Netoli mūsų galaktikos centro buvo aptiktas supermasyvus keturių milijonų saulės masių kūnas. Tiesa, jis nematomas, negirdimas ir nematerialus.
- „Salik.biz“
Pirštas į dangų?
Grupė vokiečių fizikų iš Makso Planko nežemiškos fizikos instituto neseniai pateikė sensacingą pareiškimą: jie surinko įrodymų, kad mūsų galaktikoje yra juodoji skylė.
- Maždaug dvidešimt metų mes stebėjome kelių dešimčių žvaigždžių judėjimą šalia Galaktikos centro, esančio 27 tūkstančių šviesmečių atstumu nuo Saulės, - sako grupės vadovas Reinhardas Hanselis. - Šių žvaigždžių orbita rodo, kad centre esanti masės koncentracija, be abejo, yra juodoji skylė.
Ar tai kelia grėsmę mūsų galaktikai? Ar kosminis monstras valgys Žemę?
Paaiškėjo, kad iki šiol nėra atsakymų į šiuos klausimus. Pasak Valstybinio astronomijos instituto direktoriaus. PK „Sternberg“Maskvos valstybinio universiteto korespondentinis Rusijos mokslų akademijos narys Anatolijus Čerepaščiukas, stebėdamas orbitas, juodosios skylės apskaičiuoti negalima.
- Norėdami įrodyti, kad kūnas, esantis mūsų galaktikos centre, yra juodoji skylė, turite atlikti du dalykus, - žurnalistams paaiškino mokslininkas. - Pirmiausia, eksperimentuokite, parodykite, kad šio kūno spindulys yra lygus vadinamajam gravitacijos spinduliui tam tikros masės juodosios skylės atveju (o keturių milijonų saulės masių juodajam kūnui jis yra lygus maždaug septyniems saulės spinduliams). Ir, antra, įrodyti, kad šis kūnas neturi kieto paviršiaus, o yra įvykių horizontas.
Reklaminis vaizdo įrašas:
Pasak Čerepaščiuko, abi šios užduotys iš principo yra įmanomos ir, tikėdamasis, per 20 metų mokslininkai galės užtikrintai pasakyti, ar tai yra juodoji skylė, ar ne.
Apskritai klausimas: būti ar nebūti mūsų „Galaktika“atidedamas dviem dešimtmečiams. Tuo tarpu geriau pažinkime šį monstrą.
Labiausiai pikta vieta
Kosmose nėra paslaptingo ir bauginančio objekto nei juodoji skylė. Viena frazė jau sukelia neatsakomą baimę: ji nupiešia visavertės bedugnės įvaizdį. Prieš ją baiminasi ne tik paprasti žmonės, bet ir astrofizikai. „Iš visų žmogaus proto kūrinių, pradedant mitologiniais vienaragiais ir drakonais ir baigiant vandenilio bomba, turbūt pati fantastiškiausia yra juodoji skylė. Skylė erdvėje su labai specifiniais kraštais, į kurią gali nukristi bet kas ir iš kurios niekas negali išeiti. Skylė, kurioje gravitacinė jėga yra tokia didžiulė, kad net spąstai gaudomi ir laikomi šioje gaudyklėje. Skylė, kuri sulenkia erdvę ir iškraipo laiko tėkmę. Panašiai kaip vienaragiai ir drakonai, atrodo, kad juodosios skylės yra mokslinės fantastikos ar senovės mitų atributai, o ne realūs objektai. Tačiau juodųjų skylių egzistavimas neišvengiamai išplaukia iš fizinių įstatymų. Jų vien mūsų „Galaktikoje“gali būti milijonai “, - apie juodąsias skylutes pasakojo garsus mokslininkas, Kalifornijos technologijos instituto (JAV) skyriaus vadovas, JAV nacionalinės mokslų akademijos narys, NASA mokslinės tarybos narys Kipas Steponas Tornas.
Be savo fantastiškos galios, juodosios skylės turi nuostabų sugebėjimą pakeisti erdvę ir laiką savyje. Pirmiausia jie susisuka į tam tikrą piltuvą, o tada, perėję tam tikrą sieną, esančią skylės gilumoje, suskyla į kvantus. Juodosios skylės viduje, už šios savotiškos gravitacinės bedugnės krašto, iš kur nėra išėjimo, teka nuostabūs fiziniai procesai, pasireiškia nauji gamtos dėsniai.
Daugelio ekspertų teigimu, juodosios skylės yra didžiausi energijos šaltiniai visatoje. Tikriausiai juos matome tolimuose kvazaruose, sprogstančiuose galaktikos branduoliuose. Manoma, kad juodosios skylės ateityje taps energijos šaltiniais žmonijai.
Čia yra pasaulio pabaiga
Kaip susidaro juodosios skylės? Anot astrofizikų, dauguma jų atsiranda mirus didelėms žvaigždėms. Jei žvaigždės masė yra dvigubai didesnė už Saulės masę, tada jos gyvenimo pabaigoje žvaigždė gali sprogti kaip supernova. Bet jei po sprogimo likusios medžiagos masė vis tiek viršija dvi saulės mases, žvaigždė turėtų sugriūti į mažą tankų kūną, nes gravitacinės jėgos visiškai slopina bet kokį vidinį atsparumą suspaudimui. Mokslininkai mano, kad būtent šią akimirką katastrofiškas gravitacinis griūtis lemia juodosios skylės atsiradimą. Jie mano, kad pasibaigus termobranduolinėms reakcijoms, žvaigždė nebegali būti stabilioje būsenoje. Tuomet masyviai žvaigždei yra tik vienas neišvengiamas kelias - visuotinio ir visiško susitraukimo kelias, paversdamas jį nematoma juoda skyle.
Kodėl jie nematomi?
- Pats pavadinimas „juodosios skylės“leidžia manyti, kad tai yra objektų, kurių nematyti, klasė, - aiškina Valstybinio astronomijos instituto pavadinto radijo astronomijos skyriaus vedėjas Šternbergas, fizinių ir matematikos mokslų kandidatas Valentinas Esipovas. - Jų gravitacinis laukas yra toks stiprus, kad jei kažkaip būtų įmanoma patekti prie juodosios skylės ir nukreipti galingiausio prožektoriaus spindulį nuo jo paviršiaus, tada šio prožektoriaus nebuvo galima pamatyti net iš tolo, neviršijančio atstumo nuo Žemės iki Saulės.
Tiesą sakant, net jei mes galėtume sutelkti visą saulės šviesą į šį galingą prožektorių, mes to nepamatytume, nes šviesa negalėtų įveikti juodosios skylės gravitacinio lauko įtakos joje ir palikti jo paviršiaus. Štai kodėl toks paviršius vadinamas absoliučiu įvykių horizontu. Tai reiškia juodosios skylės kraštą. O kas slepiasi ten, užsienyje?
Vaikščiosime į pragarą
Įdomiausias juodosios skylės „interjero“aprašymas priklauso jau minėtam amerikiečių fizikui ir astronomu Kipui Stephenui Thorne'ui. Įsivaizduokite save kaip didelio žvaigždžių klasės erdvėlaivio kapitoną. siūlo mokslininkas savo knygoje „Kelionė tarp juodųjų skylių“. - Remdamiesi Geografijos draugijos nurodymais, turite ištirti keletą juodųjų skylių, esančių dideliu atstumu viena nuo kitos tarpžvaigždinėje erdvėje, ir radijo signalais perduoti į Žemę savo stebėjimų aprašą.
Keliaudamas 4 metus ir 8 mėnesius, jūsų laivas sulėtėja arčiausiai Žemės esančios juodosios skylės, vadinamos Hades (Hell) ir esančios netoli Vegos žvaigždės. Televizijos ekrane pastebimas juodosios skylės buvimas: tarpžvaigždinėje erdvėje išsibarstę vandenilio atomai traukiasi į vidų jo gravitaciniu lauku. Visur galite pamatyti juos judančius, lėtai atsitraukiančius nuo skylės, vis greitesnius ir greitesnius, kai artėsite prie jo. Tai panašu į vandens kritimą Niagaros kriokliuose, išskyrus tai, kad atomai krenta ne tik iš rytų, bet ir iš vakarų, šiaurės, pietų, iš viršaus ir apačios - iš visur. Jei nieko nepadarysite, taip pat būsite patrauktas į vidų.
Taigi, su didžiausiu atsargumu turite perkelti erdvėlaivį iš laisvo kritimo trajektorijos į apskritą orbitą aplink juodąją skylę (panašią į dirbtinių palydovų orbitas, skriejančias aplink Žemę), kad išcentrinė jūsų orbitos judesio jėga kompensuotų juodosios skylės sunkumą. Jausitės saugiai, įjungiate laivo variklius ir ruošiatės studijuoti juodąją skylę.
Visų pirma, per teleskopus stebite elektromagnetinę spinduliuotę, kurią skleidžia krintantys vandenilio atomai. Toli nuo juodosios skylės jie yra tokie šalti, kad skleidžia tik radijo bangas. Bet arčiau skylės, kur atomai krenta greičiau, jie kartas nuo karto susiduria, įkaista iki kelių tūkstančių laipsnių ir pradeda skleisti šviesą. Net arčiau juodosios skylės, judamos daug greičiau, jos dėl susidūrimo įkaista iki kelių milijonų laipsnių ir skleidžia rentgeno spindulius.
Kai nukreipiate teleskopus į vidų ir toliau artėjate prie juodosios skylės, „pamatysite“gama spindulius, kuriuos skleidžia vandenilio atomai, įkaitinti iki dar aukštesnės temperatūros. Galiausiai pačiame centre rasite pačios juodosios skylės tamsią diską.
Kitas jūsų žingsnis - atidžiai išmatuokite laivo orbitos ilgį. Tai yra maždaug 1 milijonas km, arba pusė Mėnulio orbitos ilgio aplink Žemę. Tuomet žvelgi į tolimas žvaigždes ir matai, kaip jos juda. Stebėdamas akivaizdų jų judėjimą, jūs sužinosite, kad jums reikia 5 minučių. 46 s padaryti vieną revoliuciją aplink juodąją skylę. Tai yra jūsų „orbitalinis periodas“.
Žinodami revoliucijos periodą ir jo orbitos ilgį, galite apskaičiuoti juodosios skylės Hades (pragaras) masę. Bus 10 kartų saulėčiau. Tiesą sakant, tai yra visa juodojoje skylėje per visą jos istoriją sukaupta masė, į kurią įeina žvaigždės masė, nes žlugus maždaug prieš 2 milijardus metų susidarė juodoji skylė, visų tarpžvaigždinių vandenilio masė, į ją įvilkta nuo pat gimimo, ir taip pat visų ant jo nukritusių asteroidų ir prarastų žvaigždžių laivų masė.
Įdomiausios yra jo paviršiaus arba horizonto - ribos, savybės, dėl kurių viskas, kas patenka į skylę, nebegali grįžti. Sienos, kurios užkirs kelią erdvėlaiviui ir net bet kokiai radiacijai: radijo bangos, šviesa, rentgeno ar gama spinduliai …
Nors iš juodosios skylės masės ir kampinio pagreičio galite apskaičiuoti visas jo savybes iš išorės, jūs nieko negalite žinoti apie jos vidų. Jis gali būti netvarkingos struktūros ir labai asimetriškas. Visa tai priklausys nuo detalių griūties, iš kurios susidarė juodoji skylė, taip pat nuo vėlesnio tarpžvaigždinio vandenilio įtraukimo ypatybių, todėl skylės skersmens paprasčiausiai neįmanoma apskaičiuoti.
Šiais rezultatais galite ištirti juodosios skylės horizonto artumą …
Atsisveikinęs su komanda, įlipi į nusileidimo transporto priemonę ir išplauki iš laivo, likdamas iš pradžių toje pačioje žiedinėje orbitoje, tęsia fizikas Thorn. - Tada, įjungdami raketinį variklį, šiek tiek stabdykite, kad sulėtintumėte savo orbitos judesį. Tokiu atveju jūs pradedate spiralėti arčiau horizonto, judėdami iš vienos apskritos orbitos į kitą. Jūsų tikslas yra patekti į žiedinę orbitą, kurios perimetras yra šiek tiek ilgesnis už horizontą. Kai judate spirale, jūsų orbitos ilgis palaipsniui mažėja - nuo 1 milijono km iki 500 tūkst., Po to iki 100 tūkst., 90 tūkst., 80 tūkst. Ir tada prasideda kažkas keisto.
Būdamas nesvarumo būsenoje, esi pakabintas prie savo aparatų, tarkime, kojomis - į juodąją skylę, o galva - į tavo laivo ir žvaigždžių orbitą. Bet pamažu jūs pradedate jausti, kad kažkas tempia jūsų kojas aukštyn ir žemyn - už galvos. Jūs suprantate, kad priežastis yra juodosios skylės pritraukimas: kojos yra arčiau skylės nei galva, todėl jos traukia stipriau. Tas pats pasakytina, be abejo, ir Žemėje, tačiau ten kojų ir galvos traukos skirtumas yra nereikšmingas, todėl niekas to nepastebi. Judėdami 80 tūkstančių km ilgio orbita aukščiau juodosios skylės, šį skirtumą pajuntate gana aiškiai - traukos skirtumas bus 1/8 Žemės gravitacijos (1/8 g). Išcentrinė jėga, kurią sukuria jūsų orbita, kompensuoja skylės pritraukimą kūno centre, leidžiant laisvai plūduriuoti esant nuliniam gravitacijaitačiau jūsų kojos bus paveiktos per dideliu 1/16 g kiekiu, tuo tarpu jūsų galva, atvirkščiai, pritrauks silpnai, o išcentrinė jėga ją ištrauks tiksliai tokiu pat papildomu -1/16 g pagreičiu.
Šiek tiek suglumęs, jūs tęsiate besisukančią spiralę, tačiau netikėtumas greitai užleidžia nerimą: mažėjant orbitos dydžiui, jus tempiančios jėgos didės vis sparčiau. Kai orbitalės ilgis yra 64 tūkstančiai km, skirtumas bus 1/4 g, su 51 tūkstančiu km -1/2 g ir su 40 tūkstančių km jis pasieks visą žemės svorį. Grieždami dantis nuo krūvio, jūs ir toliau judate spirale. Kai orbitalės ilgis yra 25 tūkstančiai km, tempimo jėga bus 4 d, t. keturis kartus didesnis už jūsų svorį sausumos sąlygomis, o esant 16 tūkst. km –16 g. Jūs nebegalite atsistoti tiesiai. Jūs bandote išspręsti šią problemą susikibę į kamuoliuką ir patraukdami kojas iki galvos, taip sumažindami galios skirtumą. Bet jie jau yra tokie dideli, kad neleis jums pasilenkti - jie vėl bus ištiesti vertikaliai (išilgai radialinės krypties juodosios skylės atžvilgiu).
Nesvarbu, ką darote, niekas nepadės. Ir jei spiralinis judėjimas tęsis, jūsų kūnas jo neatlaikys - jis bus atitrūkęs. Taigi, nėra vilties pasiekti arti horizonto …
Pervargęs, įveikdamas monstrišką skausmą, jūs sustabdote nusileidimą ir pirmiausia perkeliate prietaisą į žiedinę orbitą, o tada atsargiai ir lėtai pradedate judėti išilgai besiplečiančios spiralės, pereidami į didesnes apskrito orbitas, kol pasieksite žvaigždėlaivį “.
Iki šiol Thorne'o istorija skamba kaip fantazija. Ir skaičiuojama tam laikui, kai žmogus pasieks tokią sėkmę tobulinant technologijas ir technologijas, kad tarpgalaktiniai skrydžiai ir žiedinių pasaulių statyba aplink juodąsias skyles taps realybe. Ir, remiantis optimistiškiausiomis futurologų prognozėmis, tai taps įmanoma ne anksčiau kaip po 50 metų.
Ne vaikinai, tai nėra taip …
Reikia pripažinti, kad daugelis mokslininkų vis dar neigia, kad egzistuoja juodosios skylės. Galų gale, jų atradimas ir tyrimas vyksta rašiklio gale. O pastaruoju metu pasirodė dar netikėtesnė prielaida, kad juodosios skylės yra visai ne skylės, o kai kurie objektai, labiau prigimčiai primenantys Bose-Einsteino kondensato burbulus (materijos agregacijos būsena, kurios pagrindas yra bozonai, atvėsinta iki temperatūros, artimos absoliučiai nuliui). Šią naują hipotezę iškėlė Los Alamoso nacionalinės laboratorijos teorinio skyriaus tyrėjas Emilis Mottola kartu su bendraautoriumi Pavelu Mazuru iš Pietų Karolinos universiteto JAV.
Tyrėjų paaiškinimai pateikia iš esmės naują juodųjų skylių, kurios nėra pateikiamos kaip „skylės“erdvėje, prigimtį, kur materija ir šviesa nepaaiškinamai išnyksta įvykio horizonto zonoje, o greičiau kaip sferines tuštumas, apsuptas specialios materijos formos, dar niekada nežinomos Žemėje. Mazūras ir Mottola šiuos objektus vadina ne juodosiomis skylėmis, o gravitacinėmis žvaigždėmis.
Gravitacinės žvaigždės viduje erdvė ir laikas yra atvirkščiai, kaip ir juodosios skylės modelyje.
Mottola ir Mazur netgi siūlo manyti, kad Visata, kurioje gyvename, gali būti milžiniškos gravitacinės žvaigždės vidinis apvalkalas.
S. Kuzmina. „Rusijos erdvė“