Kas yra juodoji skylė? Dvejetainių sistemų stebėjimas

Nepaisant didžiulių laimėjimų fizikos ir astronomijos srityse, yra daug reiškinių, kurių esmė nėra iki galo atskleista. Tokie reiškiniai apima paslaptingas juodąsias skyles, apie kurias visa informacija yra tik teorinė ir negali būti patikrinta praktiškai.

Ar egzistuoja juodosios skylės?

Dar prieš atsirandant reliatyvumo teorijai astronomai pasiūlė teoriją apie juodųjų piltuvėlių egzistavimą. Paskelbus Einšteino teoriją, gravitacijos klausimas buvo peržiūrėtas ir atsirado naujų juodųjų skylių problemos prielaidų. Pamatyti šį kosminį objektą nerealu, nes jis sugeria visą į jo erdvę patenkančią šviesą. Mokslininkai įrodo juodųjų skylių egzistavimą, remdamiesi tarpžvaigždinių dujų judėjimo ir žvaigždžių trajektorijų analize.

Dėl juodųjų skylių susidarymo keičiasi erdvės ir laiko charakteristikos aplink jas. Laikas atrodo suspaustas veikiamas didžiulės gravitacijos ir sulėtėja. Žvaigždės, atsidūrusios juodo piltuvo kelyje, gali nukrypti nuo maršruto ir netgi pakeisti judėjimo kryptį. Juodosios skylės sugeria savo dvynių žvaigždės energiją, kuri taip pat pasireiškia.

Kaip atrodo juodoji skylė?

Informacija apie juodąsias skyles dažniausiai yra hipotetinė. Mokslininkai tiria jų poveikį kosmosui ir radiacijai. Visatoje neįmanoma pamatyti juodųjų skylių, nes jos sugeria visą šviesą, patenkančią į netoliese esančią erdvę. Iš specialių palydovų buvo paimtas juodų objektų rentgeno vaizdas, kuriame matomas šviesus centras, kuris yra spindulių šaltinis.

Kaip susidaro juodosios skylės?

Juodoji skylė erdvėje yra atskiras pasaulis, turintis savo unikalių savybių ir savybių. Kosminių skylių savybes lemia jų atsiradimo priežastys. Kalbant apie juodų objektų išvaizdą, yra šios teorijos:

1. Jie yra kosmose įvykusių griūčių rezultatas. Tai gali būti didelių kosminių kūnų susidūrimas arba supernovos sprogimas.
2. Jie atsiranda dėl kosminių objektų svorio, išlaikant jų dydį. Šio reiškinio priežastis nebuvo nustatyta.

Juodas piltuvas yra erdvėje esantis objektas, kurio dydis yra palyginti mažas, bet turi didžiulę masę. Juodosios skylės teorija teigia, kad kiekvienas kosminis objektas gali tapti juodu piltuvu, jei dėl kokių nors reiškinių jis praranda savo dydį, bet išlaiko masę. Mokslininkai netgi kalba apie daugybės juodųjų mikroskylių egzistavimą – miniatiūrinius kosminius objektus, kurių masė palyginti didelė. Šis masės ir dydžio neatitikimas lemia gravitacinio lauko padidėjimą ir stiprios traukos atsiradimą.

Kas yra juodojoje skylėje?

Juodąjį paslaptingą objektą galima pavadinti tik dideliu ruožu turinčia skyle. Šio reiškinio centras yra kosminis kūnas su padidinta gravitacija. Tokios gravitacijos rezultatas – stiprus šio kosminio kūno paviršiaus traukimas. Tokiu atveju susidaro sūkurinis srautas, kuriame sukasi dujos ir kosminių dulkių grūdeliai. Todėl teisingiau juodąją skylę vadinti juoduoju piltuvu.

Praktiškai neįmanoma išsiaiškinti, kas yra juodosios skylės viduje, nes kosminio sūkurio gravitacijos lygis neleidžia jokiam objektui ištrūkti iš jo įtakos zonos. Mokslininkų teigimu, juodosios skylės viduje tvyro visiška tamsa, nes šviesos kvantai jos viduje negrįžtamai išnyksta. Daroma prielaida, kad juodojo piltuvo viduje iškraipoma erdvė ir laikas, fizikos ir geometrijos dėsniai šioje vietoje negalioja. Manoma, kad dėl tokių juodųjų skylių ypatybių gali susidaryti antimedžiaga, kuri šiuo metu mokslininkams nežinoma.

Kodėl juodosios skylės pavojingos?

Juodosios skylės kartais apibūdinamos kaip objektai, kurie sugeria aplinkinius objektus, spinduliuotę ir daleles. Ši mintis neteisinga: juodosios skylės savybės leidžia jai absorbuoti tik tai, kas patenka į jos įtakos zoną. Jis gali sugerti kosmines mikrodaleles ir spinduliuotę, sklindančią iš dvynių žvaigždžių. Net jei planeta yra arti juodosios skylės, ji nebus absorbuojama, o toliau judės savo orbita.

Kas atsitiks, jei pateksite į juodąją skylę?

Juodųjų skylių savybės priklauso nuo gravitacinio lauko stiprumo. Juodieji piltuvėliai pritraukia viską, kas patenka į jų įtakos zoną. Šiuo atveju pasikeičia erdvėlaikinės charakteristikos. Mokslininkai, tyrinėjantys viską, kas yra juodosios skylės, nesutaria dėl to, kas atsitinka su šio sūkurio objektais:

• kai kurie mokslininkai teigia, kad visi objektai, patenkantys į šias skylutes, yra ištempti arba suplėšyti į gabalus ir nespėja pasiekti traukiančio objekto paviršiaus;
• kiti mokslininkai tvirtina, kad skylėse iškraipomos visos įprastos charakteristikos, todėl ten esantys objektai tarsi išnyksta laike ir erdvėje. Dėl šios priežasties juodosios skylės kartais vadinamos vartais į kitus pasaulius.

Juodųjų skylių tipai

Juodieji piltuvai skirstomi į tipus pagal jų formavimo būdą:

1. Kai kurių žvaigždžių gyvenimo pabaigoje gimsta juodi žvaigždžių masės objektai. Visiškas žvaigždės sudegimas ir termobranduolinių reakcijų pabaiga veda prie žvaigždės suspaudimo. Jei žvaigždė patiria gravitacinį kolapsą, ji gali virsti juodu piltuvu.
2. Supermasyvūs juodi piltuvėliai. Mokslininkai teigia, kad bet kurios galaktikos šerdis yra supermasyvus piltuvas, kurio susidarymas yra naujos galaktikos atsiradimo pradžia.
3. Pirminės juodosios skylės. Tai gali būti įvairios masės skylės, įskaitant mikroskyles, susidariusias dėl medžiagos tankio ir gravitacijos stiprumo neatitikimų. Tokios skylės yra piltuvėliai, susidarę Visatos pradžioje. Tai taip pat apima tokius objektus kaip plaukuota juodoji skylė. Šios skylės išsiskiria į plaukus panašių spindulių buvimu. Daroma prielaida, kad šie fotonai ir gravitonai išlaiko dalį informacijos, kuri patenka į juodąją skylę.
4. Kvantinės juodosios skylės. Jie atsiranda dėl branduolinių reakcijų ir gyvena trumpai. Kvantiniai piltuvėliai kelia didžiausią susidomėjimą, nes jų tyrimas gali padėti atsakyti į klausimus apie juodųjų kosminių objektų problemą.
5. Kai kurie mokslininkai tokio tipo kosminius objektus identifikuoja kaip plaukuotą juodąją skylę. Šios skylės išsiskiria į plaukus panašiais spinduliais. Daroma prielaida, kad šie fotonai ir gravitonai išlaiko dalį informacijos, patenkančios į juodąją skylę.

Arčiausiai Žemės esanti juodoji skylė

Artimiausia juodoji skylė yra 3000 šviesmečių atstumu nuo Žemės. Jis vadinamas V616 Monocerotis arba V616 Mon. Jo svoris siekia 9-13 saulės masių. Šios skylės dvejetainė partnerė yra žvaigždė, perpus mažesnė už Saulės masę. Kitas gana arti Žemės esantis piltuvas yra Cygnus X-1. Jis yra 6 tūkstančius šviesmečių nuo Žemės ir sveria 15 kartų daugiau nei Saulė. Ši kosminė juodoji skylė turi ir savo dvejetainį partnerį, kurio judėjimas padeda atsekti Cygnus X-1 įtaką.

Juodosios skylės – įdomūs faktai

Mokslininkai pasakoja šiuos įdomius faktus apie juodus objektus:

1. Jei atsižvelgsime į tai, kad šie objektai yra galaktikų centras, tada norėdami rasti didžiausią piltuvą, turime aptikti didžiausią galaktiką. Todėl didžiausia juodoji skylė visatoje yra piltuvas, esantis galaktikoje IC 1101, Abell 2029 spiečiaus centre.
2. Juodi objektai iš tikrųjų atrodo kaip daugiaspalviai objektai. To priežastis yra jų radiomagnetinė spinduliuotė.
3. Juodosios skylės viduryje nėra nuolatinių fizinių ar matematinių dėsnių. Viskas priklauso nuo skylės masės ir jos gravitacinio lauko.
4. Juodi piltuvėliai palaipsniui išgaruoja.
5. Juodųjų piltuvėlių svoris gali pasiekti neįtikėtinus dydžius. Didžiausios juodosios skylės masė lygi 30 milijonų saulės masių.

Beribė Visata pilna paslapčių, mįslių ir paradoksų. Nepaisant to, kad šiuolaikinis mokslas padarė didžiulį kosmoso tyrinėjimo šuolį į priekį, daug kas šiame didžiuliame pasaulyje lieka nesuprantama žmogaus pasaulėžiūrai. Mes daug žinome apie žvaigždes, ūkus, spiečius ir planetas. Tačiau Visatos platybėse yra objektų, apie kurių egzistavimą galime tik spėlioti. Pavyzdžiui, apie juodąsias skyles žinome labai mažai. Pagrindinė informacija ir žinios apie juodųjų skylių prigimtį yra pagrįstos prielaidomis ir spėjimais. Astrofizikai ir branduolinės energetikos mokslininkai dešimtmečius kovoja su šia problema. Kas yra juodoji skylė erdvėje? Kokia tokių objektų prigimtis?

Kalbant apie juodąsias skyles paprastai

Norėdami įsivaizduoti, kaip atrodo juodoji skylė, tiesiog pažiūrėkite į tunelį važiuojančio traukinio uodegą. Paskutinio vagono signalinės lemputės mažės, kai traukinys gilės į tunelį, kol visiškai išnyks iš akių. Kitaip tariant, tai objektai, kuriuose dėl monstriškos gravitacijos išnyksta net šviesa. Elementariosios dalelės, elektronai, protonai ir fotonai nepajėgia įveikti nematomo barjero ir įkristi į juodąją nebūties bedugnę, todėl tokia erdvė erdvėje vadinama juodąja. Jo viduje nėra nė menkiausio šviesaus plotelio, visiška juoduma ir begalybė. Kas yra kitoje juodosios skylės pusėje, nežinoma.

Šis kosminis dulkių siurblys turi milžinišką gravitacinę jėgą ir gali sugerti visą galaktiką su visomis žvaigždžių spiečiais ir superspiečiais, ūkais ir tamsiąja medžiaga. Kaip tai įmanoma? Galime tik spėlioti. Mums žinomi fizikos dėsniai šiuo atveju trūkinėja ir nepaaiškina vykstančių procesų. Paradokso esmė ta, kad tam tikroje Visatos dalyje gravitacinę kūnų sąveiką lemia jų masė. Vieno kito objekto įsisavinimo procesui neturi įtakos jų kokybinė ir kiekybinė sudėtis. Dalelės, pasiekusios kritinį skaičių tam tikroje srityje, patenka į kitą sąveikos lygį, kur gravitacinės jėgos tampa traukos jėgomis. Kūnas, objektas, medžiaga ar materija pradeda spausti, veikiant gravitacijai, ir pasiekia milžinišką tankį.

Maždaug panašūs procesai vyksta formuojantis neutroninei žvaigždei, kai vidinės gravitacijos įtakoje žvaigždžių medžiaga suspaudžiama pagal tūrį. Laisvieji elektronai jungiasi su protonais ir sudaro elektriškai neutralias daleles – neutronus. Šios medžiagos tankis yra didžiulis. Rafinuoto cukraus gabalėlio dydžio medžiagos dalelė sveria milijardus tonų. Čia derėtų prisiminti bendrąją reliatyvumo teoriją, kur erdvė ir laikas yra nuolatiniai dydžiai. Vadinasi, suspaudimo procesas negali būti sustabdytas pusiaukelėje, todėl jam nėra jokių apribojimų.

Potencialiai juodoji skylė atrodo kaip skylė, kurioje gali būti perėjimas iš vienos erdvės dalies į kitą. Kartu kinta pačios erdvės ir laiko savybės, susisukdamos į erdvės ir laiko piltuvą. Pasiekusi šio piltuvo dugną, bet kokia medžiaga suyra į kvantus. Kas yra kitoje juodosios skylės pusėje, ši milžiniška skylė? Galbūt ten yra kita erdvė, kurioje galioja kiti dėsniai ir laikas teka priešinga kryptimi.

Reliatyvumo teorijos kontekste juodosios skylės teorija atrodo taip. Erdvės taškas, kuriame gravitacinės jėgos suspaudė bet kokią medžiagą iki mikroskopinių dydžių, turi milžinišką traukos jėgą, kurios dydis didėja iki begalybės. Atsiranda laiko raukšlė, erdvė išsilenkia, užsidaro viename taške. Juodosios skylės praryti objektai negali savarankiškai atlaikyti šio siaubingo dulkių siurblio traukimo jėgos. Netgi šviesos greitis, kurį turi kvantai, neleidžia elementarioms dalelėms įveikti gravitacijos jėgos. Bet koks kūnas, patekęs į tokį tašką, nustoja būti materialiu objektu, susiliejančiu su erdvės ir laiko burbulu.

Juodosios skylės moksliniu požiūriu

Jei paklaustumėte savęs, kaip susidaro juodosios skylės? Aiškaus atsakymo nebus. Visatoje yra gana daug paradoksų ir prieštaravimų, kurių neįmanoma paaiškinti moksliniu požiūriu. Einšteino reliatyvumo teorija leidžia tik teoriškai paaiškinti tokių objektų prigimtį, tačiau kvantinė mechanika ir fizika šiuo atveju tyli.

Bandant paaiškinti vykstančius procesus su fizikos dėsniais, vaizdas atrodys taip. Objektas, susidaręs dėl milžiniško gravitacinio masyvaus arba supermasyvaus kosminio kūno suspaudimo. Šis procesas turi mokslinį pavadinimą – gravitacinis kolapsas. Terminas „juodoji skylė“ pirmą kartą buvo išgirstas mokslo bendruomenėje 1968 m., kai amerikiečių astronomas ir fizikas Johnas Wheeleris bandė paaiškinti žvaigždžių žlugimo būklę. Pagal jo teoriją, masyvios žvaigždės, patyrusios gravitacinį kolapsą, vietoje atsiranda erdvės ir laiko tarpas, kuriame veikia vis stipresnis suspaudimas. Viskas, iš ko susideda žvaigždė, patenka į save.

Šis paaiškinimas leidžia daryti išvadą, kad juodųjų skylių prigimtis niekaip nesusijusi su Visatoje vykstančiais procesais. Viskas, kas vyksta šio objekto viduje, jokiu būdu neatsispindi supančioje erdvėje vienu „BET“. Juodosios skylės gravitacinė jėga yra tokia stipri, kad ji išlenkia erdvę, todėl galaktikos sukasi aplink juodąsias skyles. Atitinkamai paaiškėja priežastis, kodėl galaktikos įgauna spiralės formą. Kiek užtruks, kol didžiulė Paukščių Tako galaktika išnyks į supermasyvios juodosios skylės bedugnę, nežinoma. Įdomus faktas yra tai, kad juodosios skylės gali atsirasti bet kurioje kosmoso vietoje, kur tam sukuriamos idealios sąlygos. Tokia laiko ir erdvės raukšlė neutralizuoja milžiniškus greičius, kuriais žvaigždės sukasi ir juda galaktikos erdvėje. Laikas juodojoje skylėje teka kitoje dimensijoje. Šiame regione jokie gravitacijos dėsniai negali būti interpretuojami fiziškai. Ši būsena vadinama juodosios skylės singuliarumu.

Juodosios skylės nerodo jokių išorinių identifikavimo ženklų, apie jų egzistavimą galima spręsti pagal kitų kosminių objektų, kuriuos veikia gravitaciniai laukai, elgesį. Visas gyvybės ir mirties kovos vaizdas vyksta ant juodosios skylės ribos, kuri yra padengta membrana. Šis įsivaizduojamas piltuvo paviršius vadinamas „įvykių horizontu“. Viskas, ką matome iki šios sienos, yra apčiuopiama ir materialu.

Juodosios skylės susidarymo scenarijai

Plėtodami Johno Wheelerio teoriją, galime daryti išvadą, kad juodųjų skylių paslaptis greičiausiai nėra formuojama. Juodoji skylė susidaro dėl neutroninės žvaigždės žlugimo. Be to, tokio objekto masė turėtų viršyti Saulės masę tris ar daugiau kartų. Neutroninė žvaigždė traukiasi tol, kol jos pačios šviesa nebepajėgia ištrūkti iš glaudaus gravitacijos glėbio. Yra riba, iki kurios žvaigždė gali susitraukti ir pagimdyti juodąją skylę. Šis spindulys vadinamas gravitaciniu spinduliu. Paskutiniame vystymosi etape masyvių žvaigždžių gravitacinis spindulys turėtų būti keli kilometrai.

Šiandien mokslininkai gavo netiesioginių įrodymų, kad keliolikoje rentgeno spindulių dvinarių žvaigždžių yra juodųjų skylių. Rentgeno žvaigždės, pulsarai ar sprogdikliai neturi kieto paviršiaus. Be to, jų masė didesnė už trijų Saulių masę. Dabartinė kosmoso būklė Cygnus žvaigždyne - rentgeno žvaigždė Cygnus X-1 leidžia atsekti šių įdomių objektų formavimosi procesą.

Remiantis tyrimais ir teorinėmis prielaidomis, šiandien moksle yra keturi juodųjų žvaigždžių susidarymo scenarijai:

• masyvios žvaigždės gravitacinis griūtis paskutiniame jos evoliucijos etape;
• centrinio galaktikos regiono žlugimas;
• juodųjų skylių susidarymas Didžiojo sprogimo metu;
• kvantinių juodųjų skylių susidarymas.

Pirmasis scenarijus yra realiausias, tačiau šiandien mums pažįstamų juodųjų žvaigždžių skaičius viršija žinomų neutroninių žvaigždžių skaičių. Ir Visatos amžius nėra toks didelis, kad toks masyvių žvaigždžių skaičius galėtų pereiti visą evoliucijos procesą.

Antrasis scenarijus turi teisę į gyvybę, ir yra ryškus to pavyzdys – supermasyvi juodoji skylė Sagittarius A*, esanti mūsų galaktikos centre. Šio objekto masė yra 3,7 saulės masės. Šio scenarijaus mechanizmas panašus į gravitacinio griūties scenarijų, tik tas skirtumas, kad griūva ne žvaigždė, o tarpžvaigždinės dujos. Gravitacinių jėgų įtakoje dujos suspaudžiamos iki kritinės masės ir tankio. Kritiniu momentu materija suyra į kvantus, sudarydama juodąją skylę. Tačiau ši teorija kelia abejonių, nes neseniai Kolumbijos universiteto astronomai nustatė juodosios skylės Sagittarius A* palydovus. Paaiškėjo, kad tai daug mažų juodųjų skylių, kurios greičiausiai susiformavo kitaip.

Trečiasis scenarijus yra labiau teorinis ir susijęs su Didžiojo sprogimo teorijos egzistavimu. Visatos formavimosi momentu dalis materijos ir gravitacinių laukų patyrė svyravimus. Kitaip tariant, procesai pasuko kitu keliu, nesusijusiu su žinomais kvantinės mechanikos ir branduolinės fizikos procesais.

Paskutinis scenarijus skirtas branduolinio sprogimo fizikai. Medžiagos gumuluose branduolinių reakcijų metu, veikiant gravitacinėms jėgoms, įvyksta sprogimas, kurio vietoje susidaro juodoji skylė. Medžiaga sprogsta į vidų, sugerdama visas daleles.

Juodųjų skylių egzistavimas ir evoliucija

Apytiksliai suvokus tokių keistų kosminių objektų prigimtį, įdomu dar kai kas. Kokie yra tikrieji juodųjų skylių dydžiai ir kaip greitai jos auga? Juodųjų skylių dydžius lemia jų gravitacinis spindulys. Juodųjų skylių atveju juodosios skylės spindulys nustatomas pagal jos masę ir vadinamas Schwarzschildo spinduliu. Pavyzdžiui, jei objekto masė yra lygi mūsų planetos masei, tada Schwarzschildo spindulys šiuo atveju yra 9 mm. Mūsų pagrindinis šviestuvas yra 3 km spindulio. Vidutinis juodosios skylės, susidariusios vietoje žvaigždės, kurios masė yra 10⁸ Saulės masės, tankis bus artimas vandens tankiui. Tokio darinio spindulys sieks 300 milijonų kilometrų.

Tikėtina, kad tokios milžiniškos juodosios skylės yra galaktikų centre. Iki šiol žinoma 50 galaktikų, kurių centre yra didžiuliai laiko ir erdvės šuliniai. Tokių milžinų masė yra milijardai Saulės masės. Galima tik įsivaizduoti, kokią kolosalią ir monstrišką traukos jėgą turi tokia skylė.

Kalbant apie mažas skylutes, tai yra mini objektai, kurių spindulys siekia nereikšmingas vertes, tik 10¯¹² cm. Tokių trupinių masė yra 10¹⁴. Tokie dariniai atsirado Didžiojo sprogimo metu, tačiau laikui bėgant jų dydis išaugo ir šiandien kosmose puikuojasi kaip monstrai. Šiandien mokslininkai bando atkurti sąlygas, kuriomis antžeminėmis sąlygomis susiformavo mažos juodosios skylės. Šiais tikslais atliekami eksperimentai elektronų greitintuvuose, per kuriuos elementarios dalelės pagreitinamos iki šviesos greičio. Pirmieji eksperimentai leido laboratorinėmis sąlygomis gauti kvarko-gliuono plazmą – materiją, kuri egzistavo Visatos formavimosi aušroje. Tokie eksperimentai leidžia tikėtis, kad juodoji skylė Žemėje yra tik laiko klausimas. Kitas dalykas – ar toks žmonijos mokslo laimėjimas nevirs katastrofa mums ir mūsų planetai. Sukūrę dirbtinę juodąją skylę, galime atidaryti Pandoros skrynią.

Naujausi kitų galaktikų stebėjimai leido mokslininkams atrasti juodąsias skyles, kurių matmenys viršija visus įsivaizduojamus lūkesčius ir prielaidas. Su tokiais objektais vykstanti evoliucija leidžia geriau suprasti, kodėl juodųjų skylių masė auga ir kokia yra tikroji jos riba. Mokslininkai padarė išvadą, kad visos žinomos juodosios skylės iki tikrojo dydžio išaugo per 13–14 milijardų metų. Dydžių skirtumas paaiškinamas supančios erdvės tankumu. Jei juodoji skylė turi pakankamai maisto, pasiekiamo jos gravitacinių jėgų, ji sparčiai auga ir pasiekia šimtus ar tūkstančius saulės masių. Taigi tokių objektų, esančių galaktikų centre, gigantiškas dydis. Didžiulis žvaigždžių spiečius, didžiulės tarpžvaigždinių dujų masės suteikia daug maisto augimui. Kai galaktikos susilieja, juodosios skylės gali susijungti ir sudaryti naują supermasyvų objektą.

Sprendžiant iš evoliucinių procesų analizės, įprasta išskirti dvi juodųjų skylių klases:

• objektai, kurių masė 10 kartų didesnė už saulės masę;
• masyvių objektų, kurių masė yra šimtai tūkstančių, milijardai saulės masių.

Yra juodųjų skylių, kurių vidutinė tarpinė masė lygi 100-10 tūkstančių Saulės masių, tačiau jų prigimtis vis dar nežinoma. Kiekvienoje galaktikoje yra maždaug vienas toks objektas. Rentgeno žvaigždžių tyrimas leido M82 galaktikoje rasti dvi vidutinės masės juodąsias skyles 12 milijonų šviesmečių atstumu. Vieno objekto masė svyruoja nuo 200 iki 800 saulės masių. Kitas objektas yra daug didesnis ir jo masė siekia 10-40 tūkstančių saulės masių. Įdomus tokių objektų likimas. Jie yra šalia žvaigždžių spiečių, palaipsniui juos traukia supermasyvi juodoji skylė, esanti centrinėje galaktikos dalyje.

Mūsų planeta ir juodosios skylės

Nepaisant įkalčių apie juodųjų skylių prigimtį paieškų, mokslo pasaulis yra susirūpinęs dėl juodosios skylės vietos ir vaidmens Paukščių Tako galaktikos ir ypač Žemės planetos likime. Laiko ir erdvės raukšlė, esanti Paukščių Tako centre, palaipsniui sugeria visus aplink jį esančius objektus. Juodojoje skylėje jau prarijo milijonai žvaigždžių ir trilijonai tonų tarpžvaigždinių dujų. Laikui bėgant, eilė ateis į Cygnus ir Sagittarius ginklus, kuriuose yra Saulės sistema, apimanti 27 tūkstančių šviesmečių atstumą.

Kita artimiausia supermasyvi juodoji skylė yra centrinėje Andromedos galaktikos dalyje. Jis yra maždaug 2,5 milijono šviesmečių nuo mūsų. Tikriausiai, kol mūsų objektas Šaulys A* užgrius savo galaktiką, turėtume tikėtis dviejų gretimų galaktikų susijungimo. Atitinkamai, dvi supermasyvios juodosios skylės susijungs į vieną, baisaus ir siaubingo dydžio.

Mažos juodosios skylės yra visiškai kitas dalykas. Norint praryti Žemės planetą, pakanka poros centimetrų spindulio juodosios skylės. Problema ta, kad pagal savo prigimtį juodoji skylė yra visiškai beveidis objektas. Iš jo pilvo nesklinda jokia radiacija ar spinduliuotė, todėl pastebėti tokį paslaptingą objektą gana sunku. Tik iš arti galite aptikti foninės šviesos lenkimą, o tai rodo, kad šioje Visatos srityje erdvėje yra skylė.

Iki šiol mokslininkai nustatė, kad arčiausiai Žemės esanti juodoji skylė yra objektas V616 Monocerotis. Monstras yra 3000 šviesmečių nuo mūsų sistemos. Tai didelis darinys, jo masė yra 9–13 saulės masių. Kitas netoliese esantis objektas, keliantis grėsmę mūsų pasauliui, yra juodoji skylė Gygnus X-1. Mus nuo šios pabaisos skiria 6000 šviesmečių atstumas. Mūsų kaimynystėje aptiktos juodosios skylės yra dvinarės sistemos dalis, t.y. yra arti žvaigždės, kuri maitina nepasotinamą objektą.

Išvada

Tokių paslaptingų ir paslaptingų objektų, tokių kaip juodosios skylės, egzistavimas erdvėje tikrai verčia mus būti budriems. Tačiau viskas, kas nutinka juodosioms skylėms, nutinka gana retai, atsižvelgiant į Visatos amžių ir didžiulius atstumus. 4,5 milijardo metų Saulės sistema buvo ramybės būsenoje, egzistavusi pagal mums žinomus dėsnius. Per tą laiką prie Saulės sistemos nieko panašaus – nei erdvės iškraipymo, nei laiko klostės – neatsirado. Tam tikriausiai nėra tinkamų sąlygų. Paukščių tako dalis, kurioje yra Saulės žvaigždžių sistema, yra rami ir stabili erdvės sritis.

Mokslininkai pripažįsta, kad juodosios skylės atsiranda neatsitiktinai. Tokie objektai atlieka tvarkdarių vaidmenį Visatoje, naikindami kosminių kūnų perteklių. Kalbant apie pačių monstrų likimą, jų evoliucija dar nėra iki galo ištirta. Yra versija, kad juodosios skylės nėra amžinos ir tam tikru etapu gali nustoti egzistuoti. Jau ne paslaptis, kad tokie objektai yra galingi energijos šaltiniai. Kokia tai energija ir kaip ji matuojama – kitas reikalas.

Stepheno Hawkingo pastangomis mokslui buvo pristatyta teorija, kad juodoji skylė vis tiek skleidžia energiją, nors prarasdama savo masę. Savo prielaidose mokslininkas vadovavosi reliatyvumo teorija, kur visi procesai yra tarpusavyje susiję. Niekas tiesiog nedingsta nepasirodęs kažkur kitur. Bet kuri medžiaga gali būti paversta kita medžiaga, vienos rūšies energijai pereinant į kitą energijos lygį. Taip gali būti su juodosiomis skylėmis, kurios yra perėjimo iš vienos būsenos į kitą portalas.

Jei turite klausimų, palikite juos komentaruose po straipsniu. Mes arba mūsų lankytojai mielai į juos atsakys

Apsvarstykite paslaptingą ir nematomą Juodosios skylės Visatoje: įdomūs faktai, Einšteino tyrimai, supermasyvūs ir tarpiniai tipai, teorija, struktūra.

- vienas įdomiausių ir paslaptingiausių objektų kosminėje erdvėje. Jie turi didelį tankį, o gravitacinė jėga tokia galinga, kad net šviesa negali ištrūkti už savo ribų.

Albertas Einšteinas pirmą kartą apie juodąsias skyles prabilo 1916 m., kai sukūrė bendrąją reliatyvumo teoriją. Pats terminas atsirado 1967 metais Johno Wheelerio dėka. O pirmoji juodoji skylė buvo „pamatyta“ 1971 m.

Juodųjų skylių klasifikacija apima tris tipus: žvaigždžių masės juodąsias skyles, supermasyvias juodąsias skyles ir vidutinės masės juodąsias skyles. Būtinai pažiūrėkite vaizdo įrašą apie juodąsias skyles, kad sužinotumėte daug įdomių faktų ir geriau pažintumėte šiuos paslaptingus kosminius darinius.

Įdomūs faktai apie juodąsias skyles

• Jei atsidursite juodojoje skylėje, gravitacija jus ištemps. Tačiau bijoti nereikia, nes tu mirsi nepasiekęs singuliarumo. 2012 m. atliktas tyrimas parodė, kad kvantiniai efektai įvykių horizontą paverčia ugnies siena, kuri paverčia jus pelenų krūva.
• Juodosios skylės „nesiurbia“. Šį procesą sukelia vakuumas, kurio šiame darinyje nėra. Taigi medžiaga tiesiog nukrenta.
• Pirmoji juodoji skylė buvo Cygnus X-1, kurią rado raketos su Geigerio skaitikliais. 1971 metais mokslininkai gavo radijo signalą iš Cygnus X-1. Šis objektas tapo Kipo Thorne'o ir Stepheno Hawkingo ginčo objektu. Pastarieji manė, kad tai ne juodoji skylė. 1990 metais jis pripažino pralaimėjęs.
• Mažytės juodosios skylės galėjo atsirasti iškart po Didžiojo sprogimo. Sparčiai besisukanti erdvė kai kurias sritis suspaudė į tankias skyles, ne tokias masyvias nei Saulė.
• Jei žvaigždė priartės per arti, ji gali suplyšti.
• Paprastai manoma, kad yra iki milijardo žvaigždžių juodųjų skylių, kurių masė tris kartus didesnė už Saulės masę.
• Jei palyginsime stygų teoriją ir klasikinę mechaniką, pirmoji duoda daugiau masyvių milžinų atmainų.

Juodųjų skylių pavojus

Kai žvaigždėje baigiasi kuras, ji gali pradėti savęs naikinimo procesą. Jei jos masė būtų tris kartus didesnė už Saulės masę, likusi šerdis taptų neutronine žvaigžde arba balta nykštuke. Tačiau didesnė žvaigždė virsta juodąja skyle.

Tokie objektai yra maži, tačiau turi neįtikėtiną tankį. Įsivaizduokite, kad priešais jus yra miesto dydžio objektas, bet jo masė tris kartus didesnė už Saulės. Tai sukuria neįtikėtinai didžiulę gravitacinę jėgą, kuri pritraukia dulkes ir dujas, padidindama jų dydį. Nustebsite, bet žvaigždžių juodųjų skylių gali būti keli šimtai milijonų.

Supermasyvios juodosios skylės

Žinoma, visatoje niekas neprilygsta supermasyvių juodųjų skylių nuostabumui. Jie milijardus kartų viršija saulės masę. Manoma, kad tokių objektų yra beveik kiekvienoje galaktikoje. Mokslininkai dar nežino visų formavimosi proceso subtilybių. Greičiausiai jie auga dėl aplinkinių dulkių ir dujų susikaupusios masės.

Jie gali būti skolingi dėl tūkstančių mažų juodųjų skylių susijungimo. Arba gali sugriūti visas žvaigždžių spiečius.

Juodosios skylės galaktikų centruose

Astrofizikė Olga Silčenko apie supermasyvios juodosios skylės atradimą Andromedos ūke, Johno Kormendy tyrimus ir tamsius gravituojančius kūnus:

Kosminių radijo šaltinių prigimtis

Astrofizikas Anatolijus Zasovas apie sinchrotroninę spinduliuotę, juodąsias skyles tolimų galaktikų branduoliuose ir neutralias dujas:

Tarpinės juodosios skylės

Neseniai mokslininkai rado naują tipą – vidutinės masės juodąsias skyles. Jie gali susidaryti, kai spiečių žvaigždės susiduria, sukeldamos grandininę reakciją. Dėl to jie patenka į centrą ir sudaro supermasyvią juodąją skylę.

2014 m. astronomai spiralinės galaktikos rankose atrado tarpinį tipą. Juos labai sunku rasti, nes jie gali būti nenuspėjamose vietose.

Mikro juodosios skylės

Fizikas Eduardas Boosas apie LHC saugumą, mikrojuodosios skylės atsiradimą ir membranos koncepciją:

Juodosios skylės teorija

Juodosios skylės yra itin masyvūs objektai, tačiau užima palyginti nedidelę erdvę. Be to, jie turi didžiulę gravitaciją, neleidžiančią objektams (ir net šviesai) palikti jų teritoriją. Tačiau tiesiogiai jų pamatyti neįmanoma. Tyrėjai turi pažvelgti į spinduliuotę, kuri susidaro, kai maitina juodoji skylė.

Įdomu tai, kad atsitinka taip, kad materija, einanti link juodosios skylės, atsimuša į įvykių horizontą ir yra išmetama. Tokiu atveju susidaro ryškios medžiagos čiurkšlės, judančios reliatyvistiniu greičiu. Šias emisijas galima aptikti dideliais atstumais.

- nuostabūs objektai, kuriuose gravitacijos jėga yra tokia didžiulė, kad gali sulenkti šviesą, deformuoti erdvę ir iškraipyti laiką.

Juodosiose skylėse galima išskirti tris sluoksnius: išorinį ir vidinį įvykių horizontą bei singuliarumą.

Juodosios skylės įvykių horizontas yra riba, nuo kurios šviesa neturi galimybės ištrūkti. Kai dalelė kirs šią liniją, ji negalės išeiti. Vidinė sritis, kurioje yra juodosios skylės masė, vadinama singuliarumu.

Jei kalbėtume iš klasikinės mechanikos pozicijų, tai niekas negali išvengti juodosios skylės. Tačiau kvantas daro savo pataisą. Faktas yra tas, kad kiekviena dalelė turi antidalelę. Jie turi tą pačią masę, bet skirtingus krūvius. Jei jie susikerta, jie gali sunaikinti vienas kitą.

Kai tokia pora atsiranda už įvykių horizonto, vieną iš jų galima įtraukti, o kitą – atstumti. Dėl to horizontas gali susitraukti, o juodoji skylė sugriūti. Mokslininkai vis dar bando tirti šį mechanizmą.

Akrecija

Astrofizikas Sergejus Popovas apie supermasyvias juodąsias skyles, planetų formavimąsi ir materijos kaupimąsi ankstyvojoje Visatoje:

Garsiausios juodosios skylės

Dažnai užduodami klausimai apie juodąsias skyles

Talpiau tariant, juodoji skylė yra tam tikra erdvė erdvėje, kurioje sutelkta tokia didžiulė masė, kad nė vienas objektas negali išvengti gravitacinio poveikio. Kalbant apie gravitaciją, mes remiamės bendra Alberto Einšteino pasiūlyta reliatyvumo teorija. Norėdami suprasti tiriamo objekto detales, judėsime žingsnis po žingsnio.

Įsivaizduokime, kad esate planetos paviršiuje ir metate riedulį. Jei neturite Hulko galios, negalėsite panaudoti pakankamai jėgos. Tada akmuo pakils į tam tikrą aukštį, tačiau veikiamas gravitacijos spaudimo nukris atgal. Jei turite paslėptą žaliojo stipruolio potencialą, tuomet galite suteikti objektui pakankamą pagreitį, kurio dėka jis visiškai paliks gravitacinio poveikio zoną. Tai vadinama „pabėgimo greičiu“.

Jei išskaidysime jį į formulę, šis greitis priklauso nuo planetos masės. Kuo jis didesnis, tuo galingesnis gravitacinis sukibimas. Išvykimo greitis priklausys nuo to, kur tiksliai esate: kuo arčiau centro, tuo lengviau išlipti. Mūsų planetos išskridimo greitis yra 11,2 km/s, bet jis yra 2,4 km/s.

Artėjame prie įdomiausios dalies. Tarkime, kad turite objektą su neįtikėtina masės koncentracija, surinktą mažoje vietoje. Šiuo atveju pabėgimo greitis viršija šviesos greitį. Ir mes žinome, kad niekas nejuda greičiau už šį rodiklį, o tai reiškia, kad niekas negalės įveikti tokios jėgos ir pabėgti. Net šviesos spindulys negali to padaryti!

Dar XVIII amžiuje Laplasas mąstė apie ekstremalią masės koncentraciją. Vadovaudamasis bendruoju reliatyvumu, Karlas Schwarzschildas sugebėjo rasti matematinį teorijos lygties sprendimą tokiam objektui apibūdinti. Papildomai prisidėjo Oppenheimeris, Wolkoffas ir Snyderis (1930 m.). Nuo tos akimirkos žmonės pradėjo rimtai diskutuoti šia tema. Tapo aišku: kai masyvi žvaigždė baigia kurą, ji negali atlaikyti gravitacijos jėgos ir būtinai subyrės į juodąją skylę.

Einšteino teorijoje gravitacija yra erdvės ir laiko kreivumo pasireiškimas. Faktas yra tas, kad įprastos geometrinės taisyklės čia neveikia, o masyvūs objektai iškreipia erdvėlaikį. Juodoji skylė turi keistų savybių, todėl jos iškraipymas matomas aiškiausiai. Pavyzdžiui, objektas turi „įvykių horizontą“. Tai yra rutulio paviršius, žymintis skylės liniją. Tai yra, jei peržengi šią ribą, kelio atgal nėra.

Žodžiu, tai vieta, kur pabėgimo greitis yra lygus šviesos greičiui. Už šios vietos pabėgimo greitis yra mažesnis už šviesos greitį. Bet jei jūsų raketa gali įsibėgėti, tada užteks energijos pabėgti.

Pats horizontas yra gana keistas geometrijos prasme. Jei esate toli, jausitės taip, lyg žiūrėtumėte į statinį paviršių. Bet jei priartėsite, suprasite, kad jis juda į išorę šviesos greičiu! Dabar suprantu, kodėl lengva įeiti, bet taip sunku pabėgti. Taip, tai labai glumina, nes iš tikrųjų horizontas stovi vietoje, bet tuo pat metu jis veržiasi šviesos greičiu. Tai panašu į situaciją su Alisa, kuri turėjo bėgti kuo greičiau, kad tik liktų vietoje.

Patekus į horizontą, erdvė ir laikas patiria tokį stiprų iškraipymą, kad koordinatės pradeda apibūdinti radialinio atstumo ir persijungimo laiko vaidmenis. Tai yra, „r“, žymintis atstumą nuo centro, tampa laikinas, o „t“ dabar yra atsakingas už „erdviškumą“. Dėl to jūs negalėsite nustoti judėti su mažesniu r indeksu, kaip ir jūs negalėsite patekti į ateitį įprastu laiku. Pasieksite singuliarumą, kur r = 0. Galite mesti raketas, paleisti variklį iki maksimumo, bet negalite pabėgti.

Terminą „juodoji skylė“ sugalvojo Johnas Archibaldas Wheeleris. Prieš tai jie buvo vadinami „atšalusiomis žvaigždėmis“.

Fizikas Emilis Akhmedovas apie juodųjų skylių, Karlo Schwarzschildo ir milžiniškų juodųjų skylių tyrimą:

Yra du būdai apskaičiuoti, kokio dydžio kažkas yra. Galite įvardyti masę arba tai, kiek plotas užima. Jei imsime pirmąjį kriterijų, tai nėra konkrečios juodosios skylės masyvumo ribos. Galite naudoti bet kokį kiekį, jei tik galite jį suspausti iki reikiamo tankio.

Dauguma šių darinių atsirado po masyvių žvaigždžių mirties, todėl galima tikėtis, kad jų svoris turėtų būti lygiavertis. Tipinė tokios skylės masė būtų 10 kartų didesnė nei saulės – 10 31 kg. Be to, kiekvienoje galaktikoje turi būti centrinė supermasyvi juodoji skylė, kurios masė milijoną kartų viršija Saulės – 10 36 kg.

Kuo objektas masyvesnis, tuo daugiau masės jis dengia. Horizonto spindulys ir masė yra tiesiogiai proporcingi, tai yra, jei juodoji skylė sveria 10 kartų daugiau nei kita, tada jos spindulys yra 10 kartų didesnis. Saulės masyvumo skylės spindulys yra 3 km, o jei jis yra milijoną kartų didesnis, tada 3 milijonai km. Atrodo, kad tai neįtikėtinai dideli dalykai. Tačiau nepamirškime, kad tai yra standartinės astronomijos sąvokos. Saulės spindulys siekia 700 000 km, o juodosios skylės – 4 kartus didesnis.

Tarkime, kad jums nepasisekė ir jūsų laivas nenumaldomai juda link supermasyvios juodosios skylės. Nėra prasmės kovoti. Jūs tiesiog išjungiate variklius ir einate link neišvengiamo. Ko tikėtis?

Pradėkime nuo nesvarumo. Esate laisvo kritimo metu, todėl įgula, laivas ir visos dalys yra nesvarios. Kuo arčiau skylės centro, tuo stipresnės yra potvynio gravitacinės jėgos. Pavyzdžiui, jūsų pėdos yra arčiau centro nei galva. Tada pradedi jausti, kad tave tempia. Dėl to jūs tiesiog būsite suplėšyti.

Šios jėgos nepastebimos tol, kol nepasieksite 600 000 km atstumu nuo centro. Tai jau po horizonto. Bet mes kalbame apie didžiulį objektą. Jei patektum į skylę su saulės mase, potvynio jėgos tave apimtų 6000 km nuo centro ir išdraskytų dar nepasiekus horizonto (todėl mes siunčiame į didžiąją, kad jau galėtum mirti skylės viduje, o ne artėjant).

Kas yra viduje? Nenoriu nuvilti, bet nieko nuostabaus. Kai kurių objektų išvaizda gali būti iškreipta ir nieko neįprasto. Net ir peržengę horizontą matysite aplinkinius dalykus, kurie juda kartu su jumis.

Kiek laiko visa tai užtruks? Viskas priklauso nuo jūsų atstumo. Pavyzdžiui, pradėjote nuo ramybės taško, kur singuliarumas yra 10 kartų didesnis už skylės spindulį. Priartėti prie horizonto prireiks tik 8 minučių, o paskui dar 7 sekundes, kad patektumėte į singuliarumą. Jei pateksite į mažą juodąją skylę, viskas vyks greičiau.

Vos peržengęs horizontą gali šaudyti raketomis, rėkti ir verkti. Turite 7 sekundes visa tai padaryti, kol pateksite į singuliarumą. Bet niekas jūsų neišgelbės. Taigi tiesiog mėgaukitės važiavimu.

Tarkime, tu esi pasmerktas ir įkritai į duobę, o tavo vaikinas stebi iš tolo. Na, jis viską matys kitaip. Pastebėsite, kad priartėję prie horizonto sulėtėsite. Bet net jei žmogus sėdi šimtą metų, jis nelauks, kol pasieksite horizontą.

Pabandykime paaiškinti. Juodoji skylė galėjo atsirasti iš griūvančios žvaigždės. Kadangi medžiaga sunaikinta, Kirilas (tegul jis bus tavo draugas) mato, kad ji mažėja, bet niekada nepastebės, kad ji artėja prie horizonto. Štai kodėl jos buvo vadinamos „užšalusiomis žvaigždėmis“, nes atrodo, kad jos užšąla tam tikru spinduliu.

Kas nutiko? Pavadinkime tai optine apgaule. Norint suformuoti skylę, nereikia begalybės, kaip ir nereikia kirsti horizonto. Kai artėsite, šviesa ilgiau pasiekia Kirilą. Tiksliau, jūsų perėjimo realiuoju laiku spinduliuotė bus įrašyta horizonte amžinai. Jūs jau seniai peržengėte liniją, o Kirilas vis dar stebi šviesos signalą.

Arba galite prieiti iš kitos pusės. Laikas ilgėja šalia horizonto. Pavyzdžiui, jūs turite itin galingą laivą. Tau pavyko priartėti prie horizonto, pabūti ten porą minučių ir gyvam išlipti pas Kirilą. ką pamatysi? Senas vyras! Juk laikas tau prabėgo daug lėčiau.

Kas tada tiesa? Iliuzija ar laiko žaidimas? Viskas priklauso nuo koordinačių sistemos, naudojamos juodajai skylei apibūdinti. Jei pasikliaujate Schwarzschildo koordinatėmis, tada kertant horizontą laiko koordinatė (t) yra lygi begalybei. Tačiau šios sistemos metrika suteikia neryškų vaizdą apie tai, kas vyksta šalia paties objekto. Ties horizonto linija visos koordinatės yra iškraipytos (singuliarumas). Bet jūs galite naudoti abi koordinačių sistemas, todėl abu atsakymai galioja.

Tiesą sakant, jūs tiesiog tapsite nematomas, o Kirilas nustos jus matyti, kol nepraeis daug laiko. Nepamirškite apie raudonąjį poslinkį. Jūs skleidžiate stebimą šviesą tam tikru bangos ilgiu, bet Kirilas matys ją esant ilgesniam. Bangos ilgėja artėjant prie horizonto. Be to, nepamirškite, kad tam tikruose fotonuose atsiranda spinduliuotė.

Pavyzdžiui, perėjimo momentu atsiųsite paskutinį fotoną. Kirilą jis pasieks tam tikru ribotu laiku (supermasyvios juodosios skylės atveju apie valandą).

Žinoma ne. Nepamirškite apie įvykių horizonto egzistavimą. Tai vienintelė sritis, iš kurios negalite išeiti. Užtenka tik prie jos nesiartinti ir jaustis ramiai. Be to, iš saugaus atstumo šis objektas jums atrodys labai įprastas.

Hokingo informacijos paradoksas

Fizikas Emilis Akhmedovas apie gravitacijos poveikį elektromagnetinėms bangoms, juodųjų skylių informacinį paradoksą ir nuspėjamumo principą moksle:

Neišsigąskite, nes Saulė niekada nepavirs tokiu objektu, nes jai tiesiog neužtenka masės. Be to, dabartinę išvaizdą jis išlaikys dar 5 milijardus metų. Tada jis pereis į raudonojo milžino stadiją, sugerdamas Merkurijų, Venerą ir kruopščiai apkepindamas mūsų planetą, o tada taps įprasta balta nykštuke.

Bet pasileiskime fantazijai. Taigi Saulė tapo juodąja skyle. Pirmiausia mus tuoj apgaubs tamsa ir šaltis. Žemė ir kitos planetos nebus įsiurbtos į skylę. Jie ir toliau skris aplink naują objektą įprastomis orbitomis. Kodėl? Nes horizontas sieks vos 3 km, o gravitacija mums nieko nepadarys.

Taip. Natūralu, kad negalime pasikliauti matomu stebėjimu, nes šviesa negali pabėgti. Tačiau yra netiesioginių įrodymų. Pavyzdžiui, matote sritį, kurioje gali būti juodoji skylė. Kaip galiu tai patikrinti? Pradėkite nuo masės matavimo. Jei aišku, kad vienoje srityje jo per daug arba ji iš pažiūros nematoma, vadinasi, eini teisingu keliu. Yra du paieškos taškai: galaktikos centras ir dvejetainės sistemos su rentgeno spinduliuote.

Taigi, masyvūs centriniai objektai buvo rasti 8 galaktikose, kurių branduolinė masė svyruoja nuo milijono iki milijardo saulės. Masė apskaičiuojama stebint žvaigždžių ir dujų sukimosi aplink centrą greitį. Kuo greičiau, tuo didesnė masė turi būti, kad jie liktų orbitoje.

Šie didžiuliai objektai laikomi juodosiomis skylėmis dėl dviejų priežasčių. Na, daugiau variantų tiesiog nėra. Nėra nieko masyvesnio, tamsesnio ir kompaktiškesnio. Be to, egzistuoja teorija, kad visos aktyvios ir didelės galaktikos turi tokį pabaisą, pasislėpusią centre. Bet vis tiek tai nėra 100% įrodymas.

Tačiau dvi naujausios išvados pasisako už teoriją. Artimiausioje aktyvioje galaktikoje buvo pastebėta netoli branduolio esanti „vandens maserio“ sistema (galingas mikrobangų spinduliuotės šaltinis). Naudodami interferometrą, mokslininkai nustatė dujų greičių pasiskirstymą. Tai yra, galaktikos centre jie išmatavo greitį per pusę šviesmečio. Tai jiems padėjo suprasti, kad viduje yra didžiulis objektas, kurio spindulys siekė pusę šviesmečio.

Antrasis radinys dar įtikinamesnis. Rentgeno spindulius naudojantys mokslininkai užkliuvo ant galaktikos branduolio spektrinės linijos, rodančios, kad netoliese yra atomų, kurių greitis yra neįtikėtinai didelis (1/3 šviesos greičio). Be to, emisija atitiko raudonąjį poslinkį, atitinkantį juodosios skylės horizontą.

Kitą klasę galima rasti Paukščių Take. Tai žvaigždžių juodosios skylės, kurios susidaro po supernovos sprogimo. Jei jie egzistuotų atskirai, net iš arti to beveik nepastebėtume. Bet mums pasisekė, nes dauguma egzistuoja dvigubose sistemose. Juos lengva rasti, nes juodoji skylė trauks savo kaimyno masę ir paveiks ją gravitacija. „Ištraukta“ medžiaga sudaro akrecinį diską, kuriame viskas įkaista ir todėl sukuria stiprią spinduliuotę.

Tarkime, kad jums pavyko rasti dvejetainę sistemą. Kaip suprasti, kad kompaktiškas objektas yra juodoji skylė? Vėl kreipiamės į mases. Norėdami tai padaryti, išmatuokite netoliese esančios žvaigždės orbitos greitį. Jei masė yra neįtikėtinai didžiulė su tokiais mažais matmenimis, tada nebelieka galimybių.

Tai sudėtingas mechanizmas. Stephenas Hawkingas panašią temą iškėlė dar aštuntajame dešimtmetyje. Jis sakė, kad juodosios skylės iš tikrųjų nėra „juodos“. Yra kvantinis mechaninis poveikis, dėl kurio jis sukuria spinduliuotę. Palaipsniui skylė pradeda trauktis. Spinduliavimo greitis didėja mažėjant masei, todėl skylė skleidžia vis daugiau ir pagreitina suspaudimo procesą, kol ištirpsta.

Tačiau tai tik teorinė schema, nes niekas negali tiksliai pasakyti, kas vyksta paskutiniame etape. Kai kurie žmonės mano, kad lieka mažas, bet stabilus pėdsakas. Šiuolaikinės teorijos dar nesugalvojo nieko geresnio. Tačiau pats procesas yra neįtikėtinas ir sudėtingas. Būtina skaičiuoti parametrus išlenktu erdvėlaikiu, o patys rezultatai negali būti patikrinti normaliomis sąlygomis.

Čia galima naudoti Energijos tvermės dėsnį, tačiau tik trumpą laiką. Visata gali sukurti energiją ir masę nuo nulio, tačiau jos turi greitai išnykti. Viena iš apraiškų yra vakuumo svyravimai. Dalelių ir antidalelių poros išauga iš niekur, egzistuoja tam tikrą trumpą laiką ir miršta abipusiame sunaikinime. Jiems atsiradus sutrinka energijos balansas, bet dingus viskas atsistato. Atrodo fantastiškai, bet šis mechanizmas buvo patvirtintas eksperimentiškai.

Tarkime, kad vienas iš vakuumo svyravimų veikia netoli juodosios skylės horizonto. Galbūt viena iš dalelių patenka, o antroji pabėga. Tas, kuris pabėga, pasiima dalį skylės energijos ir gali patekti į stebėtojo akis. Jam atrodys, kad tamsus objektas tiesiog išleido dalelę. Tačiau procesas kartojasi ir matome nuolatinį juodosios skylės spinduliuotės srautą.

Jau sakėme, kad Kirilui atrodo, kad norint peržengti horizonto liniją reikia begalybės. Be to, buvo paminėta, kad juodosios skylės išgaruoja po riboto laiko. Taigi, kai pasieksite horizontą, skylė išnyks?

Nr. Kai aprašėme Kirilo pastebėjimus, apie garavimo procesą nekalbėjome. Bet jei šis procesas vyksta, viskas pasikeičia. Jūsų draugas pamatys jus skrendant per horizontą tiksliai išgaravimo momentu. Kodėl?

Kirilyje vyrauja optinė apgaulė. Įvykio horizonte skleidžiama šviesa užtrunka ilgai, kol pasiekia savo draugą. Jei skylė tęsiasi amžinai, šviesa gali keliauti neribotą laiką, o Kirilas nelauks perėjimo. Bet jei skylė išgaravo, niekas nesustabdys šviesos ir ji pasieks vaikiną radiacijos sprogimo momentu. Bet tau jau nerūpi, nes seniai mirei singuliarume.

Bendrosios reliatyvumo teorijos formulės turi įdomią savybę – simetriją laike. Pavyzdžiui, bet kurioje lygtyje galite įsivaizduoti, kad laikas teka atgal ir gauti kitokį, bet vis tiek teisingą sprendimą. Jei šį principą taikysime juodosioms skylėms, tada gimsta baltoji skylė.

Juodoji skylė yra apibrėžta sritis, iš kurios niekas negali ištrūkti. Tačiau antrasis variantas yra balta skylė, į kurią niekas negali įkristi. Tiesą sakant, ji viską atstumia. Nors matematiniu požiūriu viskas atrodo sklandžiai, tai neįrodo jų egzistavimo gamtoje. Greičiausiai jų nėra, ir nėra galimybės sužinoti.

Iki šiol kalbėjome apie juodųjų skylių klasiką. Jie nesisuka ir neturi elektros krūvio. Tačiau priešingoje versijoje prasideda įdomiausias dalykas. Pavyzdžiui, galite patekti į vidų, bet išvengti išskirtinumo. Be to, jo „vidus“ gali liestis su balta skyle. Tai yra, atsidursite savotiškame tunelyje, kur juodoji skylė yra įėjimas, o baltoji – išėjimas. Šis derinys vadinamas kirmgrauža.

Įdomu tai, kad baltoji skylė gali būti bet kur, net kitoje Visatoje. Jei žinosime, kaip suvaldyti tokias kirmgraužas, užtikrinsime greitą transportavimą į bet kurią kosmoso sritį. O dar šaunesnė yra galimybė keliauti laiku.

Tačiau nesikraukite kuprinės, kol nežinosite kelių dalykų. Deja, didelė tikimybė, kad tokių darinių nėra. Jau sakėme, kad baltosios skylės yra matematinių formulių išvada, o ne tikras ir patvirtintas objektas. Ir visos pastebėtos juodosios skylės sukuria materiją, kuri krenta ir nesudaro kirmgraužų. Ir paskutinė stotelė yra išskirtinumas.

Nėra savo grožiu labiau užburiančio kosminio reiškinio nei juodosios skylės. Kaip žinote, objektas gavo savo pavadinimą dėl to, kad jis gali sugerti šviesą, bet negali jos atspindėti. Dėl didžiulės gravitacijos juodosios skylės įsiurbia viską, kas yra šalia jų – planetas, žvaigždes, kosmines šiukšles. Tačiau tai dar ne viskas, ką reikia žinoti apie juodąsias skyles, nes apie jas yra daug nuostabių faktų.

Juodosios skylės neturi grįžimo taško

Ilgą laiką buvo manoma, kad viskas, kas patenka į juodosios skylės sritį, joje ir lieka, tačiau naujausių tyrimų rezultatas – po kurio laiko juodoji skylė „išspjauna“ visą savo turinį į erdvę, bet kitoje. forma, skiriasi nuo originalios. Įvykių horizontas, kuris buvo laikomas kosminių objektų negrįžimo tašku, pasirodė esąs tik laikinas jų prieglobstis, tačiau šis procesas vyksta labai lėtai.

Žemei gresia juodoji skylė

Saulės sistema yra tik dalis begalinės galaktikos, kurioje yra daug juodųjų skylių. Pasirodo, Žemei grėsmę kelia du iš jų, bet, laimei, jie yra labai nutolę – apie 1600 šviesmečių. Jie buvo aptikti galaktikoje, kuri susiformavo susiliejus dviem galaktikoms.


Mokslininkai juodąsias skyles matė tik todėl, kad jos buvo šalia Saulės sistemos, naudodamiesi rentgeno teleskopu, galinčiu užfiksuoti šių kosminių objektų skleidžiamus rentgeno spindulius. Juodosios skylės, nes jos yra viena šalia kitos ir praktiškai susilieja į vieną, buvo vadinamos vienu vardu - Chandra Mėnulio dievo garbei iš indų mitologijos. Mokslininkai įsitikinę, kad Chandra netrukus taps tokia dėl didžiulės gravitacijos jėgos.

Juodosios skylės laikui bėgant gali išnykti

Anksčiau ar vėliau visas turinys išeina iš juodosios skylės ir lieka tik spinduliuotė. Juodosios skylės praranda masę, laikui bėgant jos mažėja ir visiškai išnyksta. Kosminio objekto mirtis yra labai lėta, todėl vargu ar kuris nors mokslininkas sugebės pamatyti, kaip juodoji skylė mažėja, o paskui išnyksta. Stephenas Hawkingas teigė, kad skylė erdvėje yra labai suspausta planeta ir laikui bėgant ji išgaruoja, pradedant nuo iškraipymo kraštų.

Juodosios skylės nebūtinai gali atrodyti juodos

Juodosios skylės nėra sukurtos iš niekur, jos yra pagrįstos išnykusia žvaigžde.

Dėl termobranduolinio kuro tiekimo žvaigždės šviečia erdvėje. Kai jis baigiasi, žvaigždė pradeda vėsti, pamažu iš baltosios nykštukės virsta juodąja nykštuke. Slėgis atvėsusios žvaigždės viduje pradeda mažėti. Gravitacijos įtakoje kosminis kūnas pradeda trauktis. Šio proceso pasekmė – žvaigždė tarsi sprogsta, visos jos dalelės išsisklaido erdvėje, tačiau tuo pat metu toliau veikia gravitacinės jėgos, pritraukdamos kaimyninius kosminius objektus, kuriuos vėliau ji sugeria, padidindama juodos spalvos galią. skylė ir jos dydis.

Supermasyvi juodoji skylė

Juodoji skylė, dešimtis tūkstančių kartų didesnė už Saulės dydį, yra pačiame Paukščių Tako centre. Mokslininkai jį pavadino Šauliu ir yra atokiau nuo Žemės 26 000 šviesmečių. Šis galaktikos regionas yra ypač aktyvus ir greitai sugeria viską, kas yra šalia jo. Ji taip pat dažnai „išspjauna“ užgesusias žvaigždes.


Stebina tai, kad vidutinis juodosios skylės tankis, net turint omenyje jos milžinišką dydį, gali būti net lygus oro tankiui. Didėjant juodosios skylės spinduliui, tai yra, jos užfiksuotų objektų skaičiui, juodosios skylės tankis mažėja ir tai paaiškinama paprastais fizikos dėsniais. Taigi didžiausi erdvės kūnai iš tikrųjų gali būti lengvi kaip oras.

Juodoji skylė gali sukurti naujas visatas

Kad ir kaip keistai tai skambėtų, ypač atsižvelgiant į tai, kad iš tikrųjų juodosios skylės sugeria ir atitinkamai sunaikina viską aplinkui, mokslininkai rimtai galvoja, kad šie kosminiai objektai gali reikšti naujos Visatos atsiradimo pradžią. Taigi, kaip žinome, juodosios skylės ne tik sugeria medžiagą, bet ir tam tikrais laikotarpiais gali ją išleisti. Bet kuri iš juodosios skylės išlindusi dalelė gali sprogti ir tai taps nauju Didžiuoju sprogimu, o pagal jo teoriją mūsų Visata taip atsirado, todėl gali būti, kad šiandien egzistuojanti Saulės sistema, kurioje sukasi Žemė, apgyvendinta daugybės žmonių, kadaise gimė iš didžiulės juodosios skylės.

Prie juodosios skylės laikas slenka labai lėtai

Kai objektas priartėja prie juodosios skylės, nesvarbu, kokią masę jis turi, jo judėjimas pradeda lėtėti ir taip atsitinka todėl, kad pačioje juodojoje skylėje laikas sulėtėja ir viskas vyksta labai lėtai. Taip yra dėl didžiulės juodosios skylės gravitacijos jėgos. Be to, tai, kas vyksta pačioje juodojoje skylėje, vyksta gana greitai, todėl jei stebėtojas žiūrėtų į juodąją skylę iš išorės, jam atrodytų, kad visi joje vykstantys procesai vyksta lėtai, bet jei jis patenka į jos piltuvą. , gravitacinės jėgos jį akimirksniu suplėšytų.

Tam, kad susidarytų juodoji skylė, reikia suspausti kūną iki tam tikro kritinio tankio, kad suspausto kūno spindulys būtų lygus jo gravitaciniam spinduliui. Šio kritinio tankio vertė yra atvirkščiai proporcinga juodosios skylės masės kvadratui.

Tipinei žvaigždžių masės juodajai skylei ( M=10M saulės) gravitacinis spindulys yra 30 km, o kritinis tankis yra 2·10 14 g/cm 3, tai yra du šimtai milijonų tonų kubiniame centimetre. Šis tankis yra labai didelis, palyginti su vidutiniu Žemės tankiu (5,5 g/cm3), jis lygus atomo branduolio medžiagos tankiui.

Dėl juodosios skylės galaktikos šerdyje ( M=10 10 M saulės) gravitacinis spindulys yra 3·10 15 cm = 200 AU, tai yra penkis kartus didesnis už atstumą nuo Saulės iki Plutono (1 astronominis vienetas – vidutinis atstumas nuo Žemės iki Saulės – lygus 150 mln. km arba 1,5·10 13 cm). Kritinis tankis šiuo atveju lygus 0,2·10 –3 g/cm 3 , o tai kelis kartus mažesnis už oro tankį, lygus 1,3·10 –3 g/cm 3 (!).

Dėl žemės ( M=3·10 –6 M saulė), gravitacinis spindulys yra artimas 9 mm, o atitinkamas kritinis tankis yra nepaprastai didelis: ρ cr = 2·10 27 g/cm 3, o tai yra 13 dydžių kategorijų didesnis už atomo branduolio tankį.

Jeigu paimtume kokį nors įsivaizduojamą sferinį presą ir suspaustume Žemę, išlaikydami jos masę, tai keturis kartus sumažinus Žemės spindulį (6370 km), antrasis pabėgimo greitis padvigubės ir taps lygus 22,4 km/s. Jei suspaustume Žemę taip, kad jos spindulys būtų maždaug 9 mm, tada antrasis kosminis greitis įgaus reikšmę, lygią šviesos greičiui c= 300 000 km/s.

Toliau preso neprireiks – iki tokio dydžio suspausta Žemė jau pati susispaus. Galų gale vietoje Žemės susiformuos juodoji skylė, kurios įvykių horizonto spindulys bus artimas 9 mm (jei neatsižvelgsime į susidariusios juodosios skylės sukimąsi). Realiomis sąlygomis, žinoma, nėra itin galingo preso - gravitacija „veikia“. Štai kodėl juodosios skylės gali susidaryti tik tada, kai žlunga labai masyvių žvaigždžių vidus, kur gravitacija yra pakankamai stipri, kad suspaustų medžiagą iki kritinio tankio.

Žvaigždžių evoliucija

Juodosios skylės susidaro paskutiniuose masyvių žvaigždžių evoliucijos etapuose. Paprastų žvaigždžių gelmėse vyksta termobranduolinės reakcijos, išsiskiria didžiulė energija ir palaikoma aukšta temperatūra (dešimtys ir šimtai milijonų laipsnių). Gravitacinės jėgos linkusios suspausti žvaigždę, o karštų dujų ir spinduliuotės slėgio jėgos priešinasi šiam suspaudimui. Todėl žvaigždė yra hidrostatinėje pusiausvyroje.

Be to, žvaigždė gali egzistuoti šiluminėje pusiausvyroje, kai energijos išsiskyrimas dėl termobranduolinių reakcijų jos centre yra lygiai lygus galiai, kurią žvaigždė skleidžia iš paviršiaus. Žvaigždei susitraukiant ir plečiantis, sutrinka šiluminė pusiausvyra. Jei žvaigždė stovi, tada jos pusiausvyra nustatoma taip, kad žvaigždės neigiama potenciali energija (gravitacinio suspaudimo energija) absoliučia verte visada yra dvigubai didesnė už šiluminę energiją. Dėl šios priežasties žvaigždė turi nuostabią savybę - neigiamą šilumos talpą. Paprasti kūnai turi teigiamą šiluminę talpą: įkaitęs geležies gabalas atvėsęs, tai yra prarasdamas energiją, sumažina savo temperatūrą. Žvaigždės atžvilgiu yra atvirkščiai: kuo daugiau energijos ji praranda spinduliuotės pavidalu, tuo aukštesnė temperatūra jos centre.

Ši iš pirmo žvilgsnio keista savybė turi paprastą paaiškinimą: spinduliuodama žvaigždė lėtai susitraukia. Suspaudimo metu potencinė energija paverčiama krintančių žvaigždės sluoksnių kinetine energija, o jos vidus įkaista. Be to, šiluminė energija, kurią žvaigždė gauna dėl suspaudimo, yra dvigubai didesnė už energiją, prarastą spinduliuotės pavidalu. Dėl to pakyla žvaigždės vidaus temperatūra, vyksta nuolatinė termobranduolinė cheminių elementų sintezė. Pavyzdžiui, vandenilio pavertimo heliu reakcija dabartinėje Saulėje vyksta 15 milijonų laipsnių temperatūroje. Kai po 4 milijardų metų Saulės centre visas vandenilis virsta heliu, tolimesnei anglies atomų sintezei iš helio atomų reikės kur kas aukštesnės, apie 100 milijonų laipsnių temperatūros (helio branduolių elektrinis krūvis yra dvigubai didesnis nei vandenilio branduolių, o norint suartinti branduolius helio 10–13 cm atstumu, reikia daug aukštesnės temperatūros). Būtent tokia temperatūra bus užtikrinta dėl neigiamos Saulės šiluminės talpos, kol jos gelmėse užsidegs termobranduolinė helio pavertimo anglimi reakcija.

Baltieji nykštukai

Jei žvaigždės masė yra maža, todėl jos šerdies, paveiktos termobranduolinių transformacijų, masė yra mažesnė nei 1,4 M saulės, cheminių elementų termobranduolinė sintezė gali nutrūkti dėl vadinamojo elektronų dujų išsigimimo žvaigždės šerdyje. Visų pirma, išsigimusių dujų slėgis priklauso nuo tankio, bet nepriklauso nuo temperatūros, nes elektronų kvantinių judesių energija yra daug didesnė nei jų šiluminio judėjimo energija.

Didelis išsigimusių elektronų dujų slėgis veiksmingai neutralizuoja gravitacinio suspaudimo jėgas. Kadangi slėgis nepriklauso nuo temperatūros, žvaigždės energijos praradimas spinduliuotės pavidalu nesuspaudžia jos šerdies. Vadinasi, gravitacinė energija neišskiriama kaip papildoma šiluma. Todėl temperatūra besivystančioje išsigimusioje šerdyje nekyla, todėl nutrūksta termobranduolinių reakcijų grandinė.

Išorinis vandenilio apvalkalas, nepaveiktas termobranduolinių reakcijų, atsiskiria nuo žvaigždės šerdies ir sudaro planetinį ūką, švytintį vandenilio, helio ir kitų elementų emisijos linijose. Centrinė kompaktiška ir santykinai karšta išsivysčiusios mažos masės žvaigždės šerdis yra baltoji nykštukė – objektas, kurio spindulys yra maždaug Žemės spindulio (~10 4 km), masė mažesnė nei 1,4 M saulės ir vidutinis tankis apie toną kubiniame centimetre. Baltųjų nykštukų pastebima daug. Bendras jų skaičius galaktikoje siekia 10 10, tai yra apie 10% visos stebimos Galaktikos materijos masės.

Termobranduolinis deginimas išsigimusioje baltojoje nykštukėje gali būti nestabilus ir sukelti pakankamai masyvios baltosios nykštukės branduolinį sprogimą, kurios masė artima vadinamajai Chandrasekhar ribai (1,4). M saulė). Tokie sprogimai atrodo kaip I tipo supernovos, kurių spektre nėra vandenilio linijų, o tik helio, anglies, deguonies ir kitų sunkiųjų elementų linijos.

Neutroninės žvaigždės

Jei žvaigždės šerdis yra išsigimusi, jos masei artėjant prie 1,4 ribos M saulės, įprastas elektronų dujų išsigimimas branduolyje pakeičiamas vadinamuoju reliatyvistiniu išsigimimu.

Degeneruotų elektronų kvantiniai judesiai tampa tokie greiti, kad jų greitis artėja prie šviesos greičio. Tokiu atveju mažėja dujų elastingumas, sumažėja jų gebėjimas atremti gravitacijos jėgas ir žvaigždė patiria gravitacinį kolapsą. Žlugimo metu elektronus pagauna protonai ir įvyksta medžiagos neutronizacija. Dėl to iš masyvios išsigimusios šerdies susidaro neutroninė žvaigždė.

Jei pradinė žvaigždės šerdies masė viršija 1,4 M saulės, tada šerdyje pasiekiama aukšta temperatūra, o elektronų degeneracija nevyksta per visą jos evoliuciją. Šiuo atveju veikia neigiama šiluminė talpa: žvaigždei netekus energijos spinduliuotės pavidalu, jos gelmėse pakyla temperatūra, vyksta nenutrūkstama termobranduolinių reakcijų grandinė, kurios vandenilį paverčia heliu, helią anglimi, anglį deguonimi ir taip toliau, iki geležies grupės elementų. Sunkesnių už geležį elementų branduolių termobranduolinės sintezės reakcija vyksta jau ne išskiriant, o įsisavinant energiją. Todėl, jei žvaigždės šerdies, kurią daugiausia sudaro geležies grupės elementai, masė viršija Chandrasekhar ribą 1,4 M saulė , bet mažesnė už vadinamąją Oppenheimerio–Volkovo ribą ~3 M saulės, tada žvaigždės branduolinės evoliucijos pabaigoje įvyksta gravitacinis branduolio kolapsas, dėl kurio išsilieja išorinis žvaigždės vandenilio apvalkalas, kuris stebimas kaip II tipo supernovos sprogimas, spektre kurios stebimos galingos vandenilio linijos.

Geležies šerdies žlugimas veda į neutroninės žvaigždės susidarymą.

Suspaudus masyvią žvaigždės šerdį, pasiekusią vėlyvą evoliucijos stadiją, temperatūra pakyla iki milžiniškų milijardo laipsnių dydžių, kai atomų branduoliai pradeda skilti į neutronus ir protonus. Protonai sugeria elektronus ir virsta neutronais, išspinduliuojančiais neutrinus. Neutronai pagal kvantinį mechaninį Pauli principą su stipriu suspaudimu pradeda efektyviai atstumti vienas kitą.

Kai griūvančios šerdies masė mažesnė nei 3 M saulė, neutronų greitis yra žymiai mažesnis už šviesos greitį ir medžiagos elastingumas dėl efektyvaus neutronų atstūmimo gali subalansuoti gravitacines jėgas ir lemti stabilios neutroninės žvaigždės susidarymą.

Neutroninių žvaigždžių egzistavimo galimybę 1932 m. pirmą kartą numatė puikus sovietų fizikas Landau iš karto po neutrono atradimo laboratoriniais eksperimentais. Neutroninės žvaigždės spindulys yra arti 10 km, jos vidutinis tankis – šimtai milijonų tonų kubiniame centimetre.

Kai griūvančios žvaigždės šerdies masė didesnė nei 3 M saulės, tada, remiantis esamomis idėjomis, susidariusi neutroninė žvaigždė, vėsdama, subyra į juodąją skylę. Neutroninės žvaigždės griūtį į juodąją skylę taip pat palengvina atvirkštinis žvaigždės apvalkalo dalies kritimas, išmestas supernovos sprogimo metu.

Neutroninė žvaigždė paprastai sukasi greitai, nes normali žvaigždė, kuri ją pagimdė, gali turėti didelį kampinį impulsą. Kai žvaigždės šerdis subyra į neutroninę žvaigždę, būdingi žvaigždės matmenys mažėja nuo R= 10 5 –10 6 km iki R≈ 10 km. Mažėjant žvaigždės dydžiui, mažėja jos inercijos momentas. Norint išlaikyti kampinį momentą, ašinio sukimosi greitis turi smarkiai padidėti. Pavyzdžiui, jei Saulė, besisukanti maždaug per mėnesį, yra suspausta iki neutroninės žvaigždės dydžio, tada sukimosi periodas sumažės iki 10–3 sekundžių.

Pavienės neutroninės žvaigždės, turinčios stiprų magnetinį lauką, pasireiškia kaip radijo pulsarai - griežtai periodinių radijo spinduliuotės impulsų šaltiniai, atsirandantys, kai greito neutroninės žvaigždės sukimosi energija paverčiama nukreipta radijo spinduliuote. Dvejetainėse sistemose besikaupiančios neutroninės žvaigždės demonstruoja rentgeno spindulių pulsaro ir 1 tipo rentgeno spindulių sprogdinimo reiškinį.

Negalima tikėtis griežtai periodiškų juodosios skylės spinduliuotės pulsacijų, nes juodoji skylė neturi matomo paviršiaus ir magnetinio lauko. Kaip dažnai sako fizikai, juodosios skylės neturi „plaukų“ – visi laukai ir visi nehomogeniškumas šalia įvykių horizonto išsiskiria, kai juodoji skylė susidaro iš griūvančios medžiagos gravitacinių bangų srauto pavidalu. Dėl to susidariusi juodoji skylė turi tik tris charakteristikas: masę, kampinį momentą ir elektros krūvį. Formuojantis juodajai skylei pasimiršta visos atskiros griūvančios medžiagos savybės: pavyzdžiui, juodosios skylės, susidarančios iš geležies ir iš vandens, turi tas pačias charakteristikas.

Kaip numato Bendroji reliatyvumo teorija (GR), žvaigždės, kurių geležies šerdies masė jų evoliucijos pabaigoje viršija 3 M saulė, patirkite neribotą suspaudimą (reliatyvistinį kolapsą) susidarant juodajai skylei. Tai paaiškinama tuo, kad bendrojoje reliatyvumo teorijoje gravitacines jėgas, linkusias suspausti žvaigždę, lemia energijos tankis, o esant milžiniškam medžiagos tankiui, kuris pasiekiamas suspaudžiant tokią masyvią žvaigždės šerdį, pagrindinis indėlis į energijos tankį. Sudaro nebe dalelių poilsio energija, o jų judėjimo ir sąveikos energija. Pasirodo, bendrojoje reliatyvumo teorijoje labai didelio tankio medžiagos slėgis tarsi „pasveria“ pats save: kuo didesnis slėgis, tuo didesnis energijos tankis, taigi, tuo didesnės gravitacinės jėgos, linkusios suspausti medžiagą. Be to, esant stipriam gravitaciniam laukui, iš esmės svarbus tampa erdvės ir laiko kreivumo poveikis, kuris taip pat prisideda prie neriboto žvaigždės branduolio suspaudimo ir pavertimo juodąja skyle (3 pav.).

Apibendrinant, pastebime, kad mūsų eroje susiformavusios juodosios skylės (pavyzdžiui, juodoji skylė Cygnus X-1 sistemoje), griežtai kalbant, nėra šimtaprocentinės juodosios skylės, nes dėl reliatyvistinio laiko išsiplėtimo tolimam stebėtojui, jų įvykių horizontai vis dar nesusiformavę. Tokių griūvančių žvaigždžių paviršiai stebėtojui Žemėje atrodo sustingę, be galo artėjantys prie įvykių horizonto.

Kad iš tokių griūvančių objektų pagaliau susidarytų juodosios skylės, turime laukti visą be galo ilgą mūsų Visatos egzistavimo laiką. Tačiau reikia pabrėžti, kad jau pirmosiomis reliatyvistinio griūties sekundėmis griūvančios žvaigždės paviršius stebėtojui iš Žemės priartėja labai arti įvykių horizonto ir visi procesai šiame paviršiuje sulėtėja be galo.