Kažkada septintojo dešimtmečio pabaigoje BBC populiariausio radijo laidoje pasirodė vienas garsiausių praėjusio amžiaus fizikų Johnas Wheeleris (1911–2008). Jis ilgai ir spalvingai kalbėjo apie įvairius kosminius stebuklus ir pabaigoje kreipėsi į jam skaudų klausimą apie visokius „neteisingus pastebėjimus ir mitinius objektus“.
Čia amerikiečių mokslininkas nekantriai metė hipotezę apie „sušalusių“(tamsių, sušalusių) žvaigždžių egzistavimą, kuri ypač nepatiko jam. Aiškindamas panieką šioms „fizinėms ir matematinėms fantazijoms“, jis pavadino jas „juodosiomis skylėmis“. Taigi, lengvąją Wheelerio ranką, vaizdinis terminas „juodoji skylė“pasirodė žiniasklaidoje, o vėliau ir moksliniuose darbuose.
- „Salik.biz“
Erdvės laiko dugno smegduobės
Šiandien juodąją skylę mes vadiname nuostabiausio gamtos reiškinio - masinių dangaus kūnų kritimo „savyje“padariniu. Lotynų kalboje kolapsas reiškia „nukritęs“, todėl astronomai juodąsias skylutes dažnai vadina „kollasarais“. Jie turi tokį ypač stiprų gravitacinio lauko „koncentratorių“, kad niekas, įskaitant šviesą, negali iš jų ištrūkti.
Istoriškai prieš juodąsias skyles pasirodė tamsios žvaigždės, kurias „plunksnos gale“atrado britų astronomas Johnas Michelis (1724–1793). Remdamasis Niutono visuotinės gravitacijos teorija, Michelis aprašė tokias žvaigždes, kurių gravitacijos jėga išlaikė net šviesos spindulius. Natūralu, kad tokios visiškai juodos žvaigždės būtų neįmanoma pastebėti. Michelis išdėstė savo skaičiavimus viename iš Londono karališkosios draugijos susirinkimų 1784 m. Ir iškart pateko į ugnį. Juk to meto astronomija tokių reiškinių nežinojo!
Taigi tamsiosios žvaigždės, arba, kaip jos šiandien vadinamos, „niutono“juodosios skylės, idėja ilgą laiką buvo palaidota mokslo archyvuose. Tai buvo prisiminta tik Alberto Einšteino (1879–1955) ir jo visuotinės gravitacijos teorijos laikais. Einšteino teorija sunkumą susiejo su kosmoso kreivumu ir iškart patraukė daugelio fizikų dėmesį.
Reklaminis vaizdo įrašas:
Jo kolega Berlyno mokslų akademijoje Karlas Schwarzschildis (1873–1916) sugebėjo parodyti, kad kartais labai koncentruotos gigantiškos masės gali sudaryti savotišką dugninį erdvės laiko kanalą.
Netoli Schwarzschildo kolapso turės įvykti nuostabūs dalykai: žmogaus širdis pradės plakti vis rečiau, jo laikrodis beviltiškai atsilieka, o aplinkui esanti šviesa pasidaro raudona. Pats laiko srautas sulėtėtų iki kietėjimo prie sąlyginės juodosios skylės ribos, kaip upė šaltyje. Na, ką pamatysime koliazo griūties gilumoje?
Deja, ten vyksta keistų dalykų, kad tiesiog neįmanoma jų populiariai apibūdinti. Tačiau, nors daugelis fizikų ginčijasi dėl juodųjų skylių vidinės struktūros, teoriškai jie jau rado taikymo būdų.
Metro tarp galaktikų
Garsus astronomas ir mokslinės fantastikos rašytojas Carlas Saganas daugiau nei prieš 30 metų nusprendė parašyti romaną apie tarpžvaigždines keliones ir tuo pačiu nepasiduoti tuščiai fantazijai, bet savo knygos puslapiuose sukurti „tikrą“papildomą dimensiją. Norėdami aptarti detales, jis kreipėsi į garsųjį teorinį fiziką Kipą Thorne'ą, kuris entuziastingai pasiryžo darbui.
Thorne'as ir jo bendradarbiai matematiškai įrodė, kad erdvės-laiko kanalas gali būti ne tik dirbtinai sukuriamas, bet ir išlaikomas „darbinėje“būsenoje. Tokiu būdu erdvės metu sukurtas „kirminų skylė“sujungtų ne tik tolimiausius mūsų galaktikos kampelius, bet ir metagalaktinius išplatėjimus.
Sagano ir Thorne'o bendradarbiavimas paskatino sukurti mokslinės fantastikos bestselerį „Contact“, kuris netrukus tapo labai linksmo to paties pavadinimo filmo pagrindu. Tarp galaktikų tikrai yra savotiškas „metro“, kuriuo keliauja pagrindinis veikėjas. Tuo tarpu Wheeleris kritikavo ne tik juodąsias skylutes, bet ir visokius potemių perėjimus tarp jų. Su dideliu sarkazmu jis juos vadino „kirmgraužomis“, „kirmgraužomis“ir „kirminų tuneliais“. Tai tiesiog nuostabu, tačiau šie posakiai pirmiausia pateko į žurnalistų leksiką, o paskui perėjo į mokslinius darbus.
Mokslinės fantastikos literatūroje dažnai kalbama apie egzotiškiausius būdus, kaip peržengti erdvę ir laiką. Gimė net savotiška būsimų „žvaigždžių karų“taktika, kai žemėviečių kovos laivynas „pasinėrė“į juodosios skylės pogrindį ir staiga iškyla tiesiai priešiškų ateivių bazėse, akimirksniu skubėdami į milijardus parsekų.
Tačiau, remiantis astronominiais stebėjimais, juodosioms skylėms reikės titaniškų pastangų jas „sutramdyti“, nes tai yra pavojingiausi kosmoso objektai, sudarantys Visatos „reljefą“.
„Kosminiai kanibalai“
Astronomai dažnai fiksuoja iš tolimos kosmoso sklindančius monstrus. Tai gali būti dramatiškų planetų ir žvaigždžių žūties procesų aidai juodųjų skylių smegduobėse. Kosminiai monstrai nuplėšia netyčia artėjančios žvaigždės dujinį kūną ir visiškai „praryja“mažesnius dangaus kūnus - planetas, kometas ir asteroidus.
Juodoji skylė pritraukia arti skraidančios žvaigždės pusę, nukreiptą į ją daug stipriau nei priešinga pusė. Ši galinga potvynio jėga ištempia žvaigždę ir lemia, kad dujos patenka iš žvaigždės į juodąją skylę. Astronomai padarė išvadą, kad juodosios skylės negimsta didžiulės, tačiau palaipsniui jos auga dėl galaktikų dujų ir žvaigždžių.
Tarp juodųjų skylių yra ir didelių fidijų, greitai judančių žvaigždžių galaktikų salų viduje. Kartu su sėsliais kolegomis, šie „kosminiai kanibalai“ne tik praryja tokias planetines sistemas kaip mūsų Saulės, bet ir praryja dulkių ir dujų debesis, besidriekiančius tarp žvaigždžių grupių.
Astronomai jau seniai pastebėjo, kad mažesnėse galaktikose juodosios skylės yra ne tokios masyvios - jų masė siekia kiek daugiau nei kelis milijonus Saulės masių. Juodosios skylės milžiniškų galaktikų centruose apima milijardus Saulės masių - faktas yra tas, kad galutinė juodosios skylės masė susidaro susidarant galaktikai. Kai kuriais atvejais juodosios skylės išsiplečia ne tik absorbuodamos dujas iš atskiros galaktikos, bet ir sujungdamos galaktikas, todėl juodosios skylės susilieja.
Pačiame Paukščių Tako centre yra mūsų galaktikos branduolys, kuriame slepiasi paslaptingasis objektas Šaulys A *. Astronomai mano, kad tai yra pagrindinis pretendentas į juodosios skylės, kurios masė yra apie keturis milijonus Saulės masių, vaidmenį.
Periodiškai tas vietinis mūsų „kanibalas“praryja tą ar tą žvaigždę. Tada specialūs rentgeno teleskopai rentgeno impulso pavidalu užregistruoja šviesą „mirties riksmą“. Būtent su jo pagalba mūsų vidaus organai tiriami rentgeno kambaryje.
Tačiau juodosios skylės gali būti gana taikios, sudarydamos dvigubų žvaigždžių sistemas su paprastomis žvaigždėmis. Tačiau ši idilė taip pat baigiasi tragiškai ir po šimtų milijonų, o gal ir milijardų metų, atstumas tarp juodosios skylės ir žvaigždės bus sumažintas iki kritinės ribos. Žvaigždės judėjimas taps nestabilus ir po kelių apsisukimų aplink juodąjį monstrą ji išnyks į gimdą.
Tunguskos meteorito paslaptis
Iš esmės taip pat galima sukurti dirbtinę juodąją skylę. Tam reikia suspausti bet kokią masę iki gravitacinio spindulio dydžio (sferos spindulys, ant kurio šios sferos viduje esančios masės sukuriama gravitacinė jėga linkusi į begalybę), ir tada ji pati pradės katastrofiškai susitraukti - žlugti.
Tiesa, tai padaryti labai sunku, nes kuo mažesnė masė, tuo mažesnis gravitacinis spindulys. Pavyzdžiui, žemės gravitacinis spindulys yra maždaug vienas centimetras, ir norint Mėnulį paversti juoda skyle, jis turėtų būti suspaustas iki didelės molekulės dydžio.
Nepaisant to, mikroskopinių skylių modeliais arba, kaip jie dažniau vadinami, mikrokoloriais, kartais jie bando paaiškinti visokius paslaptingus reiškinius. Taigi yra hipotezė, kad garsusis Tunguskos meteoritas buvo ne kas kita, kaip miniatiūrinė juodoji skylė, klajojanti per Visatos platybes.
Tokius išradimus, žinoma, galima paprasčiausiai atmesti, tačiau čia iškyla keistų detalių: visiškas meteorito likučių nebuvimas, neįprastas sprogimo pobūdis ir prieštaringi skrydžio trajektorijos stebėjimai.
Yra idėjų, kad toks mikrokolopas-saris turėjo visiškai antžeminę kilmę. Faktas yra tas, kad būtent per Tunguskos meteorito kritimą didžioji amerikiečių išradėja Nikola Tesla (1856–1943) išbandė tam tikrą bangų rezonatorių nuostabiame „Wondercliffe“bokšte, kuris, padedamas „stovinčių pasaulio elektrinio eterio bangų“, turėjo perduoti energiją visoje planetoje.
Miesto legendos pasakoja, kaip virš Podkamennaya Tunguska mirgėjo kolosalus plazmoidas, akimirksniu sugriūdamas į juodą mini skylę. Šis procesas sukėlė energijos uraganą, užfiksuotą kaip Tunguskos stebuklas.
Taip pat yra šios hipotezės versija, kurioje pats Tunguskos meteoritas buvo būtent miniatiūrinė juodoji skylė, kuri dideliu greičiu prasiskverbė į mūsų planetą.
Ar patikimos teorinių fizikų išvados? Ar erdvės laike tikrai yra kirminų tunelių, ar tai tik tam tikra „fizinė ir matematinė fantazija“? Ir svarbiausias klausimas: ar galima pasiūlyti kokių nors realių eksperimentų, norint sukurti dirbtinius pogrindžio kirminus, vedančius į kitų dimensijų erdvę?
Ar LHC yra pastūmimo mašina, ar mikrokollapsaro generatorius?
Skaičiavimai rodo, kad mikroskopinės juodosios skylės gali atsirasti atliekant eksperimentus su dalelių greitintuvais, tokiais kaip gerai žinomas didelis hadronų kollideris (LHC), paleistas CERN.
LHC veikimo principas teoriškai yra gana paprastas: įsivaizduokite vamzdį, kuriame dvi milžiniškos patrankos šaudytų viena į kitą specialiais sviediniais - elementariosiomis dalelėmis, sudarančiomis atomus. Kai šie mikroskopiniai sviediniai susitinka, jie išsisklaido kaip fejerverkai iš visų rūšių fragmentų, tarp kurių gali būti mikroskopinių juodųjų skylių.
Jei LHC fizikai aptiks šiuos mikroobjektus, tada mokslinė sensacija gerokai pranoks neseną „dievo dalelės“- Higso bozono atradimą.
Kai kurie mokslininkai mano, kad mikrokapsuliai yra labai pavojingi objektai, kurie gali sukelti planetos katastrofą. Pradėjus LHC, įvyko protestai, o grupė fizikų netgi kreipėsi į teismą su CERN kaip organizacija, keliančia žmonijai pavojų mirtinajam pavojui.
Galų gale aistros šiek tiek sumažėjo, nes fizikai aiškiai parodė, kad kiekvieną akimirką į žemės paviršių patenka kosminių dalelių lavinos, daug energijos viršijančios LHC susidūrimo produktus. Nepaisant to, ypač aukštos energijos kosminių spindulių srautai nekelia pavojaus ir nesudaro mikroskopinių juodųjų skylių.
Kita vertus, kompiuteriniai modeliai rodo, kad jei Žemę aplankytų mini skylė, ji iškart nukristų į mūsų planetos centrą ir pradėtų suktis aplink ją, sugerdama magmą. Bet kad ir koks šiurpus šis procesas atrodytų, prireiks kelių milijardų metų, kad jis kažkaip pasireikštų paviršiuje. Taigi, visiškai įmanoma, kad mes ilgą laiką gyvenome su juoda skyle po kojomis …
Visatos ir gyvenimo ateitis juodojoje skylėje
Nežinia, ar žmonija egzistuos per milijardus metų, tačiau optimaliausią variantą tolimos ateities astronomai galės stebėti visiškai kitokią Metagalaxy - matomą Visatą. Dauguma žvaigždžių sudegs, o į saulę panašūs žibintai pavirs superdulkančiomis nykštukėmis. Tuo pačiu metu masyvesnės žvaigždės taps dar mažesnėmis juodosiomis skylėmis, turinčiomis tokį stiprų gravitacinį lauką, kad net šviesa negali jo įveikti.
Tačiau šie likučiai ir toliau suksis aplink galaktikos centrą maždaug 100 milijonų metų laikotarpiu. Likučių susidūrimai išmes dalį jų iš galaktikos. Likusieji įsikurs orbitose arčiau centro ir galiausiai susiburs į didžiąją juodąją skylę Galaktikos centre, kuri vieną dieną praryja visą materiją.
Kas tai bus - gyvenimo pabaiga ir protas mūsų Visatoje?
Neskubėkime, nes kai kurios šiuolaikinės teorijos numato, kad net siaubingose juodųjų skylių gelmėse gali egzistuoti ištisos planetos, neribotą laiką besisukančios aplink centrinį tašką. Preliminariais skaičiavimais, tokios planetos gali būti net ryškiai apšviestos dėl fotonų, įstrigusių iš išorės į skylės spąstus ir besisukančių kartu su kitais kūnais toje pačioje stabilioje orbitoje.
Lieka išspręsti tik paskutinį klausimą: ar gali gyvybė juodosios skylės planetose? Pasak kai kurių teoretikų, tai įmanoma. Be to, bėgdama nuo kosminių kataklizmų, mūsų būsima labai išsivysčiusi civilizacija gali rasti tikrą prieglobstį supermasyviosios juodosios skylės, užimančios Paukščių Taką, gelmėse.
Žinoma, juodųjų skylių kolonizatoriams teks išspręsti daugybę grandiozinių užduočių, tokių kaip priešprieša kolosinėms potvynių jėgoms ir apsauga nuo stipriausio radiacijos srauto. Tačiau proto evoliucijos požiūriu civilizacija, kuriai pavyko įsiskverbti į juodąją skylę, turės išties pasakiškas technologijas, kurios gali išspręsti pačias fantastiškiausias problemas.
Galbūt per keletą tūkstantmečių žmogaus civilizacija galės visiškai laisvai atidaryti portalus kitiems pasauliams. Tokiu atveju gali atsirasti įvairių variantų: sliekų skylės tarp tolimų mūsų galaktikos dalių, požeminiai kosminiai tuneliai tarp galaktikų pačiame Visatos pakraštyje, tiltai tarp praeities ir ateities, kirmgraužos į kitus pasaulius.
Tuomet ateities žmonija nebijo jokių kosminių katastrofų ir galės laisvai keliauti po skirtingas visatas, pasirinkdama palankų buveinį. Be to, išsiaiškinęs, kaip gimsta visatos ir kodėl jos turi skirtingas savybes, supercivilizacija gali pradėti ieškoti paruoštų per juodųjų skylių gerklę ir kurti naujus pasaulius, labiau pritaikytus gyvenimui ir nepatiriant visokių kataklizmų.
Taigi, ką savyje slepia juodosios skylės? Kelias į kitus pasaulius, beribė ateities energija, paskutinis Visatos kvėpavimas ar kitų pasaulių civilizacija?
Gali būti, kad dabartinė studentų ir moksleivių karta žinos atsakymus į kai kuriuos iš šių klausimų. Mes galime tik laukti to jaudinančio momento, kai astronomai pagaliau galės pradėti tiesiogiai studijuoti „kandidatus į gravitacinius rinktuvus“.
Olegas FAYGAS