Juodosios skylės yra kosminės erdvės sritys, kuriose yra tiek daug masės nedideliame tūryje, kad yra įvykių horizontas - erdvės sritis, iš kurios niekas, net ir šviesa, negali pabėgti. Tačiau tai nereiškia, kad juodosios skylės siurbia medžiagą. Jie tiesiog ją traukia. Mokslo redaktorius „Forbes“paneigia vieną iš mitų apie juodąsias skylutes.
Juodosios skylės yra kosminės erdvės sritys, kuriose yra tiek daug masės mažame tūryje, kad yra įvykių horizontas - erdvės zona, iš kurios niekas, net ir šviesa, negali pabėgti. Bet tai nereiškia, kad juodosios skylės siurbia medžiagą. Jie tiesiog ją traukia.
Juodosios skylės yra bene keisčiausi ir nuostabiausi visatos objektai. Ten didžiulė masė sutelkta labai mažame tūryje, o juodosios skylės neišvengiamai žlunga į singuliarumo būseną, apsuptą įvykių horizonto, už kurio niekas negali išeiti. Tai tankiausi visatos objektai. Kai kažkas jiems per arti, juodosios skylės jėgos ją suplėšo. Kai materija, antimaterija ar spinduliuotė kerta įvykių horizontą, jie tiesiog patenka į juodosios skylės centrą, padidindami ją ir pridedant prie jos masės.
Šios juodųjų skylių savybės tikrai egzistuoja, ir visa tai tiesa. Tačiau su tuo siejama viena idėja, kuri yra absoliuti fikcija: kad juodosios skylės siurbia aplink juos esančią medžiagą. Tai labai toli nuo tiesos ir tai yra visiškas gravitacijos vaizdo iškraipymas. Didžiausias mitas apie juodąsias skyles yra tas, kad jos siurbia medžiagą. Ir čia yra mokslinė tiesa.
Iš esmės ir praktiškai juodoji skylė gali susidaryti įvairiais būdais. Didelė, masyvi žvaigždė gali tapti supernova, kurios centrinė šerdis subyra ir suformuoja juodąją skylę. Galite pamatyti, kaip dvi neutroninės žvaigždės susilieja, ir jei jos peržengia tam tikrą masės slenkstį, rezultatas yra nauja juodoji skylė. Arba didžiulė materijos sankaupa (supermasyvi žvaigždė arba milžiniškas besitraukiančių dujų debesis) žlunga ir tiesiogiai virsta juodąja skylė.
Jei pakankamai koncentruotame erdvės tūryje yra pakankamai masės, aplink jį susidaro įvykių horizontas. Už įvykio horizonto galime nutolti nuo jo, jei šviesos greičiu nutolstame nuo juodosios skylės. Bet jei mes esame įvykio horizonte, tai net ir šviesos greičiu, kuris yra kosminio greičio riba, bet kuri judėjimo trajektorija vis tiek mus nuveš į juodosios skylės centrą, tai yra, į singuliarumą. Įvykio horizonte pabėgti iš juodosios skylės tiesiog neįmanoma.
Tačiau objektai, esantys už juodosios skylės ribų, taip pat turi daug problemų. Juodosios skylės yra tokios didžiulės, kad priartėjus prie vienos iš jų, mes pradedame patirti dideles potvynio jėgas. Jums gali būti žinomos šios potvynio jėgos, jei žinote, kas yra mėnulis ir kaip jis sąveikauja su žeme.
Žinoma, Mėnulis ir Žemė gali būti laikomi materialiais taškais, nutolusiais vienas nuo kito santykinai dideliu 380 tūkstančių kilometrų atstumu. Tačiau iš tikrųjų Žemė yra ne taškas, o objektas, užimantis tam tikrą ir gana realų tūrį. Kai kurios Žemės sritys yra arčiau Mėnulio nei kitos. Tie, kurie yra arčiau, sunkio jėgą patiria labiau nei vidutiniškai. Tolimesnieji patiria mažiau nei vidutinis sunkumas.
Reklaminis vaizdo įrašas:
Tačiau be atstumo skirtumo yra ir kitų savybių. Kaip ir visi fiziniai objektai, Žemė yra trimatė. Tai reiškia, kad Žemės „viršus“ir „apačia“(žiūrint iš Mėnulio) yra traukiamos į vidų, link jos centro, palyginti su tomis dalimis, kurios yra viduryje.
Visa tai atėmus vidutinę jėgą, egzistuojančią bet kuriame Žemės taške, pamatysime, kad skirtingi paviršiaus taškai įvairiais būdais veikia išorines Mėnulio jėgas. Šių jėgų linijos sudaro santykines jėgas, veikiančias objektą, ir paaiškina, kodėl potvynio potvynio veikiamas objektas yra traukiamas link jo ir suspaudžiamas statmenai šios jėgos krypčiai.
Kuo arčiau artėjame prie masyvaus objekto, tuo didesnės potvynio jėgos. Jie auga net greičiau nei gravitacija! Kadangi juodosios skylės turi didžiulę masę, tačiau yra labai kompaktiškos, jos sukuria galingiausias potvynio potvynius visatoje. Dėl šios priežasties, artėdami prie juodosios skylės, mes vis labiau išsitiesiame, tampame panašūs į plonus spagečius.
Remiantis tuo, labai lengva suprasti, kodėl juodoji skylė gali mus įsiurbti. Kuo labiau prie jo priartėjame, tuo stipresnė traukos jėga tampa, ir tuo labiau potvynio jėga mus pradeda tempti ir draskyti.
Vis dėlto klaidinga mintis, kad galime būti įsiurbti į juodąją skylę. Bet kuri dalelė, sudaranti objektą, kurį veikia juodoji skylė, vis tiek laikosi gerai žinomų fizikos dėsnių, įskaitant erdvės ir laiko kreivumo taisyklę iš bendrojo reliatyvumo.
Taip, dėl masės buvimo erdvės audinys lenkiasi, o juodoji skylė yra didžiausias masės kaupimasis visatoje. Tačiau taip pat tiesa, kad šios masės tankis jokiu būdu neturi įtakos kosmoso kreivumui. Jei baltą nykštuką, neutronų žvaigždę ar juodąją skylę su ta pačia mase pakeis Saulė, gravitacinio veiksmo jėga Žemėje nepasikeis. Erdvė aplink mus yra išlenkta visos masės kaip visumos, o tankis praktiškai neturi nieko bendro.
Iš tolo juodoji skylė atrodo kaip bet kuri kita visatos masė. Bet jei priartėsime prie mažiausio kelių Schwarzschild sferos spindulių atstumo, tada mes pradėtume pastebėti nukrypimus nuo Niutono gravitacijos. Tačiau juodoji skylė vis tiek veikia tiesiog kaip svorio centras, o prie jos artėjantys objektai skrieja įprasta orbita: apskritimas, elipsė, parabolė ar hiperbolė, kurių aproksimacija labai gera.
Potvynių jėgos gali sukelti artėjančius daiktus ir išsiskirti. Medžiagai kaupiantis aplink juodąją skylę akrecijos disko pavidalu, gali atsirasti papildomų padarinių, tokių kaip magnetiniai laukai, trintis ir kaitinimas. Dėl šio papildomo poveikio kai kurie dalykai sulėtės ir juos praryja juodoji skylė, tačiau didžioji jo dalis vis tiek liks lauke.
Faktas išlieka tai, kad juodosios skylės nieko neįsiurbia. Visi kiti įprasti objektai (mėnuliai, planetos, žvaigždės) turi tas pačias jėgas, kurias turi juodoji skylė. Bet kokiu atveju, visa tai yra tik gravitacija. Didžiausias skirtumas yra tas, kad juodosios skylės yra tankesnės už daugumą objektų, kosminėje erdvėje užima daug mažiau tūrio ir gali būti daug masyvesnės nei bet kuris kitas objektas. Saturnas skrieja ramiai savo orbitoje aplink Saulę, tačiau jei vietoj Saulės Paukščių Tako centre įdėsime juodąją skylę, kurios masė yra keturis milijonus kartų didesnė už mūsų žvaigždės masę, tai potvynio jėgos nulaužs Saturną, paversdamas jį milžinišku žiedu, ir jis taps neatsiejama akrecijos disko dalimi. ta pati juodoji skylė. Ir jei yra pakankamai trinties, kaitinimo ir pagreičio esant materijos sukeltai gravitacijai,elektrinius ir magnetinius laukus, tada laikui bėgant jis kris į vidų ir bus prarytas.
Tik atrodo, kad juodosios skylės sugeria medžiagą, nes jos yra labai masyvios, o potvynio jėgos ir aplink juodąją skylę susikaupusios materijos gali išardyti išorinius daiktus į gabalus, po kurių tokio objekto dalis, veikiama traukiančiosios jėgos, bus akrecijos disko viduje ir laikui bėgant ir pačios juodosios skylės viduje. Tačiau juodoji skylė yra labai tiksli, ir didžioji dalis medžiagos, kuri praeina arti jos, viena ar kita forma yra išspjauta. Į įvykio horizontą patenka tik nedidelė dalis, priverčianti juodąją skylę palaipsniui augti.
Jei pakeisime visą Visatoje esančią masę juodąja skylute su atitinkama mase, o tada pašalinsime viską, kas sukuria trintį, tarkime, akrecijos diskus, tada juodoji skylė įsiurbs labai mažai. Dalelės patirs trintį tik dėl gravitacinių bangų spinduliuotės, einančios per juodosios skylės sukurtą išlenktą erdvės laiką. Pagal Einšteino teoriją, viduje bus absorbuota tik ta medžiaga, kuri yra stabilios ciklinės orbitos viduje ir pačiame jos centre. Tai yra nereikšminga, palyginti su tuo, kas patenka į įvykių horizontą mūsų fizinėje tikrovėje.
Dėl to mes turime tik gravitacijos jėgą ir kreivą erdvės laiką, atsirandantį dėl šių masių buvimo. Įsivaizdavimas, kad juodosios skylės kažką siurbia, yra didžiausias mitas. Jie padidėja dėl sunkumo ir nieko kito. Tačiau Visatoje to yra daugiau nei pakankamai.
Etanas Siegelis