeshen deri në kufi, vrimat e zeza bëhen objekte tepër të dendura - dhe për këtë arsye të rënda -, kështu që veprimi që ato ushtrojnë në aeroplanët X dhe Y është vërtet ekstrem.
Lakimi i shkaktuar nga vrimat e zeza është aq i fortë sa nuk lejon që lënda që hyn të ikë, kjo shkakton një singularitet hapësirë-kohë që ne e njohim si Horizonti i ngjarjeve.
Lakimi që krijojnë vrimat e zeza është aq "i thellë" dhe tërheqja e tyre gravitacionale aq e fuqishme saqë ato thithin gjithçka që u vjen pranë, prandaj, duke qenë në vorbullën deformuese të hapësirës të prodhuar nga Gargantua, planeti Mullixhi ai po përjetonte një deformim në vazhdimësinë e tij kohore, duke e ngadalësuar atë duke u detyruar të hynte në Horizontin e Ngjarjeve të Gargantuas.
Në fakt, shifra e saktë është se çdo orë e kaluar në Mullixhi Ishte e barabartë me 7 vjet Tokë.
Si një fakt kurioz, dallgët 1 km të larta që mbulojnë të gjithë sipërfaqen e Miller, Ato do të shpjegoheshin gjithashtu si një efekt i fuqisë gravitacionale të ushtruar nga vrima e zezë në planet.
Si formohen vrimat e zeza?
Vrimat e zeza mund të thuhet se janë mbetjet e lëna pas nga yjet pasi vdesin.
Deri nja dy dekada më parë, besohej se vrimat e zeza u formuan në fazat e hershme të universit dhe se ky fenomen nuk do të ishte përsëritur.
Megjithatë, studimi Historia e kohës: nga Big Bengu te vrimat e zeza, krijuar në bashkëpunim nga Hawkings, Oppenheimer dhe Roger Penrose, treguan se vrimat e zeza krijohen në një proces të quajtur kolapsi gravitacional.
Për të kuptuar kolapsin gravitacional që i hap rrugën formimit të vrimave të zeza, duhet të kthehemi pak prapa, te procesi i vdekjes së yjeve.
kur në një Yll i verdhë (si dielli ynë) i varfëron rezervat e tij të hidrogjenit, ai fillon të djegë grimcat e heliumit në sipërfaqen e tij, në një proces shumë më intensiv të shkrirjes bërthamore. Ndërsa ky proces vazhdon, ylli, i cili po i afrohet fazës së fundit të jetës, mund të rritet deri në 300 herë në madhësinë e tij dhe të ndryshojë ngjyrën e tij, duke u bërë një Ylli i Gjigantit të Kuq.
Duke konsumuar të gjithë lëndën djegëse në sipërfaqen e saj, proceset e shkrirjes bërthamore do të ndalen dhe pa ndonjë proces për të kundërshtuar forcën e gravitetit të saj, të gjitha grimcat e saj do të fillojnë të tërhiqen drejt bërthamës së saj, duke zvogëluar përsëri madhësinë e saj dhe duke krijuar atë që ne e dimë si një Ylli i Xhuxhit të Bardhënjë yll i vdekur
Megjithatë, sasia e madhe e masës së një ylli mund të bëjë që ky proces të çohet në një ekstrem, duke kompresuar Xhuxhin e Bardhë përtej kufijve të tij dhe duke krijuar një trup me masë edhe më të përqendruar në një hapësirë tepër të vogël.
Është njësoj si të përpiqesh të përkulësh diellin tonë aq sa për ta vendosur në bagazhin e automjetit tënd.
Ky hap i fundit e bën fushën gravitacionale që rezulton aq të fuqishme sa që fillon të gëlltisë dritën e vet, e cila përfundon shndërroni një yll në një vrimë të zezë.
llojet e vrimave të zeza
Ka të ndryshme llojet e vrimave të zeza dhe këto klasifikohen sipas madhësisë së tyre dhe sasisë së masës që përmbajnë.
vrima e zezë supermasive
Vrimat e zeza supermasive janë padyshim më të mëdhatë dhe më të fuqishmet. Këto mund të përmbajnë disa milionë herë masën e diellit tonë në një hapësirë vetëm 2 ose 3 herë më të madhe, gjë që i bën ato shumë të fuqishme.
Është e zakonshme të gjesh vrima të zeza supermasive që dominojnë qendrat e shumë galaktikave të mëdha, veçanërisht galaktikat eliptike. Një shembull i qartë mund të gjendet në shtëpi, pasi Rruga e Qumështit rrotullohet rreth e rrotull Shigjetari A, një vrimë e zezë vërtet e madhe supermasive me përmasa rreth 120 AU.
Vrimat e zeza me masë të ndërmjetme
Ata janë të radhës në shkallë sipas masës së tyre. Ato janë më pak të dendura se vrimat e zeza supermasive, por gjithsesi janë vërtet mbresëlënëse.
Vrimat e zeza me një masë ekuivalente midis 100 dhe 1.000.000 masa diellore bëjnë pjesë në këtë klasifikim.
vrimat e zeza në masë yjore
Ato janë mjaft të zakonshme dhe nga planeti Tokë ne kemi mundur të vëzhgojmë disa vrima të zeza që përshtaten në këtë klasifikim.
Vrimat e zeza me masë yjore përmbajnë midis 30 dhe 70 masa diellore në brendësi të tyre. Këto formohen nga kolapsi gravitacional i yjeve masivë, të njohur në astrofizikë si Supernova.
mikrovrima të zeza
Mikro vrimat e zeza janë një kategori e këtij klasifikimi, megjithatë ato mbeten një hipotezë.
Sipas Teoria e Hawkins Në lidhje me vrimat e zeza, këto mikrovrima të zeza do të përmbajnë sasi befasuese të materies në një hapësirë jashtëzakonisht të vogël, kështu që lënda brenda tyre mund të rregullohet nga rregullat e fizikës kuantike.
Një nga misionet e përplasësit të madh të hadronit në CERN është krijimi i elementeve për të formuar një mikrovrimë të zezë artificiale, ku mund të testohen disa teori rreth fizikës kuantike ose, në fund, një grimcë mund të izolohet nga lëndë e errët.