Хар нүх гэж юу вэ? Хоёртын системийг үзэж байна

Физик, одон орон судлалын салбарт асар их ололт амжилтад хүрсэн ч мөн чанар нь бүрэн нээгдээгүй олон үзэгдлүүд байдаг. Ийм үзэгдлүүд нь нууцлаг хар нүхнүүд багтдаг бөгөөд тэдгээрийн талаарх бүх мэдээлэл нь зөвхөн онолын шинж чанартай бөгөөд практик аргаар баталгаажуулах боломжгүй юм.

Хар нүх байдаг уу?

Харьцангуйн онол гарч ирэхээс өмнө одон орон судлаачид хар юүлүүр байдаг тухай онолыг дэвшүүлсэн. Эйнштейний онолыг нийтэлсний дараа таталцлын тухай асуудал шинэчлэгдэн хар нүхний асуудалд шинэ таамаглал гарч ирэв. Энэ сансрын биетийг харах нь бодитой бус, учир нь энэ нь түүний орон зайд орж буй бүх гэрлийг шингээдэг. Эрдэмтэд од хоорондын хийн хөдөлгөөн, оддын замнал дээр үндэслэн хар нүх байдгийг нотолж байна.

Хар нүх үүсэх нь тэдний эргэн тойрон дахь орон зай-цаг хугацааны шинж чанарыг өөрчлөхөд хүргэдэг. Цаг хугацаа асар их таталцлын нөлөөн дор шахагдаж, удааширч байх шиг байна. Хар юүлүүрийн замд орсон одод замаасаа хазайж, чиглэлээ ч өөрчилж болно. Хар нүхнүүд ихэр одныхоо энергийг өөртөө шингээдэг бөгөөд энэ нь бас илэрдэг.

Хар нүх ямар харагддаг вэ?

Хар нүхний талаарх мэдээлэл нь ихэвчлэн таамаглалтай байдаг. Эрдэмтэд тэдгээрийг сансар огторгуй болон цацрагт үзүүлэх нөлөөгөөр нь судалдаг. Ойролцоох сансар огторгуйд нэвтэрч буй бүх гэрлийг шингээдэг тул орчлонд хар нүхийг харах боломжгүй. Тусгай хиймэл дагуулаас хар биетийн рентген зургийг авч, цацрагийн эх үүсвэр болох тод төвийг харуулсан байна.

Хар нүх хэрхэн үүсдэг вэ?

Сансар дахь хар нүх бол өөрийн гэсэн өвөрмөц шинж чанар, шинж чанартай тусдаа ертөнц юм. Сансрын нүхний шинж чанарыг тэдгээрийн харагдах шалтгаанаар тодорхойлдог. Хар биетийн гадаад төрх байдлын талаар дараахь онолууд байдаг.

1. Эдгээр нь сансар огторгуйд үүссэн нуралтын үр дүн юм. Энэ нь сансар огторгуйн том биетүүдийн мөргөлдөөн эсвэл суперновагийн дэлбэрэлт байж болно.
2. Тэд хэмжээсээ хадгалахын зэрэгцээ сансрын биетүүдийн жингийн улмаас үүсдэг. Энэ үзэгдлийн шалтгааныг тогтоогоогүй байна.

Хар юүлүүр нь огторгуйд харьцангуй жижиг хэмжээтэй боловч асар том масстай объект юм. Хар нүхний онолоор сансар огторгуйн биет бүхэн ямар нэгэн үзэгдлийн үр дүнд хэмжээсээ алдаж, харин массаа хадгалж байвал хар юүлүүр болж болзошгүй гэж үздэг. Эрдэмтэд олон тооны хар бичил нүхнүүд - харьцангуй том масстай жижиг сансрын биетүүд байдаг тухай ярьдаг. Масс ба хэмжээ хоёрын хоорондох энэ зөрүү нь таталцлын талбайн өсөлт, хүчтэй таталцлын харагдах байдалд хүргэдэг.

Хар нүхэнд юу байдаг вэ?

Хар нууцлаг объектыг зөвхөн том суналттай нүх гэж нэрлэж болно. Энэ үзэгдлийн төв нь таталцлын хүч ихэссэн сансрын бие юм. Ийм таталцлын үр дүн нь энэхүү сансрын биетийн гадаргууг хүчтэй татах явдал юм. Энэ тохиолдолд хий, сансрын тоосны ширхэгүүд эргэлддэг эргүүлэг урсгал үүсдэг. Тиймээс хар нүхийг хар юүлүүр гэж нэрлэх нь илүү зөв юм.

Хар нүхний дотор юу байгааг бодитоор олж мэдэх боломжгүй, учир нь сансрын эргүүлгийн таталцлын түвшин нь аливаа объектыг түүний нөлөөллийн бүсээс зугтахыг зөвшөөрдөггүй. Эрдэмтдийн үзэж байгаагаар хар нүхний дотор гэрлийн квантууд эргэлт буцалтгүй алга болдог тул түүний дотор бүрэн харанхуй байдаг. Хар юүлүүр дотор орон зай, цаг хугацаа гажуудсан гэж үздэг бөгөөд энэ газарт физик, геометрийн хууль үйлчлэхгүй; Хар нүхний ийм шинж чанарууд нь одоогоор эрдэмтэд мэдэхгүй байгаа антиматер үүсэхэд хүргэж болзошгүй юм.

Хар нүх яагаад аюултай вэ?

Хар нүхийг заримдаа хүрээлэн буй объект, цацраг туяа, бөөмсийг шингээдэг объект гэж тодорхойлдог. Энэ санаа буруу байна: хар нүхний шинж чанар нь зөвхөн өөрийн нөлөөллийн бүсэд хамаарах зүйлийг л шингээх боломжийг олгодог. Энэ нь ихэр одноос ялгарах сансрын бичил хэсгүүд болон цацрагийг шингээж чаддаг. Хэдийгээр гариг ​​хар нүхэнд ойр байсан ч шингэхгүй, харин тойрог замдаа хөдөлсөөр байх болно.

Хэрэв та хар нүхэнд унавал юу болох вэ?

Хар нүхний шинж чанар нь таталцлын талбайн хүчнээс хамаардаг. Хар юүлүүр нь тэдний нөлөөллийн бүсэд байгаа бүх зүйлийг татдаг. Энэ тохиолдолд орон зайн цаг хугацааны шинж чанар өөрчлөгддөг. Хар нүхний бүх зүйлийг судалдаг эрдэмтэд энэхүү эргүүлэгт байгаа объектуудад юу тохиолдох талаар санал нийлэхгүй байна.

• зарим эрдэмтэд эдгээр нүхэнд унасан бүх объектууд нь сунадаг эсвэл хэсэг хэсгээрээ урагдсан байдаг тул татсан объектын гадаргуу дээр хүрэх цаг байхгүй гэж үздэг;
• Бусад эрдэмтэд нүхэнд бүх ердийн шинж чанарууд гажигтай байдаг тул тэнд байгаа объектууд цаг хугацаа, орон зайд алга болдог гэж мэдэгддэг. Ийм учраас хар нүхийг заримдаа бусад ертөнц рүү нэвтрэх гарц гэж нэрлэдэг.

Хар нүхний төрлүүд

Хар юүлүүр нь үүсэх аргаас хамааран төрөлд хуваагдана.

1. Оддын масстай хар биетүүд зарим оддын амьдралын төгсгөлд төрдөг. Одны бүрэн шаталт ба термоядролын урвалын төгсгөл нь одыг шахахад хүргэдэг. Хэрэв од таталцлын уналтанд өртвөл хар юүлүүр болж хувирах боломжтой.
2. Хэт том хар юүлүүр. Эрдэмтэд аливаа галактикийн цөм нь асар том юүлүүр бөгөөд үүсэн бий болсон нь шинэ галактик үүсэх эхлэл гэж үздэг.
3. Анхны хар нүхнүүд. Эдгээрт янз бүрийн масстай нүх, түүний дотор бодисын нягтрал, таталцлын хүчний зөрүүгээс үүссэн бичил нүхнүүд багтаж болно. Ийм нүхнүүд нь орчлон ертөнцийн эхэн үед үүссэн юүлүүр юм. Үүнд мөн үсэрхэг хар нүх зэрэг объектууд багтана. Эдгээр нүхнүүд нь үстэй төстэй цацраг туяагаар ялгагдана. Эдгээр фотон ба гравитонууд нь хар нүхэнд унасан зарим мэдээллийг хадгалдаг гэж үздэг.
4. Квантын хар нүхнүүд. Тэд цөмийн урвалын үр дүнд гарч ирдэг бөгөөд богино хугацаанд амьдардаг. Квантын юүлүүр нь хамгийн их сонирхол татдаг, учир нь тэдний судалгаа нь хар сансрын биетүүдийн асуудлын талаархи асуултуудад хариулахад тусалдаг.
5. Зарим эрдэмтэд энэ төрлийн сансрын биетийг үсэрхэг хар нүх гэж тодорхойлдог. Эдгээр нүхнүүд нь үстэй төстэй цацраг туяагаар ялгагдана. Эдгээр фотон болон гравитонууд нь хар нүхэнд унасан зарим мэдээллийг хадгалдаг гэж үздэг.

Дэлхийтэй хамгийн ойр хар нүх

Хамгийн ойрын хар нүх нь дэлхийгээс 3000 гэрлийн жилийн зайд оршдог. Үүнийг V616 Monocerotis буюу V616 Mon гэж нэрлэдэг. Түүний жин нь 9-13 нарны масс хүрдэг. Энэ нүхний хоёртын хамтрагч нь нарны хагас масстай од юм. Дэлхийтэй харьцангуй ойрхон өөр нэг юүлүүр нь Cygnus X-1 юм. Энэ нь дэлхийгээс 6 мянган гэрлийн жилийн зайд байрладаг бөгөөд нарнаас 15 дахин их жинтэй. Энэхүү сансрын хар нүх нь өөрийн гэсэн хоёртын түнштэй бөгөөд түүний хөдөлгөөн нь Cygnus X-1-ийн нөлөөг илрүүлэхэд тусалдаг.

Хар нүхнүүд - сонирхолтой баримтууд

Эрдэмтэд хар биетийн тухай дараах сонирхолтой баримтуудыг хэлж байна.

1. Хэрэв бид эдгээр объектууд нь галактикийн төв гэдгийг харгалзан үзвэл хамгийн том юүлүүрийг олохын тулд бид хамгийн том галактикийг илрүүлэх ёстой. Тиймээс орчлон ертөнцийн хамгийн том хар нүх бол Abell 2029 кластерын төвд байрлах IC 1101 галактикт байрладаг юүлүүр юм.
2. Хар объект нь үнэндээ олон өнгийн объект шиг харагддаг. Үүний шалтгаан нь тэдний цацраг соронзон цацрагт оршдог.
3. Хар нүхний дунд байнгын физик, математикийн хууль байдаггүй. Энэ бүхэн нүхний масс болон түүний таталцлын талбайгаас хамаарна.
4. Хар юүлүүрүүд аажмаар ууршдаг.
5. Хар юүлүүрийн жин нь гайхалтай хэмжээтэй хүрч чаддаг. Хамгийн том хар нүх нь 30 сая нарны масстай тэнцэх масстай.

Хязгааргүй орчлон ертөнц нууц, оньсого, парадоксоор дүүрэн байдаг. Орчин үеийн шинжлэх ухаан сансрын хайгуулд асар том үсрэлт хийсэн хэдий ч энэ өргөн уудам ертөнцөд хүмүүсийн ертөнцийг үзэх үзлийн ихэнх нь ойлгомжгүй хэвээр байна. Бид од, мананцар, бөөгнөрөл, гаригуудын талаар маш их зүйлийг мэддэг. Гэсэн хэдий ч Орчлон ертөнцийн уудам нутагт бидний оршин тогтнохыг зөвхөн таах боломжтой объектууд байдаг. Жишээлбэл, бид хар нүхний талаар маш бага мэддэг. Хар нүхний мөн чанарын талаарх үндсэн мэдээлэл, мэдлэг нь таамаглал, таамаглал дээр суурилдаг. Астрофизикчид болон цөмийн эрдэмтэд энэ асуудалтай хэдэн арван жилийн турш тэмцсээр ирсэн. Сансарт хар нүх гэж юу вэ? Ийм объектын шинж чанар юу вэ?

Хар нүхний тухай энгийн үгээр яривал

Хар нүх ямар байдгийг төсөөлөхийн тулд хонгил руу явж буй галт тэрэгний сүүлийг харахад л хангалттай. Галт тэрэг хонгил руу гүнзгийрэх тусам сүүлчийн вагон дээрх дохионы гэрлүүд харагдахаас бүрэн алга болтол хэмжээ нь багасна. Өөрөөр хэлбэл, эдгээр нь аймшигт таталцлын улмаас гэрэл хүртэл алга болдог объектууд юм. Элементар бөөмс, электрон, протон, фотонууд үл үзэгдэх саадыг даван туулж, оргүйн хар ангал руу унадаг тул огторгуйн ийм нүхийг хар гэж нэрлэдэг. Дотор нь өчүүхэн ч гэрэл гэгээтэй газар байхгүй, бүрэн хар, хязгааргүй. Хар нүхний нөгөө талд юу байгаа нь тодорхойгүй байна.

Энэхүү сансрын тоос сорогч нь асар том таталцлын хүчтэй бөгөөд оддын бөөгнөрөл, супер бөөгнөрөл, мананцар, харанхуй бодис бүхий бүхэл бүтэн галактикийг шингээх чадвартай. Энэ яаж боломжтой вэ? Бид зөвхөн таамаглаж чадна. Энэ тохиолдолд бидэнд мэдэгдэж буй физикийн хуулиуд нь үе үе тэсэрч, болж буй үйл явцын талаар тайлбар өгөхгүй байна. Парадоксын мөн чанар нь орчлон ертөнцийн тодорхой хэсэгт биетүүдийн таталцлын харилцан үйлчлэл нь тэдгээрийн массаар тодорхойлогддог явдал юм. Нэг объектыг нөгөө объектоор шингээх үйл явцад тэдгээрийн чанарын болон тоон найрлага нөлөөлдөггүй. Тодорхой хэсэгт эгзэгтэй тоонд хүрсэн бөөмсүүд харилцан үйлчлэлийн өөр түвшинд орж, таталцлын хүч нь таталцлын хүч болдог. Бие, объект, бодис эсвэл бодис нь таталцлын нөлөөн дор шахагдаж, асар их нягтралд хүрч эхэлдэг.

Ойролцоогоор ижил төстэй үйл явц нь нейтрон од үүсэх үед явагддаг бөгөөд одны бодис дотоод таталцлын нөлөөн дор эзэлхүүнээрээ шахагддаг. Чөлөөт электронууд протонтой нийлж нейтрон гэж нэрлэгддэг цахилгаан саармаг хэсгүүдийг үүсгэдэг. Энэ бодисын нягт нь асар их юм. Нэг ширхэг цэвэршүүлсэн элсэн чихрийн хэмжээтэй материйн бөөмс хэдэн тэрбум тонн жинтэй. Энд орон зай, цаг хугацаа тасралтгүй хэмжигдэхүүн байдаг харьцангуйн ерөнхий онолыг эргэн санах нь зүйтэй. Иймээс шахалтын процессыг хагасаар нь зогсоох боломжгүй тул хязгааргүй.

Хар нүх нь сансар огторгуйн нэг хэсгээс нөгөөд шилжих боломжтой нүх шиг харагдаж байна. Үүний зэрэгцээ орон зай, цаг хугацааны шинж чанарууд өөрчлөгдөж, орон зай-цаг хугацааны юүлүүр болж хувирдаг. Энэ юүлүүрийн ёроолд хүрэхэд аливаа бодис квант болж задардаг. Хар нүхний нөгөө талд, энэ аварга нүх гэж юу вэ? Магадгүй өөр хууль үйлчилж, цаг хугацаа эсрэгээрээ урсдаг өөр орон зай бий.

Харьцангуйн онолын хүрээнд хар нүхний онол иймэрхүү харагдаж байна. Сансар огторгуйн таталцлын хүч аливаа бодисыг микроскопийн хэмжээнд шахдаг цэг нь асар их таталцлын хүчтэй бөгөөд түүний хэмжээ хязгааргүй хүртэл нэмэгддэг. Хугацааны атираа гарч ирэх ба орон зай нугалж, нэг цэг дээр хаагдана. Хар нүхэнд залгигдсан биетүүд энэ аймшигт тоос сорогчийн татах хүчийг бие даан тэсвэрлэх чадваргүй байдаг. Квантад байдаг гэрлийн хурд ч гэсэн энгийн бөөмсийг таталцлын хүчийг даван туулахыг зөвшөөрдөггүй. Ийм цэгт хүрсэн аливаа бие нь материаллаг объект байхаа больж, орон зай-цаг хугацааны хөөстэй нийлдэг.

Шинжлэх ухааны үүднээс хар нүхнүүд

Хэрэв та өөрөөсөө асуувал хар нүх хэрхэн үүсдэг вэ? Тодорхой хариулт байхгүй болно. Орчлон ертөнцөд шинжлэх ухааны үүднээс тайлбарлах боломжгүй маш олон парадокс, зөрчилдөөн байдаг. Эйнштейний харьцангуйн онол нь ийм объектын мөн чанарыг зөвхөн онолын үүднээс тайлбарлах боломжийг олгодог боловч квант механик болон физик энэ тохиолдолд чимээгүй байдаг.

Физикийн хуулиудад болж буй үйл явцыг тайлбарлахыг оролдоход зураг иймэрхүү харагдах болно. Их хэмжээний буюу хэт массив сансрын биетийн асар том таталцлын шахалтын үр дүнд үүссэн объект. Энэ үйл явц нь шинжлэх ухааны нэртэй байдаг - таталцлын уналт. "Хар нүх" гэсэн нэр томъёог 1968 онд Америкийн одон орон судлаач, физикч Жон Уилер оддын сүйрлийн төлөвийг тайлбарлах гэж оролдох үед шинжлэх ухааны нийгэмлэгт анх сонсогдов. Түүний онолын дагуу таталцлын уналтанд орсон асар том одны оронд орон зайн болон цаг хугацааны цоорхой гарч ирдэг бөгөөд үүнд байнга нэмэгдэж буй шахалт ажилладаг. Оддын хийсэн бүх зүйл дотроо ордог.

Энэхүү тайлбар нь хар нүхний мөн чанар нь орчлон ертөнцөд болж буй үйл явцтай ямар ч холбоогүй гэж дүгнэх боломжийг бидэнд олгодог. Энэ объектын дотор болж буй бүх зүйл эргэн тойрны орон зайд нэг "ГЭХДЭЭ"-ээр тусгалаа олсонгүй. Хар нүхний таталцлын хүч маш хүчтэй тул орон зайг нугалж, галактикууд хар нүхний эргэн тойронд эргэлддэг. Үүний дагуу галактикууд спираль хэлбэртэй байдаг шалтгаан тодорхой болно. Асар том Сүүн Замын галактик асар том хар нүхний ангал руу алга болоход хэр хугацаа шаардагдах нь тодорхойгүй байна. Сонирхолтой баримт бол хар нүхнүүд сансар огторгуйн хаана ч гарч ирдэг бөгөөд үүнд тохиромжтой нөхцөл бүрддэг. Цаг хугацаа, орон зайн ийм атираа нь оддын эргэлдэж, галактикийн орон зайд шилжих асар их хурдыг саармагжуулдаг. Хар нүхэнд байгаа цаг хугацаа өөр хэмжээст урсдаг. Энэ бүс нутагт таталцлын ямар ч хуулийг физикийн үүднээс тайлбарлах боломжгүй юм. Энэ төлөвийг хар нүхний онцгой байдал гэж нэрлэдэг.

Хар нүхнүүд нь ямар ч гадны таних шинж тэмдэггүй байдаг; Амьдрал, үхлийн тэмцлийн бүх дүр зураг мембранаар бүрхэгдсэн хар нүхний хил дээр өрнөнө. Энэхүү төсөөллийн юүлүүр гадаргууг "үйл явдлын давхрага" гэж нэрлэдэг. Энэ хил хүртэл бидний харж байгаа бүх зүйл бодитой, материаллаг юм.

Хар нүх үүсэх хувилбарууд

Жон Уилерийн онолыг боловсруулж, бид хар нүхний нууц нь түүний үүсэх процесст ороогүй байх магадлалтай гэж дүгнэж болно. Хар нүх үүсэх нь нейтрон одны сүйрлийн үр дүнд үүсдэг. Түүнээс гадна ийм объектын масс нь нарны массаас гурав ба түүнээс дээш дахин их байх ёстой. Нейтрон од өөрийн гэрэл нь таталцлын хатуу тэврэлтээс зугтаж чадахгүй болтол агшдаг. Од хар нүхийг төрүүлж багасах хэмжээ хязгаартай. Энэ радиусыг таталцлын радиус гэж нэрлэдэг. Хөгжлийнхөө эцсийн шатанд асар том одод хэдэн километрийн таталцлын радиустай байх ёстой.

Өнөөдөр эрдэмтэд хэдэн арван рентген хоёр одонд хар нүх байдгийн шууд бус нотолгоог олж авчээ. Рентген од, пульсар эсвэл тэсрэлт нь хатуу гадаргуутай байдаггүй. Үүнээс гадна тэдний масс нь гурван нарны массаас их юм. Cygnus одны сансар огторгуйн өнөөгийн байдал - Cygnus X-1 рентген од нь эдгээр сониуч биетүүдийн үүсэх үйл явцыг хянах боломжийг бидэнд олгодог.

Судалгаа, онолын таамаглал дээр үндэслэн өнөөдөр шинжлэх ухаанд хар од үүсэх дөрвөн хувилбар байдаг.

• хувьслын эцсийн шатанд асар том одны таталцлын уналт;
• галактикийн төвийн бүсийн нуралт;
• их тэсрэлтийн үед хар нүх үүсэх;
• квант хар нүх үүсэх.

Эхний хувилбар нь хамгийн бодитой боловч өнөөдөр бидний мэддэг хар оддын тоо мэдэгдэж буй нейтрон оддын тооноос давсан байна. Орчлон ертөнцийн нас тийм ч том биш, тийм ч том одод хувьслын бүрэн процессыг туулж чадна.

Хоёрдахь хувилбар нь амьд явах эрхтэй бөгөөд үүний тод жишээ нь манай галактикийн төвд оршдог Sagittarius A* хэмээх асар том хар нүх юм. Энэ объектын масс нь 3.7 нарны масс юм. Энэ хувилбарын механизм нь таталцлын нуралтын хувилбартай төстэй бөгөөд цорын ганц ялгаа нь од биш, харин од хоорондын хий унадаг. Таталцлын хүчний нөлөөн дор хий нь эгзэгтэй масс ба нягт хүртэл шахагдана. Эгзэгтэй мөчид матери квант болж задарч хар нүх үүсгэнэ. Гэсэн хэдий ч саяхан Колумбын их сургуулийн одон орон судлаачид Sagittarius A* хар нүхний хиймэл дагуулуудыг илрүүлсэн тул энэ онол эргэлзээтэй байна. Тэд олон жижиг хар нүхнүүд болж хувирсан бөгөөд тэдгээр нь өөр хэлбэрээр үүссэн байх магадлалтай.

Гурав дахь хувилбар нь илүү онолын шинж чанартай бөгөөд Их тэсрэлтийн онол оршин тогтнохтой холбоотой юм. Орчлон ертөнц үүсэх тэр мөчид материйн нэг хэсэг болон таталцлын талбайнууд хэлбэлзэлтэй байсан. Өөрөөр хэлбэл, процессууд квант механик болон цөмийн физикийн мэдэгдэж буй процессуудтай холбоогүй өөр замаар явав.

Сүүлийн хувилбар нь цөмийн дэлбэрэлтийн физикт анхаарлаа хандуулдаг. Материйн бөөгнөрөл дээр таталцлын хүчний нөлөөн дор цөмийн урвал явагдах үед дэлбэрэлт болж, түүний оронд хар нүх үүсдэг. Бодис дотогшоо дэлбэрч, бүх бөөмсийг шингээдэг.

Хар нүхний оршин тогтнол ба хувьсал

Ийм хачирхалтай сансрын биетүүдийн мөн чанарын талаар бүдүүлэг төсөөлөлтэй байх нь өөр нэг зүйл сонирхолтой юм. Хар нүхний жинхэнэ хэмжээ хэд вэ, хэр хурдан ургадаг вэ? Хар нүхний хэмжээг таталцлын радиусаар нь тодорхойлдог. Хар нүхний хувьд хар нүхний радиус нь түүний массаар тодорхойлогддог ба Шварцшильдын радиус гэж нэрлэгддэг. Жишээлбэл, хэрэв объект манай гаригийн масстай тэнцэх масстай бол энэ тохиолдолд Шварцшильд радиус 9 мм байна. Манай гол гэрэлтүүлэгч 3 км радиустай. 10⁸ нарны масстай одны оронд үүссэн хар нүхний дундаж нягт нь усны нягттай ойролцоо байна. Ийм формацийн радиус нь 300 сая километр болно.

Ийм аварга хар нүхнүүд галактикуудын төвд байрладаг байх магадлалтай. Өнөөдрийг хүртэл 50 галактик мэдэгдэж байгаа бөгөөд тэдгээрийн төвд цаг хугацааны болон орон зайн асар том худгууд байдаг. Ийм аваргуудын масс нь нарны масстай хэдэн тэрбум юм. Ийм нүхэнд ямар агуу, аймшигт таталцлын хүч байдгийг зөвхөн төсөөлж болно.

Жижиг нүхний хувьд эдгээр нь жижиг объектууд бөгөөд тэдгээрийн радиус нь ердөө 10¹¹² см-ийн хэмжээтэй байдаг. Ийм формацууд Их тэсрэлтийн үед үүссэн боловч цаг хугацаа өнгөрөх тусам хэмжээ нь нэмэгдэж, өнөөдөр сансар огторгуйд мангасууд болон гялалзаж байна. Эрдэмтэд одоо хуурай газрын нөхцөлд жижиг хар нүхнүүд үүссэн нөхцөлийг сэргээхийг оролдож байна. Эдгээр зорилгын үүднээс энгийн бөөмсийг гэрлийн хурд хүртэл хурдасгадаг электрон мөргөлдөөнд туршилт хийдэг. Эхний туршилтууд нь лабораторийн нөхцөлд кварк-глюоны плазмыг олж авах боломжтой болсон - Орчлон ертөнц үүсэхийн эхэн үед байсан бодис. Ийм туршилтууд нь дэлхий дээрх хар нүх нь цаг хугацааны асуудал гэж найдах боломжийг бидэнд олгодог. Өөр нэг зүйл бол хүн төрөлхтний шинжлэх ухааны ийм ололт нь бидний болон манай гаригийн хувьд гамшиг болж хувирахгүй байх уу. Хиймэл хар нүх үүсгэснээр бид Пандорагийн хайрцгийг нээж чадна.

Бусад галактикуудын сүүлийн үеийн ажиглалтууд нь эрдэмтэд төсөөлж болох бүх хүлээлт, таамаглалаас давсан хэмжээсүүдтэй хар нүхийг нээх боломжийг олгосон. Ийм объекттой холбоотой хувьсал нь хар нүхний масс яагаад өсч, түүний бодит хязгаар гэж юу болохыг илүү сайн ойлгох боломжийг бидэнд олгодог. Эрдэмтэд бүх мэдэгдэж буй хар нүхнүүд 13-14 тэрбум жилийн дотор жинхэнэ хэмжээгээрээ томорсон гэж дүгнэжээ. Хэмжээний ялгааг хүрээлэн буй орон зайн нягтралаар тайлбарладаг. Хэрэв хар нүх нь таталцлын хүчдээ хүрэх хэмжээнд хангалттай хэмжээний хоол хүнстэй бол энэ нь үсрэн ургаж, хэдэн зуу, мянга мянган нарны массад хүрдэг. Тиймээс галактикуудын төвд байрладаг ийм объектуудын асар том хэмжээ. Асар том оддын бөөгнөрөл, асар их хэмжээний одод хоорондын хий нь өсөлтийн тэжээлээр хангадаг. Галактикууд нэгдэх үед хар нүхнүүд хоорондоо нийлж шинэ хэт масстай биет үүсгэдэг.

Хувьслын үйл явцын дүн шинжилгээнээс харахад хар нүхний хоёр ангиллыг ялгах нь заншилтай байдаг.

• нарны массаас 10 дахин их масстай объектууд;
• масс нь хэдэн зуун мянга, тэрбум нарны масстай асар том биетүүд.

Дундаж дундаж масс нь 100-10 мянган нарны масстай тэнцэх хар нүхнүүд байдаг ч мөн чанар нь тодорхойгүй хэвээр байна. Нэг галактикт ойролцоогоор нэг ийм объект байдаг. Рентген оддыг судалснаар M82 галактикаас 12 сая гэрлийн жилийн зайд дунд жинтэй хоёр хар нүх олох боломжтой болсон. Нэг объектын масс 200-800 нарны массын хооронд хэлбэлздэг. Нөгөө биет нь хамаагүй том, 10-40 мянган нарны масстай. Ийм объектуудын хувь заяа сонирхолтой юм. Тэд оддын бөөгнөрөлтэй ойролцоо байрладаг бөгөөд аажмаар галактикийн төв хэсэгт байрлах асар том хар нүх рүү татагддаг.

Манай гараг ба хар нүхнүүд

Хар нүхний мөн чанарын талаарх сэжүүр хайж байгаа хэдий ч шинжлэх ухааны ертөнц Сүүн зам галактикийн хувь заяа, тэр дундаа дэлхийн гаригийн хувь заяанд хар нүхний байр суурь, үүрэг рольтой холбоотой асуудалд санаа зовж байна. Сүүн замын төвд орших цаг хугацаа, орон зайн атираа нь түүний эргэн тойронд байгаа бүх зүйлийг аажмаар шингээж авдаг. Хар нүхэнд сая сая одод, олон триллион тонн од хоорондын хий аль хэдийн залгигдсан байна. Цаг хугацаа өнгөрөхөд эргэлт нь 27 мянган гэрлийн жилийн зайг хамардаг Нарны аймаг байрладаг Cygnus болон Sagittarius гарт ирнэ.

Өөр нэг хамгийн ойрын асар том хар нүх нь Андромеда галактикийн төв хэсэгт байрладаг. Энэ нь биднээс 2.5 сая гэрлийн жилийн зайд оршдог. Магадгүй Sagittarius A* объект маань өөрийн галактикийг бүрхэхээс өмнө хөрш хоёр галактик нийлнэ гэж хүлээх хэрэгтэй байх. Үүний дагуу хоёр асар том хар нүх нэгдэж, аймшигтай, аймшигтай хэмжээтэй болно.

Жижиг хар нүх бол огт өөр асуудал юм. Дэлхийг залгихад хэдхэн см радиустай хар нүх байхад л хангалттай. Асуудал нь хар нүх нь мөн чанараараа огт нүүргүй объект юм. Түүний гэдэснээс ямар ч цацраг, цацраг туяа ялгардаггүй тул ийм нууцлаг объектыг анзаарах нь нэлээд хэцүү байдаг. Зөвхөн ойрын зайнаас л та арын гэрлийн гулзайлтыг илрүүлэх боломжтой бөгөөд энэ нь Орчлон ертөнцийн энэ бүсэд орон зайд нүх байгааг илтгэнэ.

Өнөөдрийг хүртэл эрдэмтэд дэлхийд хамгийн ойр байгаа хар нүх бол V616 Monocerotis биет болохыг тогтоожээ. Мангас манай системээс 3000 гэрлийн жилийн зайд байрладаг. Энэ бол том формац бөгөөд түүний масс нь 9-13 нарны масс юм. Манай дэлхийд заналхийлж буй өөр нэг ойролцоох объект бол Gygnus X-1 хар нүх юм. Бид энэ мангасаас 6000 гэрлийн жилийн зайд тусгаарлагдсан. Манай хөршөөс олдсон хар нүхнүүд нь хоёртын системийн нэг хэсэг, өөрөөр хэлбэл. ханаж цаддаггүй биетийг тэжээдэг одтой ойрхон оршдог.

Дүгнэлт

Сансар огторгуйд хар нүхнүүд шиг нууцлаг, нууцлаг биетүүд байгаа нь биднийг сэрэмжтэй байхыг шаарддаг нь гарцаагүй. Гэсэн хэдий ч орчлон ертөнцийн нас, асар том зайг харгалзан хар нүхэнд тохиолддог бүх зүйл маш ховор тохиолддог. 4.5 тэрбум жилийн турш нарны аймаг бидний мэддэг хуулиудын дагуу оршин тогтнож байна. Энэ хугацаанд үүнтэй төстэй зүйл, орон зайн гажуудал ч, цаг хугацааны нугалам ч нарны аймгийн ойролцоо үзэгдээгүй. Үүнд тохиромжтой нөхцөл байхгүй байх. Нарны одны систем оршдог Сүүн замын хэсэг нь сансар огторгуйн тайван, тогтвортой хэсэг юм.

Эрдэмтэд хар нүх гарч ирсэн нь санамсаргүй биш гэдгийг хүлээн зөвшөөрдөг. Ийм объектууд нь сансар огторгуйн илүүдэл биеийг устгаж, орчлон ертөнцөд эмх цэгцтэй үүрэг гүйцэтгэдэг. Мангасуудын хувь заяаны хувьд тэдний хувьсал бүрэн судлагдаагүй байна. Хар нүхнүүд мөнх биш бөгөөд тодорхой үе шатанд оршин тогтнохоо болино гэсэн хувилбар байдаг. Ийм объектууд эрчим хүчний хүчирхэг эх үүсвэр болдог нь нууц биш болсон. Энэ нь ямар энерги вэ, яаж хэмжигддэг нь өөр асуудал.

Стивен Хокингийн хүчин чармайлтаар шинжлэх ухаанд хар нүх массаа алдаж энерги ялгаруулдаг гэсэн онолыг танилцуулсан. Түүний таамаглалд эрдэмтэн харьцангуйн онолыг удирдан чиглүүлж, бүх үйл явц хоорондоо харилцан уялдаатай байдаг. Хаа нэгтээ харагдахгүйгээр юу ч алга болдоггүй. Аливаа бодисыг өөр бодис болгон хувиргаж, нэг төрлийн энерги нь нөгөө энергийн түвшинд шилжиж болно. Энэ нь нэг төлөвөөс нөгөөд шилжих шилжилтийн портал болох хар нүхнүүдэд тохиолдож болно.

Хэрэв танд асуулт байгаа бол нийтлэлийн доорх сэтгэгдэл дээр үлдээгээрэй. Бид эсвэл манай зочид тэдэнд хариулахдаа баяртай байх болно

Нууцлаг, үл үзэгдэх зүйлийг анхаарч үзээрэй хар нүхнүүдОрчлон ертөнцөд: сонирхолтой баримтууд, Эйнштейний судалгаа, супермассив ба завсрын төрлүүд, онол, бүтэц.

- сансар огторгуйн хамгийн сонирхолтой, нууцлаг биетүүдийн нэг. Тэд өндөр нягтралтай бөгөөд таталцлын хүч нь маш хүчтэй тул гэрэл хүртэл түүний хязгаараас гарч чадахгүй.

Альберт Эйнштейн 1916 онд харьцангуйн ерөнхий онолыг бүтээхдээ хар нүхний тухай анх ярьж байжээ. Энэ нэр томъёо өөрөө 1967 онд Жон Уилерийн ачаар үүссэн. Анхны хар нүхийг 1971 онд "үзсэн".

Хар нүхний ангилалд оддын масс хар нүх, хэт масс хар нүх, завсрын масс хар нүх гэсэн гурван төрөл багтдаг. Олон сонирхолтой баримтуудыг мэдэж, эдгээр нууцлаг сансрын тогтоцтой илүү сайн танилцахын тулд хар нүхний тухай видеог үзэхээ мартуузай.

Хар нүхний тухай сонирхолтой баримтууд

• Хэрэв та хар нүхний дотор байгаа бол таталцал таныг сунгах болно. Гэхдээ айх шаардлагагүй, учир нь та онцгой байдалд хүрэхээсээ өмнө үхэх болно. 2012 оны судалгаагаар квант нөлөөлөл нь үйл явдлын давхрагыг галын хана болгон хувиргаж, таныг үнс овоолго болгон хувиргадаг гэж үзсэн.
• Хар нүхнүүд "сордоггүй". Энэ процесс нь энэ формацид байхгүй вакуумаас үүсдэг. Тиймээс материал нь зүгээр л унадаг.
• Эхний хар нүх нь Гейгер тоолууртай пуужингаар олдсон Cygnus X-1 байв. 1971 онд эрдэмтэд Cygnus X-1-ээс радио дохиог хүлээн авчээ. Энэ объект Кип Торн, Стивен Хокинг хоёрын маргааны сэдэв болсон. Сүүлд нь хар нүх биш гэж итгэсэн. 1990 онд тэрээр ялагдлаа хүлээн зөвшөөрсөн.
• Бяцхан хар нүхнүүд Их тэсрэлтийн дараа шууд гарч ирсэн байж магадгүй. Хурдтай эргэдэг орон зай нь зарим хэсгийг нарнаас бага масстай нягт нүх болгон шахав.
• Хэрэв од хэт ойртвол тасарч болно.
• Нарнаас 3 дахин их масстай тэрбум хүртэлх оддын хар нүх байдаг гэсэн тооцоо байдаг.
• Хэрэв бид утаснуудын онол ба сонгодог механикийг харьцуулж үзвэл эхнийх нь олон төрлийн аварга том биетүүдийг бий болгодог.

Хар нүхний аюул

Од түлшгүй болоход өөрийгөө устгах үйл явцыг эхлүүлж болно. Хэрэв түүний масс нарнаас гурав дахин их байсан бол үлдсэн цөм нь нейтрон од эсвэл цагаан одой болох болно. Харин том од нь хар нүх болон хувирдаг.

Ийм объектууд нь жижиг хэмжээтэй боловч гайхалтай нягтралтай байдаг. Таны өмнө хотын хэмжээтэй биет байгаа боловч түүний масс нь нарнаас гурав дахин их байна гэж төсөөлөөд үз дээ. Энэ нь тоос шороо, хий татдаг гайхалтай асар том таталцлын хүчийг бий болгож, хэмжээг нь нэмэгдүүлдэг. Та гайхах болно, гэхдээ хэдэн зуун сая оддын хар нүх байж магадгүй юм.

Хэт том хар нүхнүүд

Мэдээжийн хэрэг, орчлон ертөнцөд асар том хар нүхнүүдийн гайхамшигт юу ч байхгүй. Тэд нарны массаас хэдэн тэрбум дахин их байдаг. Ийм объект бараг бүх галактикт байдаг гэж үздэг. Эрдэмтэд үүсэх үйл явцын бүх нарийн ширийнийг хараахан мэдэхгүй байна. Тэд хүрээлэн буй орчны тоос, хийнээс үүссэн массын хуримтлалаас болж ургадаг.

Тэд олон мянган жижиг хар нүхнүүдийг нэгтгэсний үр дүнд өөрсдийн цар хүрээгээ өртэй байж магадгүй юм. Эсвэл бүхэл бүтэн одны бөөгнөрөл сүйрч магадгүй юм.

Галактикийн төв дэх хар нүхнүүд

Астрофизикч Ольга Сильченко Андромеда мананцараас хэт том хар нүх нээсэн тухай, Жон Кормендигийн судалгаа, харанхуй таталцлын биетүүдийн талаар:

Сансрын радио эх үүсвэрийн мөн чанар

Астрофизикч Анатолий Засов синхротрон цацраг, алс холын галактикийн цөм дэх хар нүх, төвийг сахисан хийн талаар:

Завсрын хар нүхнүүд

Тун удалгүй эрдэмтэд шинэ төрөл болох завсрын масстай хар нүхийг олжээ. Тэд бөөгнөрөл дэх одод мөргөлдөх үед үүсч, гинжин урвал үүсгэдэг. Үүний үр дүнд тэд төв рүү унаж, асар том хар нүх үүсгэдэг.

2014 онд одон орон судлаачид спираль галактикийн гарт завсрын төрлийг олж илрүүлсэн. Урьдчилан таамаглах боломжгүй газруудад байрлаж болох тул тэдгээрийг олоход маш хэцүү байдаг.

Бичил хар нүхнүүд

Физикч Эдуард Бус LHC-ийн аюулгүй байдал, бичил хар нүх үүсэх, мембраны тухай ойлголтын талаар:

Хар нүхний онол

Хар нүхнүүд нь асар том биет боловч харьцангуй бага хэмжээний орон зайг эзэлдэг. Нэмж дурдахад тэд асар их таталцалтай тул объектуудыг (тэр ч байтугай гэрлийг) нутаг дэвсгэрээсээ гарахаас сэргийлдэг. Гэсэн хэдий ч тэдгээрийг шууд харах боломжгүй юм. Судлаачид хар нүх тэжээх үед ялгарах цацрагийг судлах ёстой.

Сонирхолтой нь, хар нүх рүү чиглэж буй бодис үйл явдлын тэнгэрийн хаяанаас үсэрч, гадагш шидэгддэг. Энэ тохиолдолд харьцангуй хурдтайгаар хөдөлж буй материалын тод тийрэлтэт онгоцууд үүсдэг. Эдгээр ялгаруулалтыг хол зайд илрүүлэх боломжтой.

- таталцлын хүч нь гэрлийг нугалж, орон зайг мушгиж, цаг хугацааг гажуудуулж чаддаг гайхалтай биетүүд.

Хар нүхэнд гурван давхаргыг ялгаж болно: гадаад ба дотоод үйл явдлын давхрага, онцгой байдал.

Хар нүхний үйл явдлын давхрага нь гэрэл зугтах боломжгүй хил юм. Нэгэнт бөөмс энэ шугамыг давсан бол тэр нь орхиж чадахгүй. Хар нүхний масс байрладаг дотоод бүсийг онцгой байдал гэж нэрлэдэг.

Хэрэв бид сонгодог механикийн байр сууринаас ярих юм бол хар нүхийг юу ч үлдээхгүй. Гэхдээ квант өөрийн гэсэн засварыг хийдэг. Үнэн хэрэгтээ бөөмс бүр эсрэг бөөмстэй байдаг. Тэд ижил масстай боловч өөр өөр цэнэгтэй. Хэрвээ огтлолцвол бие биенээ устгаж чадна.

Ийм хос үйл явдлын давхрагын гадна гарч ирэхэд тэдгээрийн нэгийг нь татаж, нөгөөг нь түлхэж болно. Үүнээс болж тэнгэрийн хаяа хумигдаж, хар нүх сүйрч болно. Эрдэмтэд энэ механизмыг судлахыг хичээсээр байна.

Хуримтлал

Астрофизикч Сергей Попов орчлон ертөнцийн эхэн үеийн асар том хар нүхнүүд, гараг үүсэх ба материйн хуримтлалын талаар:

Хамгийн алдартай хар нүхнүүд

Хар нүхний талаар байнга асуудаг асуултууд

Илүү багтаамжтай бол хар нүх гэдэг нь таталцлын нөлөөнөөс нэг ч биет зугтаж чадахгүй тийм асар их масс төвлөрсөн орон зайн тодорхой хэсэг юм. Таталцлын тухайд бид Альберт Эйнштейний дэвшүүлсэн харьцангуйн ерөнхий онолд тулгуурладаг. Судалж буй объектын нарийн ширийн зүйлийг ойлгохын тулд бид алхам алхмаар шилжих болно.

Та гаригийн гадаргуу дээр байгаа бөгөөд чулуу шидэж байна гэж төсөөлөөд үз дээ. Хэрвээ танд Hulk-ийн хүч байхгүй бол та хангалттай хүч гаргаж чадахгүй. Дараа нь чулуу тодорхой өндөрт гарах боловч таталцлын хүчний даралтын дор буцаж унах болно. Хэрэв танд ногоон хүчирхэг хүний ​​далд боломж байгаа бол та объектод хангалттай хурдатгал өгөх боломжтой бөгөөд үүний ачаар энэ нь таталцлын нөлөөллийн бүсээс бүрэн гарах болно. Үүнийг "зугтах хурд" гэж нэрлэдэг.

Хэрэв бид үүнийг томьёо болгон задлах юм бол энэ хурд нь гаригийн массаас хамаарна. Энэ нь том байх тусам таталцлын бариул илүү хүчтэй болно. Явах хурд нь яг хаана байгаагаас хамаарна: төв рүү ойртох тусам гарахад хялбар болно. Манай гаригийн хөөрөх хурд 11.2 км/с боловч 2.4 км/с байна.

Бид хамгийн сонирхолтой хэсэгт ойртож байна. Та жижигхэн газар цуглуулсан массын гайхалтай концентрацитай объект байна гэж бодъё. Энэ тохиолдолд зугтах хурд нь гэрлийн хурдаас давсан байна. Мөн энэ үзүүлэлтээс илүү хурдан хөдөлдөг зүйл байхгүй гэдгийг бид мэднэ, энэ нь хэн ч ийм хүчийг даван туулж, зугтаж чадахгүй гэсэн үг юм. Гэрлийн туяа ч үүнийг хийж чадахгүй!

18-р зуунд Лаплас массын хэт их концентрацийн талаар бодож байжээ. Харьцангуйн ерөнхий онолын дагуу Карл Шварцшильд ийм объектыг дүрслэх онолын тэгшитгэлийн математик шийдлийг олж чадсан юм. Цаашдын хувь нэмрийг Оппенхаймер, Волкофф, Снайдер нар (1930-аад он) хийсэн. Энэ мөчөөс эхлэн хүмүүс энэ сэдвийг нухацтай хэлэлцэж эхлэв. Энэ нь тодорхой болсон: асар том од түлшгүй болоход таталцлын хүчийг тэсвэрлэх чадваргүй болж, хар нүх болон сүйрэх нь гарцаагүй.

Эйнштейний онолд таталцал нь орон зай, цаг хугацааны муруй байдлын илрэл юм. Ердийн геометрийн дүрмүүд энд ажиллахгүй бөгөөд асар том биетүүд орон зай цагийг гажуудуулдаг. Хар нүх нь хачирхалтай шинж чанартай тул түүний гажуудал хамгийн тод харагдаж байна. Жишээлбэл, объект нь "үйл явдлын давхрага" -тай байдаг. Энэ бол нүхний шугамыг тэмдэглэсэн бөмбөрцгийн гадаргуу юм. Өөрөөр хэлбэл, хэрэв та энэ хязгаарыг давж гарвал буцах арга байхгүй.

Шууд утгаараа энэ бол зугтах хурд нь гэрлийн хурдтай тэнцэх газар юм. Энэ газраас гадна зугтах хурд нь гэрлийн хурдаас доогуур байдаг. Гэхдээ хэрэв таны пуужин хурдасч чадвал зугтах хангалттай энерги бий болно.

Тэнгэрийн хаяа өөрөө геометрийн хувьд нэлээд хачирхалтай. Хэрэв та хол байгаа бол хөдөлгөөнгүй гадаргууг харж байгаа мэт мэдрэмж төрнө. Харин ойртвол гэрлийн хурдаар гадагшаа хөдөлж байгааг та ойлгох болно! Орох амархан мөртлөө зугтахад хэцүү байдгийг одоо ойлголоо. Тийм ээ, энэ нь маш будлиантай, учир нь үнэн хэрэгтээ тэнгэрийн хаяа зогсохгүй, гэхдээ тэр үед гэрлийн хурдаар гүйдэг. Зүгээр л байрандаа үлдэхийн тулд аль болох хурдан гүйх ёстой байсан Алистай яг адилхан.

Тэнгэрийн хаяанд хүрэх үед орон зай, цаг хугацаа маш хүчтэй гажуудалтай тул координатууд нь радиаль зай болон шилжих цаг хугацааны үүргийг тодорхойлж эхэлдэг. Өөрөөр хэлбэл, төвөөс зайг тэмдэглэсэн "r" нь түр зуурынх болж, "t" нь одоо "орон зайн" -ыг хариуцдаг. Үүний үр дүнд та ердийн цагт ирээдүй рүү орж чадахгүй шиг r-ийн бага индекстэй хөдөлгөөнийг зогсоож чадахгүй. Та r = 0 байх онцгой байдалд хүрнэ. Та пуужин шидэж, хөдөлгүүрийг дээд зэргээр ажиллуулж чадна, гэхдээ та зугтаж чадахгүй.

"Хар нүх" гэсэн нэр томъёог Жон Арчибалд Уилер гаргасан. Үүнээс өмнө тэднийг "хөргөсөн одод" гэж нэрлэдэг байв.

Физикч Эмил Ахмедов хар нүх, Карл Шварцшильд, аварга хар нүхний судалгааны талаар:

Аливаа зүйл хэр том болохыг тооцоолох хоёр арга бий. Та массыг нэрлэж болно, эсвэл хэр том талбайг эзэлдэг. Хэрэв бид эхний шалгуурыг авбал хар нүхний массын тодорхой хязгаарлалт байхгүй болно. Шаардлагатай нягтралд шахаж чадах л бол та ямар ч хэмжээгээр хэрэглэж болно.

Эдгээр тогтоцуудын ихэнх нь асар том одод үхсэний дараа гарч ирсэн тул тэдний жин тэнцүү байх ёстой гэж найдаж байна. Ийм нүхний ердийн масс нь нарнаас 10 дахин их байх болно - 10 31 кг. Нэмж дурдахад, галактик бүр нь нарныхаас нэг сая дахин их буюу 10 36 кг жинтэй супер масстай хар нүхтэй байх ёстой.

Объект хэдий чинээ их байна, төдий чинээ их массыг бүрхэнэ. Тэнгэрийн хаяаны радиус ба масс нь шууд пропорциональ, өөрөөр хэлбэл хэрэв хар нүх нөгөөгөөсөө 10 дахин их жинтэй бол түүний радиус 10 дахин том байна. Нарны масстай нүхний радиус нь 3 км, сая дахин том бол 3 сая км. Эдгээр нь гайхалтай том зүйл юм шиг санагддаг. Гэхдээ эдгээр нь одон орон судлалын стандарт ойлголт гэдгийг мартаж болохгүй. Нарны радиус 700,000 км хүрч, хар нүхнийх 4 дахин их байна.

Таныг азгүйтэж, хөлөг онгоц чинь асар том хар нүх рүү гарцаагүй хөдөлж байна гэж бодъё. Тэмцэх ямар ч утгагүй. Та зүгээр л хөдөлгүүрийг унтрааж, зайлшгүй зүйл рүү чиглээрэй. Юу хүлээх вэ?

Жингүйдлээс эхэлье. Та чөлөөт уналтанд орсон тул багийнхан, хөлөг онгоц болон бүх эд анги жингүй байна. Нүхний төвд ойртох тусам түрлэгийн таталцлын хүч илүү хүчтэй мэдрэгддэг. Жишээлбэл, хөл чинь толгойноосоо төв рүү ойр байдаг. Дараа нь та өөрийгөө сунгаж байгаа мэт мэдрэмж төрж эхэлдэг. Үүний үр дүнд та зүгээр л хуваагдах болно.

Төвөөс 600,000 км-ийн зайд хүрэх хүртэл эдгээр хүч нь мэдэгдэхгүй. Энэ нь аль хэдийн тэнгэрийн хаяанд ирсэн байна. Гэхдээ бид асар том объектын тухай ярьж байна. Хэрэв та нарны масстай нүхэнд унавал түрлэгийн хүч таныг төвөөс 6000 км-ийн зайд шингээж, тэнгэрийн хаяанд хүрэхээс өмнө салгах болно (тиймээс бид чамайг аль хэдийн үхэхийн тулд том руу илгээдэг. нүхний дотор, харин ойртоход биш) .

Дотор нь юу байна? Би урмыг хугалахыг хүсэхгүй байна, гэхдээ гайхалтай зүйл алга. Зарим объектууд гадаад үзэмжээрээ гажигтай байж болох ч ер бусын зүйл байхгүй. Тэнгэрийн хаяаг туулсан ч гэсэн эргэн тойронд байгаа зүйлс тантай хамт хөдөлж байгааг харах болно.

Энэ бүхэн хэр удаан үргэлжлэх вэ? Бүх зүйл таны зайнаас хамаарна. Жишээлбэл, та онцгой байдал нь нүхний радиусаас 10 дахин их байх амралтын цэгээс эхэлсэн. Тэнгэрийн хаяанд ойртоход ердөө 8 минут, дараа нь өвөрмөц байдалд ороход дахиад 7 секунд шаардлагатай. Хэрэв та жижиг хар нүхэнд унавал бүх зүйл илүү хурдан болно.

Тэнгэрийн хаяа гатлангуутаа пуужин харваж, хашгирч, уйлж болно. Та онцгой шинж чанарт орох хүртлээ энэ бүгдийг хийхэд 7 секунд байна. Гэхдээ юу ч чамайг аврахгүй. Тиймээс зүгээр л зугаалж байгаарай.

Чамайг мөхөж, нүхэнд уналаа гэж бодъё, найз залуу чинь холоос харж байна. За, тэр бүх зүйлийг өөрөөр харах болно. Та тэнгэрийн хаяанд ойртох тусам удааширч байгаагаа анзаарах болно. Гэхдээ хүн зуун жил суусан ч тэнгэрийн хаяанд хүрэх хүртэл хүлээхгүй.

Үүнийг тайлбарлахыг хичээцгээе. Хар нүх нурж буй одноос гарч болох байсан. Материалыг устгасан тул Кирилл (түүнийг найз болоорой) энэ нь буурч байгааг хардаг боловч тэнгэрийн хаяанд ойртож байгааг хэзээ ч анзаарахгүй. Тийм ч учраас тэд тодорхой радиуст хөлддөг бололтой "хөлдөөсөн одод" гэж нэрлэсэн.

Юу болсон бэ? Үүнийг оптик хуурмаг гэж нэрлэе. Тэнгэрийн хаяаг гатлах шаардлагагүйтэй адил нүх үүсгэхэд хязгааргүй байдал хэрэггүй. Чамайг ойртох тусам гэрэл Кириллд хүрэхэд илүү их хугацаа шаардагдана. Нарийвчлан хэлэхэд таны шилжилтийн үеийн цацраг туяа тэнгэрийн хаяанд үүрд бичигдэх болно. Та урт шугамыг давсан бөгөөд Кирилл гэрлийн дохиог ажигласаар байна.

Эсвэл нөгөө талаас ойртож болно. Цаг хугацаа тэнгэрийн хаяанд ойртож байна. Жишээлбэл, та супер хүчирхэг хөлөг онгоцтой. Та тэнгэрийн хаяанд ойртож, тэнд хэдэн минут байж, Кирилл рүү амьд гарч чадсан. Та хэнийг харах вэ? Хөгшин хүн! Эцсийн эцэст таны хувьд цаг хугацаа хамаагүй удаан өнгөрөв.

Тэгвэл үнэн нь юу вэ? Хуурамч үзэгдэл эсвэл цаг хугацааны тоглоом уу? Энэ бүхэн хар нүхийг дүрслэх координатын системээс хамаарна. Хэрэв та Шварцшильд координат дээр тулгуурладаг бол тэнгэрийн хаяаг гатлах үед цагийн координат (t) нь хязгааргүйтэй тэнцэнэ. Гэхдээ энэ системийн хэмжүүрүүд нь тухайн объектын ойролцоо юу болж байгааг бүдгэрсэн харагдуулдаг. Тэнгэрийн захын шугам дээр бүх координатууд гажуудсан (ганц байдал). Гэхдээ та координатын системийг хоёуланг нь ашиглаж болох тул хоёр хариулт хүчинтэй байна.

Бодит байдал дээр та зүгээр л үл үзэгдэх болно, мөн Кирилл маш их цаг хугацаа өнгөрөхөөс өмнө тантай уулзахаа болино. Улаан шилжилтийн талаар бүү мартаарай. Та тодорхой долгионы уртад ажиглагдахуйц гэрлийг ялгаруулдаг, гэхдээ Кирилл үүнийг илүү урт долгионоор харах болно. Тэнгэрийн хаяанд ойртох тусам долгион уртасна. Үүнээс гадна цацраг туяа нь тодорхой фотонд тохиолддог гэдгийг мартаж болохгүй.

Жишээлбэл, шилжилтийн үед та сүүлчийн фотоныг илгээх болно. Энэ нь тодорхой хязгаарлагдмал хугацаанд (хэт том хар нүхний хувьд нэг цаг орчим) Кириллд хүрнэ.

Мэдээж үгүй. Үйл явдлын давхрагын оршин тогтнох талаар бүү мартаарай. Энэ бол таны гарч чадахгүй цорын ганц газар юм. Түүнд ойртохгүй, тайван байх нь хангалттай юм. Түүнээс гадна, аюулгүй зайнаас энэ объект танд маш энгийн мэт санагдах болно.

Хокингийн мэдээллийн парадокс

Физикч Эмиль Ахмедов таталцлын цахилгаан соронзон долгионд үзүүлэх нөлөө, хар нүхний мэдээллийн парадокс, шинжлэх ухаанд урьдчилан таамаглах зарчмын талаар:

Нар зүгээр л хангалттай масстай байдаггүй тул хэзээ ч ийм объект болж хувирахгүй тул бүү сандар. Түүгээр ч барахгүй 5 тэрбум жилийн турш одоогийн дүр төрхөө хадгалах болно. Дараа нь улаан аварга үе рүү шилжиж, Мөнгөн ус, Сугар гаригийг шингээж, манай гарагийг сайтар шарж, дараа нь энгийн цагаан одой болох болно.

Гэхдээ уран зөгнөлд автъя. Ингээд Нар хар нүх болжээ. Эхлэхийн тулд бид тэр даруй харанхуй, хүйтэнд бүрхэгдэх болно. Дэлхий болон бусад гаригууд нүхэнд сорогдохгүй. Тэд шинэ объектыг хэвийн тойрог замд үргэлжлүүлэн тойрон эргэлдэнэ. Яагаад? Учир нь тэнгэрийн хаяа ердөө 3 км хүрэх бөгөөд таталцал бидэнд юу ч хийж чадахгүй.

Тиймээ. Мэдээжийн хэрэг, гэрэл зугтаж чадахгүй тул бид харагдахуйц ажиглалтад найдаж болохгүй. Гэхдээ бодитой нотлох баримт бий. Жишээлбэл, та хар нүх агуулж болох газрыг харж байна. Үүнийг яаж шалгах вэ? Массыг хэмжиж эхэл. Хэрэв нэг хэсэгт хэт их зүйл байгаа эсвэл үл үзэгдэх мэт санагдаж байвал та зөв зам дээр байна гэсэн үг. Хайлтын хоёр цэг байдаг: галактикийн төв ба рентген цацраг бүхий хоёртын систем.

Ийнхүү цөмийн масс нь нэг саяас тэрбум нарны хооронд хэлбэлздэг 8 галактикаас асар том төв биетүүдийг олжээ. Оддын эргэлтийн хурд болон төвийг тойрон хийг ажиглах замаар массыг тооцоолно. Илүү хурдан байх тусам тэдгээрийг тойрог замд байлгахын тулд масс нь их байх ёстой.

Эдгээр асар том биетүүдийг хоёр шалтгаанаар хар нүх гэж үздэг. За, өөр сонголт байхгүй. Илүү том, бараан, илүү нягтрал гэж байдаггүй. Үүнээс гадна бүх идэвхтэй болон том галактикуудын төвд ийм мангас нуугдаж байдаг гэсэн онол байдаг. Гэхдээ энэ нь 100% нотолгоо биш хэвээр байна.

Гэвч сүүлийн үеийн хоёр дүгнэлт онолыг дэмжиж байна. Хамгийн ойрын идэвхтэй галактикт цөмийн ойролцоох "усны мазер" систем (богино долгионы цацрагийн хүчирхэг эх үүсвэр) ажиглагдсан. Эрдэмтэд интерферометр ашиглан хийн хурдны тархалтын зураглалыг гаргажээ. Өөрөөр хэлбэл тэд галактикийн төвд хагас гэрлийн жилийн дотор хурдыг хэмжсэн байна. Энэ нь тэдний дотор радиус нь гэрлийн жилийн хагаст хүрсэн асар том биет байгааг ойлгоход тусалсан.

Хоёр дахь олдвор нь илүү үнэмшилтэй юм. Рентген туяа ашиглан судлаачид галактикийн цөмийн спектрийн шугам дээр бүдэрсэн нь ойролцоо атомууд байгааг илтгэж, хурд нь гайхалтай өндөр (гэрлийн 1/3 хурд) юм. Нэмж дурдахад ялгаралт нь хар нүхний давхрагад тохирсон улаан шилжилттэй тохирч байв.

Өөр нэг ангийг Сүүн замаас олж болно. Эдгээр нь суперновагийн дэлбэрэлтийн дараа үүсдэг оддын хар нүхнүүд юм. Хэрэв тэд тусдаа байсан бол ойроос харахад бид үүнийг бараг анзаарахгүй байх болно. Гэхдээ бид азтай, учир нь ихэнх нь хос системд байдаг. Хар нүх хөршийнхөө массыг татаж, таталцлын хүчээр нөлөөлөх тул тэдгээрийг олоход хялбар байдаг. "Татаж авсан" материал нь хуримтлагдах дискийг үүсгэдэг бөгөөд бүх зүйл халдаг тул хүчтэй цацраг үүсгэдэг.

Та хоёртын системийг олж чадсан гэж бодъё. Авсаархан биетийг хар нүх гэдгийг яаж ойлгох вэ? Бид дахин олон түмэнд хандлаа. Үүнийг хийхийн тулд ойролцоох одны тойрог замын хурдыг хэмжинэ. Хэрэв ийм жижиг хэмжээтэй масс нь гайхалтай том бол өөр сонголт үлдэхгүй.

Энэ бол нарийн төвөгтэй механизм юм. Стивен Хокинг 1970-аад онд үүнтэй төстэй сэдвийг хөндсөн. Тэрээр хар нүхнүүд үнэхээр "хар" биш гэж хэлсэн. Энэ нь цацраг үүсгэхэд хүргэдэг квант механик нөлөөллүүд байдаг. Аажмаар нүх нь багасч эхэлдэг. Цацрагийн хурд нь масс буурах тусам нэмэгддэг тул нүх нь улам их хэмжээгээр ялгарч, уусах хүртэл шахалтын процессыг хурдасгадаг.

Гэсэн хэдий ч энэ нь зөвхөн онолын схем юм, учир нь эцсийн шатанд юу болохыг хэн ч хэлж чадахгүй. Зарим хүмүүс жижиг боловч тогтвортой ул мөр үлддэг гэж боддог. Орчин үеийн онолууд үүнээс илүү сайн зүйлийг хараахан гаргаж ирээгүй байна. Гэхдээ үйл явц нь өөрөө гайхалтай бөгөөд төвөгтэй юм. Муруйн орон зай-цаг хугацааны параметрүүдийг тооцоолох шаардлагатай бөгөөд хэвийн нөхцөлд үр дүнг өөрөө шалгах боломжгүй юм.

Энд Эрчим хүчний хэмнэлтийн хуулийг ашиглаж болно, гэхдээ зөвхөн богино хугацаанд. Орчлон ертөнц эхнээсээ эрчим хүч, массыг бий болгож чадна, гэхдээ тэд хурдан алга болох ёстой. Үүний нэг илрэл нь вакуум хэлбэлзэл юм. Хос бөөмс болон эсрэг бөөмсүүд хаанаас ч юм ургаж, тодорхой богино хугацаанд оршин тогтнож, харилцан устаж үхдэг. Тэд гарч ирэх үед эрчим хүчний тэнцвэр алдагдах боловч алга болсны дараа бүх зүйл сэргээгддэг. Гайхалтай мэт санагдаж байгаа ч энэ механизм туршилтаар батлагдсан.

Вакуум хэлбэлзлийн аль нэг нь хар нүхний тэнгэрийн хаяанд ойрхон үйлчилдэг гэж бодъё. Магадгүй бөөмсүүдийн нэг нь унаж, хоёр дахь нь зугтаж магадгүй юм. Зугтсан хүн нүхний энергийн заримыг өөртөө авч, ажиглагчийн нүдэнд унах болно. Түүнд харанхуй объект зүгээр л бөөмс гаргасан юм шиг санагдах болно. Гэвч энэ үйл явц дахин давтагдах бөгөөд бид хар нүхнээс цацрагийн тасралтгүй урсгалыг харж байна.

Кириллд тэнгэрийн хаяаг давахын тулд танд хязгааргүй байдал хэрэгтэй гэж бид аль хэдийн хэлсэн. Үүнээс гадна хар нүхнүүд тодорхой хугацааны дараа ууршдаг тухай дурдсан. Тэгэхээр тэнгэрийн хаяанд хүрэхэд нүх алга болох нь ээ?

Үгүй Кириллийн ажиглалтыг тайлбарлахдаа бид ууршилтын үйл явцын талаар яриагүй. Гэхдээ хэрэв энэ үйл явц байгаа бол бүх зүйл өөрчлөгдөнө. Таны найз таныг яг уурших мөчид тэнгэрийн хаяанд нисч байгааг харах болно. Яагаад?

Кириллд оптик хуурмаг байдал давамгайлж байна. Үйл явдлын тэнгэрийн хаяанд ялгарах гэрэл нь найздаа хүрэхийн тулд удаан хугацаа шаарддаг. Хэрэв нүх үүрд үргэлжлэх юм бол гэрэл нь тодорхойгүй хугацаагаар тархах боломжтой бөгөөд Кирилл шилжилтийг хүлээхгүй. Гэхдээ хэрэв нүх ууршсан бол гэрлийг юу ч зогсоохгүй бөгөөд цацраг дэлбэрэх үед тэр залууд хүрэх болно. Гэхдээ та эрт дээр үеэс ганцаардмал байдалд үхсэн тул та одоо хамаагүй.

Харьцангуйн ерөнхий онолын томъёонууд нь сонирхолтой шинж чанартай байдаг - цаг хугацааны тэгш хэм. Жишээлбэл, ямар ч тэгшитгэл дээр та цаг хугацаа хойшоо урсаж байна гэж төсөөлж, өөр боловч зөв шийдэл олж авах боломжтой. Хэрэв бид энэ зарчмыг хар нүхэнд хэрэглэвэл цагаан нүх гарч ирнэ.

Хар нүх бол юу ч зугтаж чадахгүй тодорхой газар нутаг юм. Гэхдээ хоёр дахь сонголт бол юу ч унах боломжгүй цагаан нүх юм. Үнэндээ тэр бүх зүйлийг холдуулдаг. Хэдийгээр математикийн үүднээс авч үзвэл бүх зүйл жигд харагддаг боловч энэ нь тэдний байгальд байгааг батлахгүй. Хамгийн магадлалтай, тийм ч байхгүй, олж мэдэх арга ч байхгүй.

Энэ хүртэл бид хар нүхний сонгодог бүтээлүүдийн талаар ярилцсан. Тэд эргэдэггүй, цахилгаан цэнэггүй байдаг. Харин эсрэг хувилбарт хамгийн сонирхолтой зүйл эхэлдэг. Жишээлбэл, та дотогшоо орж болно, гэхдээ онцгой байдлаас зайлсхий. Түүнээс гадна түүний "дотор" нь цагаан нүхтэй холбогдох чадвартай. Өөрөөр хэлбэл, та хар нүх нь орох, цагаан нүх нь гарц болох нэгэн төрлийн хонгилд өөрийгөө олох болно. Энэ хослолыг өтний нүх гэж нэрлэдэг.

Сонирхолтой нь цагаан нүх хаана ч, бүр өөр орчлонд ч байж болно. Хэрэв бид ийм өтний нүхийг хэрхэн хянахаа мэддэг бол бид сансар огторгуйн аль ч хэсэгт хурдан тээвэрлэлт хийх болно. Цаг хугацаагаар аялах боломж бүр ч сэрүүн байна.

Гэхдээ цөөн хэдэн зүйлийг мэдэхээс нааш үүргэвчээ бүү хий. Харамсалтай нь ийм тогтоц байхгүй байх магадлал өндөр байна. Цагаан нүхнүүд нь бодит бөгөөд батлагдсан объект биш харин математикийн томьёоны дүгнэлт гэдгийг бид аль хэдийн хэлсэн. Мөн ажиглагдсан бүх хар нүх нь бодисыг унагаж, өтний нүх үүсгэдэггүй. Мөн эцсийн зогсоол бол онцгой байдал юм.

Хар нүхнээс илүү гоо үзэсгэлэнгээрээ гайхшруулдаг сансар огторгуйн үзэгдэл байхгүй. Та бүхний мэдэж байгаагаар уг объект нь гэрлийг шингээх чадвартай боловч үүнийг тусгаж чаддаггүй тул нэрээ авсан. Асар их таталцлын улмаас хар нүхнүүд ойр орчмын бүх зүйл болох гариг, одод, сансрын хог хаягдлыг сорж авдаг. Гэсэн хэдий ч энэ нь хар нүхний талаар мэдэх бүх зүйл биш бөгөөд тэдний тухай олон гайхалтай баримтууд байдаг.

Хар нүхэнд буцах цэг гэж үгүй

Удаан хугацааны туршид хар нүхний бүсэд унасан бүх зүйл дотор нь үлддэг гэж үздэг байсан ч сүүлийн үеийн судалгааны үр дүнд хар нүх хэсэг хугацааны дараа бүх агуулгыг нь сансарт "нулимдаг" боловч өөр хэлбэрээр. анхны хэлбэрээс ялгаатай. Сансрын биетүүдийн буцаж ирэхгүй цэг гэж тооцогддог байсан үйл явдлын тэнгэрийн хаяа нь зөвхөн тэдний түр хоргодох газар болж хувирсан боловч энэ үйл явц маш удаан явагддаг.

Дэлхий хар нүхээр заналхийлж байна

Нарны аймаг нь асар олон тооны хар нүх агуулсан хязгааргүй галактикийн зөвхөн нэг хэсэг юм. Дэлхийд тэдний хоёр нь заналхийлж байгаа боловч аз болоход тэд маш хол зайд байрладаг. 1600 гэрлийн жил. Тэд хоёр галактикийн нэгдлийн үр дүнд үүссэн галактикаас нээгдсэн.


Эрдэмтэд эдгээр сансрын биетүүдээс ялгарах рентген туяаг авах чадвартай рентген телескоп ашиглан нарны аймгийн ойролцоо байсан тул хар нүхийг олж харсан. Хар нүхнүүд нь хоорондоо зэрэгцэн оршдог бөгөөд бараг нэг болж нийлдэг тул Хинду домог зүйгээс Сарны бурхныг хүндэтгэн Чандра гэдэг нэртэй байжээ. Асар их татах хүчний нөлөөгөөр Чандра удахгүй нэг болно гэдэгт эрдэмтэд итгэлтэй байна.

Цаг хугацаа өнгөрөхөд хар нүхнүүд алга болно

Эрт орой хэзээ нэгэн цагт бүх агууламж хар нүхнээс гарч ирдэг бөгөөд зөвхөн цацраг туяа л үлддэг. Хар нүхнүүд массаа алдаж, цаг хугацаа өнгөрөх тусам жижиг болж, дараа нь бүрмөсөн алга болдог. Сансрын биетийн үхэл маш удаан байдаг тул хар нүх хэрхэн буурч, дараа нь алга болсныг ямар ч эрдэмтэн харах боломжгүй юм. Стивен Хокинг сансар огторгуйн нүх нь маш их шахагдсан гариг ​​бөгөөд цаг хугацааны явцад гажуудлын ирмэгээс эхлэн ууршдаг гэж нотолсон.

Хар нүхнүүд заавал хар харагдах албагүй

Хар нүх нь сөнөсөн од дээр үндэслэсэн байдаг.

Одууд термоядролын түлшээр хангадаг тул сансарт гэрэлтдэг. Энэ нь дуусах үед од хөрж эхэлдэг бөгөөд аажмаар цагаан одойноос хар одой болж хувирдаг. Хөргөсөн одны доторх даралт буурч эхэлдэг. Таталцлын нөлөөн дор сансар огторгуйн бие багасч эхэлдэг. Энэ үйл явцын үр дагавар нь од дэлбэрч, түүний бүх тоосонцор сансар огторгуйд тархаж байгаа мэт санагдах боловч таталцлын хүч үйл ажиллагаагаа үргэлжлүүлж, хөрш зэргэлдээ сансрын биетүүдийг татан авч, дараа нь түүнд шингэж, хар туяаны хүчийг нэмэгдүүлдэг. нүх ба түүний хэмжээ.

Хэт том хар нүх

Нарны хэмжээнээс хэдэн арван мянга дахин том хар нүх Сүүн замын яг төвд байрладаг. Эрдэмтэд үүнийг Нумын орд гэж нэрлэсэн бөгөөд энэ нь дэлхийгээс хол зайд байрладаг 26,000 гэрлийн жил. Галактикийн энэ бүс нь маш идэвхтэй бөгөөд ойролцоо байгаа бүх зүйлийг хурдан шингээж авдаг. Тэрээр мөн сөнөсөн оддыг ихэвчлэн "нулимдаг".


Гайхалтай нь хар нүхний дундаж нягт нь асар том хэмжээтэй байсан ч агаарын нягттай тэнцэж чаддаг явдал юм. Хар нүхний радиус, өөрөөр хэлбэл түүнд баригдсан биетийн тоо нэмэгдэх тусам хар нүхний нягт багасч, үүнийг физикийн энгийн хуулиудаар тайлбарладаг. Тиймээс сансарт байгаа хамгийн том биетүүд агаар шиг хөнгөн байж болно.

Хар нүх шинэ ертөнцийг бий болгож чадна

Хичнээн хачирхалтай сонсогдож байсан ч, ялангуяа хар нүхнүүд эргэн тойрныхоо бүх зүйлийг шингээж, улмаар устгадаг гэдгийг харгалзан үзвэл эдгээр сансрын биетүүд шинэ ертөнц үүсэх эхлэлийг тавьж магадгүй гэж эрдэмтэд нухацтай бодож байна. Тиймээс бидний мэдэж байгаагаар хар нүхнүүд бодисыг шингээхээс гадна тодорхой хугацаанд ялгаруулж чаддаг. Хар нүхнээс гарсан аливаа бөөмс дэлбэрч, энэ нь шинэ Big Bang болох бөгөөд түүний онолоор бол манай орчлон ертөнц ийм байдлаар үүссэн тул өнөөдөр оршин тогтнож буй Нарны аймаг, дэлхий эргэдэг. асар олон хүн амтай, нэгэн цагт асар том хар нүхнээс төрсөн.

Хар нүхний дэргэд цаг хугацаа маш удаан өнгөрдөг

Хар нүхэнд ойртоход объект хэчнээн масстай байсан ч түүний хөдөлгөөн удааширч эхэлдэг бөгөөд энэ нь хар нүхэнд цаг хугацаа удааширч, бүх зүйл маш удаан явагддаг тул ийм зүйл тохиолддог. Энэ нь хар нүхэнд агуулагдах таталцлын хүчтэй холбоотой юм. Түүгээр ч барахгүй хар нүхэнд юу болж байгаа нь өөрөө маш хурдан явагддаг тул хэрэв ажиглагч хар нүхийг гаднаас нь харвал доторх бүх үйл явц удаан үргэлжилж байгаа мэт санагдах боловч хэрэв тэр юүлүүрт нь унавал. , таталцлын хүч түүнийг агшин зуур таслах болно.

Хар нүх үүсэхийн тулд шахсан биеийн радиус нь таталцлын радиустай тэнцүү байхын тулд биеийг тодорхой чухал нягтралд шахах шаардлагатай. Энэхүү чухал нягтын утга нь хар нүхний массын квадраттай урвуу пропорциональ байна.

Ердийн оддын масстай хар нүхний хувьд ( М=10Мнар) таталцлын радиус нь 30 км, эгзэгтэй нягт нь 2·10 14 г/см 3, өөрөөр хэлбэл нэг шоо см тутамд хоёр зуун сая тонн байна. Энэ нягт нь дэлхийн дундаж нягттай (5.5 г/см3) харьцуулахад маш өндөр бөгөөд атомын цөмийн бодисын нягттай тэнцүү юм.

Галактикийн цөм дэх хар нүхний хувьд ( М=10 10 Мнар) таталцлын радиус нь 3·10 15 см = 200 AU бөгөөд энэ нь Нарнаас Плутон хүртэлх зайнаас тав дахин их юм (1 одон орны нэгж - Дэлхийгээс Нар хүртэлх дундаж зай - 150 сая км буюу 1.5·10-тай тэнцүү байна. 13 см). Энэ тохиолдолд эгзэгтэй нягт нь 0.2·10 –3 г/см 3-тай тэнцүү бөгөөд энэ нь агаарын нягтаас хэд дахин бага буюу 1.3·10 –3 г/см 3 (!)-тэй тэнцүү байна.

Дэлхийн хувьд ( М=3·10 –6 Мнар), таталцлын радиус нь 9 мм-ийн ойролцоо бөгөөд харгалзах эгзэгтэй нягт нь аймшигтай өндөр: ρ cr = 2·10 27 г/см 3, энэ нь атомын цөмийн нягтаас 13 дахин их байна.

Хэрэв бид бөмбөрцөг хэлбэрээр төсөөлөн дарж, дэлхийг массыг нь барьж, шахаж авбал дэлхийн радиусыг (6370 км) дөрөв дахин багасгахад түүний хоёр дахь зугтах хурд хоёр дахин нэмэгдэж, 22.4 км / с-тэй тэнцэнэ. Хэрэв бид дэлхийг радиус нь ойролцоогоор 9 мм болгохоор шахвал сансрын хоёр дахь хурд нь гэрлийн хурдтай тэнцүү утгыг авна. в= 300000 км/с.

Цаашилбал, хэвлэлийн хэрэгсэл шаардлагагүй болно - ийм хэмжээтэй шахсан Дэлхий өөрөө өөрийгөө шахах болно. Эцсийн эцэст дэлхийн оронд хар нүх үүсэх бөгөөд үйл явдлын давхрагын радиус нь 9 мм-ийн ойролцоо байх болно (хэрэв бид үүссэн хар нүхний эргэлтийг үл тоомсорлов). Бодит нөхцөлд мэдээжийн хэрэг хэт хүчирхэг хэвлэл байхгүй - таталцлын хүч "ажилладаг". Тийм ч учраас таталцал нь материйг эгзэгтэй нягтралд шахах хангалттай хүчтэй асар том оддын дотоод хэсэг нурах үед л хар нүх үүсдэг.

Оддын хувьсал

Хар нүхнүүд асар том оддын хувьслын эцсийн шатанд үүсдэг. Энгийн оддын гүнд термоядролын урвал явагдаж, асар их энерги ялгарч, өндөр температур (арван, хэдэн зуун сая градус) хадгалагддаг. Таталцлын хүч нь одыг шахах хандлагатай байдаг бөгөөд халуун хий болон цацрагийн даралтын хүч нь энэ шахалтыг эсэргүүцдэг. Тиймээс од нь гидростатик тэнцвэрт байдалд байна.

Нэмж дурдахад, од нь дулааны тэнцвэрт байдалд оршдог бөгөөд түүний төв дэх термоядролын урвалын улмаас ялгарах энерги нь одны гадаргуугаас ялгарах чадалтай яг тэнцүү байна. Од агшиж тэлэхийн хэрээр дулааны тэнцвэрт байдал алдагддаг. Хэрэв од хөдөлгөөнгүй бол түүний тэнцвэрт байдал нь одны сөрөг потенциал энерги (таталцлын шахалтын энерги) нь үнэмлэхүй утгаараа дулааны энергиэс үргэлж хоёр дахин их байхаар тогтдог. Үүнээс болж од нь гайхалтай шинж чанартай байдаг - сөрөг дулаан багтаамж. Энгийн бие нь эерэг дулаан багтаамжтай байдаг: халсан төмрийн хэсэг нь хөргөж, өөрөөр хэлбэл эрчим хүчээ алдаж, температурыг бууруулдаг. Одны хувьд эсрэгээр нь: цацраг хэлбэрээр илүү их энерги алдах тусам түүний төвийн температур өндөр болно.

Энэ хачирхалтай шинж чанар нь анх харахад энгийн тайлбартай байдаг: од гэрэлтэх тусам аажмаар агшиж байдаг. Шахалтын үед боломжит энерги нь одны унасан давхаргын кинетик энерги болж хувирч, дотоод хэсэг нь халдаг. Түүгээр ч барахгүй шахалтын үр дүнд одны олж авсан дулааны энерги нь цацрагийн хэлбэрээр алдагдсан энергиэс хоёр дахин их байдаг. Үүний үр дүнд одны дотоод температур нэмэгдэж, химийн элементүүдийн тасралтгүй термоядролын нийлэгжилт явагдана. Жишээлбэл, одоогийн Наранд устөрөгчийг гелий болгон хувиргах урвал 15 сая градусын температурт явагддаг. 4 тэрбум жилийн дараа нарны төвд бүх устөрөгч гелий болж хувирвал гелийн атомуудаас нүүрстөрөгчийн атомыг цаашид нийлэгжүүлэхэд 100 сая орчим градус (гелийн цөмийн цахилгаан цэнэг) илүү өндөр температур шаардлагатай болно. устөрөгчийн цөмөөс хоёр дахин их бөгөөд 10-13 см зайд гелийг ойртуулахын тулд илүү өндөр температур шаардагдана. Нарны сөрөг дулаан багтаамжаас болж гелийг нүүрстөрөгч болгон хувиргах термоядролын урвал түүний гүнд асах үед яг энэ температур хангагдана.

Цагаан одойнууд

Хэрэв одны масс бага бол термоядролын өөрчлөлтөд өртсөн цөмийн масс нь 1.4-ээс бага байна. МНар, одны цөм дэх электрон хийн задралын улмаас химийн элементүүдийн термоядролын нэгдэл зогсч магадгүй юм. Ялангуяа доройтсон хийн даралт нь нягтралаас хамаардаг боловч температураас хамаардаггүй, учир нь электронуудын квант хөдөлгөөний энерги нь дулааны хөдөлгөөний энергиэс хамаагүй их байдаг.

Муудсан электрон хийн өндөр даралт нь таталцлын шахалтын хүчийг үр дүнтэй эсэргүүцдэг. Даралт нь температураас хамаардаггүй тул цацраг хэлбэрээр одны энерги алдагдах нь түүний цөмийг шахахад хүргэдэггүй. Тиймээс таталцлын энерги нэмэлт дулаан хэлбэрээр ялгардаггүй. Тиймээс хөгжиж буй доройтсон цөм дэх температур нэмэгдэхгүй бөгөөд энэ нь термоядролын урвалын гинжин хэлхээг тасалдуулахад хүргэдэг.

Гаднах устөрөгчийн бүрхүүл нь термоядролын урвалд өртөөгүй бөгөөд одны цөмөөс салж, устөрөгч, гели болон бусад элементүүдийн ялгарах шугамд гэрэлтдэг гаригийн мананцар үүсгэдэг. Хувьсан бага масстай одны төв авсаархан, харьцангуй халуун цөм нь цагаан одой юм - дэлхийн радиустай (~10 4 км) радиустай, 1.4-ээс бага масстай биет юм. Мнар, шоо см тутамд нэг тонн орчим дундаж нягт. Цагаан одойнууд их хэмжээгээр ажиглагддаг. Галактик дахь тэдний нийт тоо 10 10 хүрдэг, өөрөөр хэлбэл Галактикийн ажиглагдаж буй бодисын нийт массын 10 орчим хувийг эзэлдэг.

Муухай цагаан одой дахь термоядролын шаталт нь тогтворгүй бөгөөд Чандрасекхарын хязгаарт (1.4) ойрхон масстай, хангалттай их хэмжээний цагаан одой цөмийн дэлбэрэлтэд хүргэдэг. Мнар). Ийм дэлбэрэлтүүд нь спектрт устөрөгчийн шугамгүй, зөвхөн гелий, нүүрстөрөгч, хүчилтөрөгч болон бусад хүнд элементүүдээс бүрдсэн шугамууд бүхий I төрлийн суперновагууд шиг харагддаг.

Нейтрон одод

Хэрэв одны цөм нь доройтсон бол масс нь 1.4-ийн хязгаарт ойртох тусам МНар, цөм дэх электрон хийн ердийн доройтол харьцангуй гэж нэрлэгддэг доройтолоор солигддог.

Муудсан электронуудын квант хөдөлгөөн маш хурдан болж, хурд нь гэрлийн хурдтай ойртдог. Энэ тохиолдолд хийн уян хатан чанар буурч, таталцлын хүчийг эсэргүүцэх чадвар буурч, од таталцлын уналтыг мэдэрдэг. Нуралтын үед электронууд протонд баригдаж, бодисын нейтронжилт үүсдэг. Энэ нь их хэмжээний доройтсон цөмөөс нейтрон од үүсэхэд хүргэдэг.

Хэрэв одны цөмийн анхны масс 1.4-ээс их байвал Мнар, дараа нь цөмд өндөр температур хүрч, электрон доройтол хувьслын туршид тохиолддоггүй. Энэ тохиолдолд сөрөг дулаан багтаамж ажилладаг: од цацраг хэлбэрээр энерги алдаж, түүний гүн дэх температур нэмэгдэж, устөрөгчийг гели, гелийг нүүрстөрөгч, нүүрстөрөгчийг хүчилтөрөгч болгон хувиргах термоядролын урвалын тасралтгүй гинжин хэлхээ байдаг. гэх мэт төмрийн бүлгийн элементүүд хүртэл. Төмрөөс илүү хүнд элементүүдийн цөмийн термоядролын нэгдлийн урвал нь ялгарах үед биш харин энерги шингээх үед явагддаг. Тиймээс, хэрэв төмрийн бүлгийн элементүүдээс бүрдэх одны цөмийн масс нь Чандрасекхарын хязгаараас 1.4-ээс хэтэрсэн бол Мнар , гэхдээ Оппенгеймер-Волковын хязгаар гэж нэрлэгддэг хэмжээнээс бага ~3 Мнар, дараа нь одны цөмийн хувьслын төгсгөлд цөмийн таталцлын уналт үүсдэг бөгөөд үүний үр дүнд одны гаднах устөрөгчийн бүрхүүл асгардаг бөгөөд энэ нь II төрлийн суперновагийн дэлбэрэлт хэлбэрээр ажиглагддаг. ямар хүчтэй устөрөгчийн шугам ажиглагдаж байна.

Төмрийн цөмийн нуралт нь нейтрон од үүсэхэд хүргэдэг.

Хувьслын хожуу үе шатанд хүрсэн одны их цөмийг шахах үед атомын цөмүүд нейтрон, протон болон хуваагдаж эхлэх үед температур нь тэрбум градусын асар том утгууд хүртэл өсдөг. Протонууд электроныг шингээж, нейтрон болж хувирч, нейтрино ялгаруулдаг. Нейтрон нь квант механик Паули зарчмын дагуу хүчтэй шахалтаар бие биенээ үр дүнтэй түлхэж эхэлдэг.

Нурж буй цөмийн масс 3-аас бага байх үед Мнар, нейтроны хурд нь гэрлийн хурдаас хамаагүй бага бөгөөд нейтроны үр дүнтэй түлхэлтийн улмаас бодисын уян хатан чанар нь таталцлын хүчийг тэнцвэржүүлж, тогтвортой нейтрон од үүсэхэд хүргэдэг.

Нейтрон оддын оршин тогтнох боломжийг анх 1932 онд Зөвлөлтийн нэрт физикч Ландау лабораторийн туршилтаар нейтроныг нээсний дараа шууд таамаглаж байжээ. Нейтрон одны радиус нь ойролцоогоор 10 км, дундаж нягт нь нэг шоо см тутамд хэдэн зуун сая тонн байдаг.

Унаж буй одны цөмийн масс 3-аас их байх үед Мнар, дараа нь одоо байгаа санаануудын дагуу үүссэн нейтрон од нь хөргөж, хар нүх болж сүйрдэг. Нейтрон одыг хар нүх рүү сүйрүүлэхэд суперновагийн дэлбэрэлтийн үеэр хөөгдсөн одны бүрхүүлийн нэг хэсэг урвуу унаснаар тусалдаг.

Нейтрон од нь ихэвчлэн маш хурдан эргэдэг, учир нь түүнийг төрүүлсэн ердийн од нь мэдэгдэхүйц өнцгийн импульстэй байдаг. Одны цөм нь нейтрон од болон задрахад одны онцлог хэмжээсүүд Р= 10 5 –10 6 км хүртэл Р≈ 10 км. Одны хэмжээ багасах тусам түүний инерцийн момент буурдаг. Өнцгийн импульсийг хадгалахын тулд тэнхлэгийн эргэлтийн хурд огцом нэмэгдэх ёстой. Жишээлбэл, сар орчим эргэдэг нар нь нейтрон одны хэмжээтэй шахагдсан бол эргэлтийн хугацаа 10-3 секунд хүртэл буурдаг.

Хүчтэй соронзон оронтой нэг нейтрон одод нь радио пульсар хэлбэрээр илэрдэг - нейтрон одны хурдацтай эргэлтийн энергийг чиглэсэн радио ялгаруулалт болгон хувиргах үед үүсдэг радио цацрагийн хатуу үечилсэн импульсийн эх үүсвэр юм. Хоёртын системд хуримтлагдаж буй нейтрон одод нь рентген пульсар ба 1-р төрлийн рентген тэсрэлтийн үзэгдлийг харуулдаг.

Хар нүхэнд ажиглагдах гадаргуу, соронзон орон байхгүй тул хар нүхнээс цацрагийн тогтмол цохилтыг хүлээх боломжгүй юм. Физикчдийн хэлдгээр хар нүхэнд "үс" байдаггүй - хар нүх нь таталцлын долгионы урсгал хэлбэрээр нурж буй бодисоос үүсэх үед үйл явдлын давхрагын ойролцоох бүх талбарууд болон бүх жигд бус байдал ялгардаг. Үүний үр дүнд үүссэн хар нүх нь масс, өнцгийн импульс, цахилгаан цэнэг гэсэн гурван шинж чанартай байдаг. Хар нүх үүсэх явцад нурж буй бодисын бүх бие даасан шинж чанарууд мартагддаг: жишээлбэл, төмөр ба уснаас үүссэн хар нүхнүүд бусад зүйлс ижил шинж чанартай байдаг.

Харьцангуйн ерөнхий онолын (GR) урьдчилан таамагласнаар хувьслынхаа төгсгөлд төмрийн масс нь 3-аас давсан одод. М нар, хар нүх үүсэх үед хязгааргүй шахалтыг мэдрэх (харьцангуй нуралт). Үүнийг харьцангуйн ерөнхий онолын хувьд одыг шахах хандлагатай таталцлын хүчийг энергийн нягтралаар тодорхойлдог бөгөөд ийм том одны цөмийг шахах явцад олж авсан бодисын асар их нягтрал нь энергийн нягтралд гол хувь нэмэр оруулдагтай холбон тайлбарлаж байна. нь бөөмсийн амрах энерги биш, харин тэдгээрийн хөдөлгөөн ба харилцан үйлчлэлийн энергиэр бий болдог. Харьцангуйн онолын хувьд маш өндөр нягтралтай бодисын даралт нь өөрөө "жинтэй" мэт санагддаг: даралт их байх тусам энергийн нягтрал ихсэх ба улмаар бодисыг шахах таталцлын хүч их байх болно. Нэмж дурдахад, хүчтэй таталцлын талбайн дор орон зай-цаг хугацааны муруйлт нь үндсэндээ чухал болж, энэ нь одны цөмийг хязгааргүй шахаж, хар нүх болгон хувиргахад хувь нэмэр оруулдаг (Зураг 3).

Дүгнэж хэлэхэд, бидний эрин үед үүссэн хар нүхнүүд (жишээлбэл, Cygnus X-1 систем дэх хар нүх), хатуухан хэлэхэд, зуун хувь хар нүх биш гэдгийг бид тэмдэглэж байна, учир нь алс холын ажиглагчийн хувьд харьцангуй цаг хугацааны тэлэлтээс болж, Тэдний үйл явдлын хүрээ хараахан бүрдээгүй байна. Ийм нурж буй оддын гадаргуу нь дэлхий дээрх ажиглагчдад хөлдсөн мэт харагддаг бөгөөд тэдний үйл явдлын давхрагад эцэс төгсгөлгүй ойртдог.

Ийм нурж буй объектуудаас хар нүхнүүд эцэст нь үүсэхийн тулд бид Орчлон ертөнцийн оршин тогтнох хязгааргүй урт хугацааг хүлээх ёстой. Гэсэн хэдий ч харьцангуй нуралтын эхний секундэд дэлхийн ажиглагчийн хувьд нурж буй одны гадаргуу үйл явдлын давхрагад маш ойртож, энэ гадаргуу дээрх бүх үйл явц хязгааргүй удааширдаг гэдгийг онцлон тэмдэглэх нь зүйтэй.