Өнгөрсөн зууны эрдэмтэд болон бидний үеийн судлаачдын хувьд сансар огторгуйн хамгийн том нууц бол хар нүх юм. Физикийн хувьд огт танил бус энэ системийн дотор юу байгаа вэ? Тэнд ямар хууль үйлчилдэг вэ? Хар нүхэнд цаг хугацаа хэрхэн өнгөрдөг вэ, яагаад тэндээс гэрлийн квантууд ч зугтаж чаддаггүй вэ? Одоо бид хар нүхний дотор юу байдгийг, яагаад энэ нь зарчмын хувьд үүсч, оршдог, түүнийг хүрээлж буй объектуудыг хэрхэн татдагийг ойлгохыг практикийн бус онолын үүднээс авч үзэх болно.
Эхлээд энэ объектыг тайлбарлая
Тэгэхээр хар нүх бол орчлон ертөнцийн орон зайн тодорхой хэсэг юм. Энэ нь хатуу биш, тийм биш тул тусдаа од эсвэл гариг гэж тодорхойлох боломжгүй юм хийн бие. Орон зай цаг гэж юу болох, эдгээр хэмжээсүүд хэрхэн өөрчлөгдөж болох талаар үндсэн ойлголтгүй бол хар нүхний дотор юу байгааг ойлгох боломжгүй юм. Гол нь энэ газар бол зүгээр нэг орон зайн нэгж биш юм. Энэ нь бидний мэддэг гурван хэмжээс (урт, өргөн, өндөр) болон цаг хугацааны шугамыг хоёуланг нь гажуудуулдаг. Эрдэмтэд тэнгэрийн хаяанд (нүхний эргэн тойрон гэж нэрлэгддэг газар) цаг хугацаа орон зайн утгыг авч, урагш, хойшоо хөдөлж чадна гэдэгт итгэлтэй байна.
Таталцлын нууцыг сурцгаая
Хэрэв бид хар нүхний дотор юу байдгийг ойлгохыг хүсвэл таталцал гэж юу болохыг нарийвчлан авч үзье. Чухамхүү энэ үзэгдэл нь гэрэл хүртэл зугтаж чаддаггүй "өт хорхой" гэж нэрлэгддэг зүйлийн мөн чанарыг ойлгоход чухал ач холбогдолтой юм. Таталцал нь материаллаг үндэслэл бүхий бүх биетүүдийн харилцан үйлчлэл юм. Ийм таталцлын хүч нь биеийн молекулын найрлага, атомын концентраци, түүнчлэн тэдгээрийн найрлагаас хамаардаг. Орон зайн тодорхой хэсэгт илүү олон тоосонцор нурах тусам илүү их байдаг таталцлын хүч. Энэ нь онолтой салшгүй холбоотой том тэсрэлт, манай Орчлон вандуйны хэмжээтэй байсан үед. Энэ бол хамгийн их онцгой байдлын төлөв байсан бөгөөд гэрлийн квантуудын анивчсаны үр дүнд бөөмс бие биенээ түлхэж байснаас болж орон зай тэлж эхэлсэн. Эрдэмтэд хар нүхийг яг эсрэгээр нь тодорхойлдог. ТБЗ-ийн дагуу ийм зүйл дотор юу байна вэ? Манай Орчлон ертөнцөд төрөх үеийнхтэй ижил үзүүлэлттэй тэнцэх өвөрмөц байдал.
Хорхойн нүхэнд бодис яаж ордог вэ?
Хар нүхний дотор юу болж байгааг хүн хэзээ ч ойлгож чадахгүй гэсэн үзэл байдаг. Учир нь тэнд очсон хойноо таталцлын болон таталцлын хүчинд шууд утгаараа дарагдах болно. Үнэндээ энэ нь бүхэлдээ үнэн биш юм. Тийм ээ, үнэхээр хар нүх бол бүх зүйл дээд тал нь шахагдсан онцгой байдлын бүс юм. Гэхдээ энэ нь бүх гариг, оддыг шингээж чадах "сансрын тоос сорогч" огтхон ч биш юм. Ямар ч материаллаг объект, үйл явдлын тэнгэрийн хаяанд өөрийгөө олж, орон зай, цаг хугацааны хүчтэй гажуудлыг ажиглах болно (одоогоор эдгээр нэгжүүд тусдаа зогсож байна). Евклидийн геометрийн систем доголдож эхэлнэ, өөрөөр хэлбэл тэдгээр нь огтлолцож, стереометрийн дүрсүүдийн тойм нь танил байхаа болино. Цаг хугацааны хувьд энэ нь аажмаар удааширна. Нүхэнд ойртох тусам цаг дэлхийн цагтай харьцуулахад удаашрах болно, гэхдээ та үүнийг анзаарахгүй. Хорхойн нүхэнд унах үед бие нь тэг хурдтайгаар унах боловч энэ нэгж нь хязгааргүйтэй тэнцүү байх болно. төгсгөлгүйг тэгтэй тэнцүүлэх муруйлт, эцэст нь онцгой байдлын бүсэд цагийг зогсооно.
Ялгарсан гэрэлд үзүүлэх хариу үйлдэл
Сансар огторгуйд гэрлийг татдаг цорын ганц зүйл бол хар нүх юм. Дотор нь юу байгаа, ямар хэлбэрээр байгаа нь тодорхойгүй, гэхдээ тийм гэж үздэг тас харанхуй, энэ нь төсөөлөхийн аргагүй юм. Гэрлийн квантуудТэнд очиход тэд зүгээр л алга болдоггүй. Тэдний массыг онцгой байдлын массаар үржүүлдэг бөгөөд энэ нь түүнийг улам бүр нэмэгдүүлж, хэрэв дотор нь байвал түүнийг нэмэгдүүлдэг. өтний нүх"Чи эргэн тойрноо харахын тулд гар чийдэн асаавал гэрэлтэхгүй. Ялгарсан квантууд нь нүхний массаар байнга үржиж, та нар, бүдүүлэгээр хэлэхэд таны нөхцөл байдлыг улам дордуулах болно.
Хар нүхнүүд алхам бүртээ
Бидний аль хэдийн олж мэдсэнээр үүсэх үндэс нь таталцал бөгөөд түүний хэмжээ нь дэлхий дээрхээс хэдэн сая дахин их байдаг. Хар нүх гэж юу болох талаар үнэн зөв ойлголтыг Карл Шварцшильд өгсөн бөгөөд тэрээр яг үйл явдлын тэнгэрийн хаяа, буцаж ирэхгүй цэгийг нээж, мөн онцгой байдлын үед тэг нь тэнцүү болохыг тогтоожээ. хязгааргүй. Түүний бодлоор сансар огторгуйн аль ч цэгт хар нүх үүсч болно. Энэ тохиолдолд бөмбөрцөг хэлбэртэй тодорхой материаллаг объект хүрэх ёстой таталцлын радиус. Жишээлбэл, манай гаригийн масс хар нүх болохын тулд нэг вандуйны эзэлхүүнд багтах ёстой. Нар нь масстайгаа хамт 5 км диаметртэй байх ёстой - тэгвэл түүний төлөв байдал ганц бие болно.
Шинэ ертөнцийг бий болгох тэнгэрийн хаяа
Физик, геометрийн хуулиуд дэлхий дээр ч төгс ажилладаг гадаад орон зай, орон зай вакуум руу ойртож байгаа газар. Гэвч тэд үйл явдлын тэнгэрийн хаяанд ач холбогдлоо бүрэн алддаг. Тийм учраас хамт математикийн цэгХар нүхний дотор юу байгааг алсын хараагаар тооцоолох боломжгүй юм. Дэлхий ертөнцийн талаарх бидний үзэл бодлын дагуу сансар огторгуйг нугалахад гарч ирэх зургууд үнэнээс хол байх магадлалтай. Энд цаг хугацаа орон зайн нэгж болж хувирдаг нь зөвхөн батлагдсан одоо байгаа хэмжилтүүдзарим нь нэмж байна. Энэ нь хар нүхний дотор (таны мэдэж байгаагаар гэрэл зураг нь үүнийг харуулахгүй, учир нь гэрэл өөрөө өөрийгөө иддэг) огт өөр ертөнц бий болсон гэдэгт итгэх боломжийг олгодог. Эдгээр орчлон ертөнцүүд нь одоогоор эрдэмтэд мэдэхгүй байгаа эсрэг бодисоос бүрдэж магадгүй юм. Буцах боломжгүй бөмбөрцөг нь зүгээр л өөр ертөнц эсвэл манай Орчлон ертөнцийн бусад цэгүүд рүү хөтөлдөг портал гэсэн хувилбарууд байдаг.
Төрөлт ба үхэл
Хар нүх оршин тогтнохоос хамаагүй илүү зүйл бол түүний үүсэх эсвэл алга болох явдал юм. Уналтын үр дүнд бидний олж мэдсэнээр орон зай-цаг хугацааг гажуудуулдаг бөмбөрцөг үүсдэг. Энэ нь том одны дэлбэрэлт, сансарт хоёр ба түүнээс дээш биетүүдийн мөргөлдөх гэх мэт байж болно. Гэхдээ онолын хувьд хүрч болох бодис хэрхэн цаг хугацааны гажуудлын талбар болсон бэ? Оньсого нь хийгдэж буй ажил юм. Гэхдээ үүний дараа хоёр дахь асуулт гарч ирдэг - яагаад ийм эргэж буцахгүй бөмбөрцөг алга болдог вэ? Хэрэв хар нүхнүүд ууршдаг бол яагаад тэр гэрэл болон тэдний сорсон сансрын бүх бодисууд гарч ирдэггүй юм бэ? Онцгой бүсийн матери өргөжиж эхлэхэд таталцал аажмаар буурдаг. Үүний үр дүнд хар нүх зүгээр л уусч, ердийн вакуум гадаад орон зай байрандаа үлддэг. Үүнээс өөр нэг нууц гарч ирдэг - үүнд орсон бүх зүйл хаашаа явсан бэ?
Таталцал бидний аз жаргалтай ирээдүйн түлхүүр мөн үү?
Хүн төрөлхтний эрчим хүчний ирээдүйг хар нүхээр тодорхойлж чадна гэдэгт судлаачид итгэлтэй байна. Энэ системийн дотор юу байгаа нь тодорхойгүй байгаа боловч үйл явдлын давхрагад аливаа бодис энерги болж хувирдаг нь тогтоогдсон, гэхдээ мэдээжийн хэрэг хэсэгчлэн. Жишээлбэл, эргэж буцах боломжгүй цэгийн ойролцоо байгаа хүн өөрийн бодисын 10 хувийг энерги болгон боловсруулахын тулд орхих болно. Энэ тоо нь ердөө л асар том бөгөөд одон орон судлаачдын дунд сенсаци болсон. Дэлхий дээр бодисын ердөө 0.7 хувь нь энерги болж хувирдаг нь баримт юм.
Зөвхөн хар нүхнүүд л байдаг сансрын биетүүд, таталцлын хүчээр гэрлийг татах чадвартай. Тэд мөн орчлон ертөнцийн хамгийн том биетүүд юм. Тэдний үйл явдлын ойрын үед ("буцах боломжгүй цэг" гэж нэрлэдэг) юу болохыг бид удахгүй мэдэх магадлал багатай. Эдгээр нь манай дэлхийн хамгийн нууцлаг газрууд бөгөөд олон арван жилийн судалгаанаас үл хамааран маш бага мэдээлэлтэй хэвээр байна. Энэ нийтлэлд хамгийн сонирхолтой гэж хэлж болох 10 баримт багтсан болно.
Хар нүх нь бодисыг өөртөө шингээдэггүй
Олон хүмүүс хар нүхийг хүрээлэн буй орон зайд зурдаг "сансрын тоос сорогч" гэж төсөөлдөг. Үнэн хэрэгтээ хар нүхнүүд нь онцгой хүчтэй таталцлын оронтой ердийн сансрын биетүүд юм.
Хэрэв нарны оронд яг ижил хэмжээтэй хар нүх үүссэн бол дэлхий татагдан орохгүй, өнөөдрийнхтэй адил тойрог замд эргэлдэх байсан. Хар нүхний хажууд байрлах одод массынхаа нэг хэсгийг одны салхи хэлбэрээр алддаг (энэ нь аливаа одны оршин тогтнох үед тохиолддог) бөгөөд хар нүхнүүд зөвхөн энэ бодисыг шингээдэг.
Хар нүх байдаг гэдгийг Карл Шварцшильд таамаглаж байсан
Карл Шварцшильд Эйнштейний харьцангуйн ерөнхий онолыг “буцах аргагүй цэг” байдгийг зөвтгөхөд анх ашигласан. Эйнштейн өөрөө хар нүхний талаар огт боддоггүй байсан ч түүний онол нь тэдний оршин тогтнохыг урьдчилан таамагласан байдаг.
Шварцшильд 1915 онд Эйнштейн харьцангуйн ерөнхий онолоо нийтэлсний дараа шууд саналаа дэвшүүлжээ. Тэр үед "Шварцшильд радиус" гэсэн нэр томъёо гарч ирсэн бөгөөд энэ нь тухайн объектыг хар нүх болгохын тулд хэр их шахах шаардлагатайг харуулсан утга юм.
Онолын хувьд аливаа зүйл хангалттай шахагдсан тохиолдолд хар нүх болж хувирдаг. Объект илүү нягтралтай байх тусам таталцлын орон улам хүчтэй болдог. Жишээлбэл, хэрэв газрын самрын хэмжээтэй биетийн масстай бол дэлхий хар нүх болно.
Хар нүхнүүд шинэ ертөнцийг төрүүлж чадна
Хар нүхнүүд шинэ орчлон ертөнцийг төрүүлж чадна гэсэн санаа нь утгагүй юм шиг санагддаг (ялангуяа бид бусад орчлон ертөнцийн оршин тогтнох эсэхэд эргэлзсээр байгаа). Гэсэн хэдий ч ийм онолыг эрдэмтэд идэвхтэй боловсруулж байна.
Эдгээр онолын аль нэгнийх нь маш хялбаршуулсан хувилбар нь дараах байдалтай байна. Манай дэлхий онцгой байдаг таатай нөхцөлтүүн дотор амьдрал харагдахын тулд. Хэрэв аль нэг нь физик тогтмолуудбага зэрэг өөрчлөгдсөн бол бид энэ ертөнцөд байхгүй байх байсан. Хар нүхний онцгой байдал цуцлагдана ердийн хуулиудфизик болон (наад зах нь онолын хувьд) үүсгэж болно шинэ ертөнц, энэ нь биднийхээс ялгаатай байх болно.
Хар нүхнүүд таныг (мөн бусад бүх зүйлийг) спагетти болгож чадна
Хар нүхнүүд ойролцоох объектуудыг сунгадаг. Эдгээр объектууд нь спагеттитэй төстэй болж эхэлдэг (бүр тусгай нэр томъёо байдаг - "спагеттификаци").
Энэ нь таталцлын хүчний үйл ажиллагааны улмаас тохиолддог. IN одоогийн мөчТаны хөл толгойноосоо илүү дэлхийн төвд ойр байдаг тул илүү хүчтэй татагддаг. Хар нүхний гадаргуу дээр хүндийн хүчний зөрүү таны эсрэг ажиллаж эхэлдэг. Хөл нь хар нүхний төв рүү илүү хурдан, хурдан татагддаг тул биеийн дээд тал нь тэднийг гүйцэж чадахгүй. Үр дүн: спагетжилт!
Хар нүхнүүд цаг хугацааны явцад ууршдаг
Хар нүхнүүд оддын салхи шингээхээс гадна ууршдаг. Энэ үзэгдлийг 1974 онд нээж, Хокингийн цацраг гэж нэрлэжээ (нээлтийг хийсэн Стивен Хокингийн нэрээр).
Цаг хугацаа өнгөрөхөд хар нүх нь бүх массаа эргэн тойрныхоо орон зайд цацаж, энэ цацрагийн хамт алга болно.
Хар нүхнүүд ойролцоох хугацааг удаашруулдаг
Үйл явдлын тэнгэрийн хаяанд ойртох тусам цаг хугацаа удааширдаг. Яагаад ийм зүйл болдгийг ойлгохын тулд Эйнштейний харьцангуйн ерөнхий онолын үндсэн зарчмуудыг харуулахын тулд ихэвчлэн ашигладаг бодлын туршилт болох “ихэр парадокс”-ыг үзэх хэрэгтэй.
Ихрүүдийн нэг нь дэлхий дээр үлдэж, хоёр дахь нь нисдэг сансрын аялал, гэрлийн хурдаар хөдөлдөг. Дэлхийд буцаж ирсэн ихэр гэрлийн хурдтай явж байхдаа ах нь өөрөөсөө илүү хөгширсөн болохыг олж мэдэв. цаг хугацаа өнгөрч байнаудаан.
Хар нүхний үйл явдлын тэнгэрийн хаяанд ойртох тусам та ийм хурдтай хөдөлнө өндөр хурдтэр цаг хугацаа таны хувьд удаашрах болно.
Хар нүх бол эрчим хүчний хамгийн дэвшилтэт систем юм
Хар нүхнүүд нар болон бусад оддыг бодвол илүү сайн энерги үүсгэдэг. Энэ нь тэдний эргэн тойронд байгаа бодистой холбоотой юм. Хар нүхний тойрог замд байгаа бодис үйл явдлын тэнгэрийн хаяаг асар хурдтайгаар гаталж, маш өндөр температурт халдаг. Үүнийг хар биеийн цацраг гэж нэрлэдэг.
Харьцуулбал хэзээ цөмийн нэгдэлБодисын 0.7% нь энерги болж хувирдаг. Хар нүхний ойролцоо бодисын 10% нь энерги болдог!
Хар нүхнүүд эргэн тойрон дахь орон зайг нугалж байдаг
Орон зайг зураастай сунгасан резинэн хавтан гэж ойлгож болно. Хэрэв та бичлэг дээр объект тавьбал түүний хэлбэр өөрчлөгдөнө. Хар нүхнүүд ижил аргаар ажилладаг. Тэдний хэт их масс нь бүх зүйлийг, түүний дотор гэрлийг татдаг (түүний туяаг аналогийг үргэлжлүүлэхийн тулд хавтан дээрх шугам гэж нэрлэж болно).
Хар нүхнүүд орчлон дахь оддын тоог хязгаарладаг
Одууд хийн үүлнээс үүсдэг. Од үүсч эхлэхийн тулд үүл хөргөх ёстой.
Хар биетүүдийн цацраг нь хийн үүлийг хөргөхөөс сэргийлж, од харагдахаас сэргийлдэг.
Онолын хувьд аливаа объект хар нүх болж чаддаг
Манай Нар ба хар нүх хоёрын цорын ганц ялгаа нь таталцлын хүч юм. Хар нүхний төвд энэ нь одны төвөөс хамаагүй хүчтэй байдаг. Хэрэв манай Нарыг ойролцоогоор таван километрийн диаметртэй болтол шахаж авсан бол энэ нь хар нүх байж болох юм.
Онолын хувьд аливаа зүйл хар нүх болж хувирдаг. Практикт бид нарнаас 20-30 дахин их масстай асар том оддын сүйрлийн үр дүнд хар нүх үүсдэг гэдгийг бид мэднэ.
С. ТРАНКОВСКИЙ
Хамгийн чухал, сонирхолтой асуудлуудын дунд орчин үеийн физикба астрофизик, академич В.Л.Гинзбург хар нүхтэй холбоотой асуудлуудыг нэрлэсэн ("Шинжлэх ухаан ба амьдрал" 1999 оны 11, 12-ыг үзнэ үү). Эдгээрийн оршин тогтнол хачин объектуудХоёр зуу гаруй жилийн өмнө урьдчилан таамаглаж байсан бөгөөд тэдгээрийн үүсэх нөхцөлийг 20-р зууны 30-аад оны сүүлчээр нарийн тооцоолж, астрофизик үүнийг дөч хүрэхгүй жилийн өмнө нухацтай авч үзсэн. Өнөөдөр шинжлэх ухааны сэтгүүлүүдДэлхий даяар жил бүр хар нүхний тухай олон мянган нийтлэл хэвлэгддэг.
Хар нүх үүсэх нь гурван янзаар явагддаг.
Нурж буй хар нүхний ойр орчимд болж буй үйл явцыг ингэж дүрсэлдэг заншилтай. Цаг хугацаа өнгөрөхөд (Y) эргэн тойрон дахь орон зай (X) (сүүдэрлэсэн хэсэг) багасч, онцгой байдал руу яаран очдог.
Хар нүхний таталцлын талбар нь орон зайн геометрт ноцтой гажуудал үүсгэдэг.
Телескопоор үл үзэгдэх хар нүх нь зөвхөн таталцлын нөлөөгөөр л илэрдэг.
Хар нүхний хүчтэй таталцлын талбарт бөөмс-эсрэг бөөмийн хосууд үүсдэг.
Лабораторид бөөмс-эсрэг бөөмийн хос төрөлт.
ТЭД ХЭРХЭН ҮҮСДЭГ ВЭ
Гэрэлтдэг тэнгэрийн бие, нягтралтай, тэнцүү нягтралНарны диаметрээс хоёр зуун тавин дахин их диаметртэй дэлхий нь таталцлын хүч чадлаараа гэрлээ бидэнд хүргэхийг зөвшөөрөхгүй. Тиймээс орчлон ертөнцийн хамгийн том гэрэлтдэг биетүүд хэмжээнээсээ болоод үл үзэгдэх хэвээр байх боломжтой юм.
Пьер Саймон Лаплас.
Дэлхийн системийн үзэсгэлэн. 1796
1783 онд Английн математикч Жон Митчелл, арван гурван жилийн дараа түүнээс үл хамааран Францын одон орон судлаач, математикч Пьер Симон Лаплас нар маш хачирхалтай судалгаа хийжээ. Тэд ямар нөхцөлд гэрэл одноос зугтах боломжгүй болохыг харав.
Эрдэмтдийн логик нь энгийн байсан. Аливаа одон орны объектын (гараг эсвэл од) зугтах хурд гэж нэрлэгддэг буюу хоёр дахь зугтах хурдыг тооцоолох боломжтой бөгөөд энэ нь аливаа бие, бөөмийг үүрд орхих боломжийг олгодог. Тэр үеийн физикт Ньютоны онол ноёрхож байсан бөгөөд үүний дагуу гэрэл нь бөөмсийн урсгал юм (онолоос өмнө) цахилгаан соронзон долгионмөн квант бараг зуун тавин жил үлдсэн). Бөөмийн зугтах хурдыг тэгш байдал дээр үндэслэн тооцоолж болно боломжит энергигаригийн гадаргуу дээр болон кинетик энергиэцэс төгсгөлгүй "зугтсан" бие хол зай. Энэ хурдыг №1# томъёогоор тодорхойлно.
Хаана М- жин сансрын объект, Р- түүний радиус, Г- таталцлын тогтмол.
Үүнээс бид өгөгдсөн масстай биеийн радиусыг хялбархан олж авах боломжтой (хожим нь "таталцлын радиус" гэж нэрлэдэг). r g "), зугтах хурд нь гэрлийн хурдтай тэнцүү байна:
Энэ нь од радиустай бөмбөрцөгт шахагдсан гэсэн үг юм r g< 2GM/в 2 нь ялгарахаа болино - гэрэл түүнийг орхиж чадахгүй. Орчлон ертөнцөд хар нүх гарч ирнэ.
Нар (түүний масс нь 2.1033 гр) ойролцоогоор 3 километрийн радиуст агшвал хар нүх болж хувирна гэдгийг тооцоолоход хялбар байдаг. Түүний бодисын нягт нь 10 16 г / см 3 хүрнэ. Хар нүхэнд шахагдсан дэлхийн радиус нэг сантиметр болж багасна.
Байгаль дээр одыг өчүүхэн төдий хэмжээгээр шахах хүч байдаг нь үнэхээр гайхалтай санагдсан. Тиймээс Митчелл, Лаплас нарын бүтээлүүдээс гаргасан дүгнэлтүүд нь зуу гаруй жилийн турш физикийн утга учиргүй математикийн парадокс гэж тооцогддог байв.
Хатуу математикийн нотолгооСансарт ийм чамин объект байх боломжтой гэдгийг зөвхөн 1916 онд олж авсан. Германы одон орон судлаач Карл Шварцшильд Альберт Эйнштейний харьцангуйн ерөнхий онолын тэгшитгэлд дүн шинжилгээ хийсний дараа сонирхолтой үр дүн. Таталцлын талбар дахь бөөмийн хөдөлгөөнийг судлах замаар их бие, тэр дүгнэлтэнд хүрсэн: тэгшитгэл алдагдана физик утга(түүний шийдэл нь хязгааргүйд хүрдэг) хэзээ r= 0 ба r = r g.
Талбайн шинж чанар нь утгагүй болох цэгүүдийг онцгой, өөрөөр хэлбэл онцгой гэж нэрлэдэг. Онцлог байдал тэг цэгцэгийг тусгадаг, эсвэл талбайн төвлөрсөн тэгш хэмтэй бүтцийг (эцэст нь ямар ч бөмбөрцөг биет - од эсвэл гаригийг дүрсэлж болно) материаллаг цэг). Мөн дээр байрлах цэгүүд бөмбөрцөг гадаргуурадиус r g, зугтах хурд нь гэрлийн хурдтай тэнцүү байх гадаргууг бүрдүүлнэ. Харьцангуйн ерөнхий онолд үүнийг Шварцшильдын сингуляр бөмбөрцөг буюу үйл явдлын тэнгэрийн хаяа гэж нэрлэдэг (яагаад дараа нь тодорхой болно).
Бидэнд танил болох Дэлхий ба Нарны жишээн дээр хар нүхнүүд маш их байдаг нь тодорхой байна. хачин объектууд. Температур, нягтрал, даралтын хэт үнэ цэнэ бүхий бодистой харьцдаг одон орон судлаачид хүртэл тэдгээрийг маш чамин гэж үздэг бөгөөд саяхныг хүртэл хүн бүр тэдний оршин тогтнолд итгэдэггүй байв. Гэсэн хэдий ч хар нүх үүсэх боломжийн анхны шинж тэмдгүүд нь 1915 онд бүтээсэн А.Эйнштейний харьцангуйн ерөнхий онолд аль хэдийн агуулагдаж байжээ. Харьцангуйн онолыг анхны тайлбарлагч, сурталчлагчдын нэг Английн одон орон судлаач Артур Эддингтон 30-аад оны үед тэгшитгэлийн системийг тодорхойлсон. дотоод бүтэцодод Эдгээрээс харахад од нь эсрэг чиглэсэн таталцлын хүч ба одны доторх халуун плазмын хэсгүүдийн хөдөлгөөн, түүний гүнд үүссэн цацрагийн даралтын улмаас үүссэн дотоод даралтын нөлөөн дор тэнцвэрт байдалд байна. Энэ нь од нь хийн бөмбөлөг бөгөөд түүний төв хэсэгт өндөр температур байдаг бөгөөд захын дагуу аажмаар буурч байна. Тэгшитгэлээс, ялангуяа нарны гадаргуугийн температур ойролцоогоор 5500 градус байна (энэ нь өгөгдөлтэй нэлээд нийцэж байсан) одон орны хэмжилт), түүний төвд ойролцоогоор 10 сая градус байх ёстой. Энэ нь Эддингтонд зөгнөлийн дүгнэлт хийх боломжийг олгосон: энэ температурт термоядролын урвал "гал асаж", нарны туяаг хангахад хангалттай. Тэр үеийн атомын физикчид үүнтэй санал нийлэхгүй байсан. Оддын гүнд хэтэрхий "хүйтэн" байгаа юм шиг тэдэнд санагдсан: температур нь хариу үйлдэл хийхэд хангалттай биш байв. Үүнд уурласан онолч: "Илүү халуун газар хай!" гэж хариулав.
Эцэст нь тэр зөв болж хувирав: термоядролын урвал үнэхээр одны төвд тохиолддог (өөр нэг зүйл бол "стандарт" гэж нэрлэгддэг. нарны загвар", тухай санаанууд дээр үндэслэсэн термоядролын нэгдэл, энэ нь буруу болсон бололтой - жишээлбэл, "Шинжлэх ухаан ба амьдрал" 2000 оны 2, 3 дугаарыг үзнэ үү). Гэсэн хэдий ч одны төвд урвал явагдаж, од гэрэлтэж, үүссэн цацраг нь түүнийг тогтвортой байдалд байлгадаг. Гэхдээ одны цөмийн "түлш" шатдаг. Эрчим хүчний ялгаралт зогсч, цацраг идэвхжил нь унтарч, хязгаарлах хүч үүсдэг таталцлын таталцал, алга болдог. Одны массын хязгаар байдаг бөгөөд үүний дараа од эргэлт буцалтгүй агшиж эхэлдэг. Хэрэв одны масс хоёроос гурван нарны массаас хэтэрсэн тохиолдолд ийм зүйл тохиолддогийг тооцоо харуулж байна.
Гравитацийн нуралт
Эхлээд одны агшилтын хурд бага боловч таталцлын хүч нь зайны квадраттай урвуу пропорциональ байдаг тул хурд нь тасралтгүй нэмэгддэг. Шахалт нь эргэлт буцалтгүй болдог; Энэ процессыг таталцлын нуралт гэж нэрлэдэг. Оддын бүрхүүлийн төв рүү чиглэсэн хөдөлгөөний хурд нэмэгдэж, гэрлийн хурд руу ойртдог. Энд харьцангуйн онолын нөлөөлөл үүрэг гүйцэтгэж эхэлдэг.
Зугтах хурдыг гэрлийн мөн чанарын тухай Ньютоны санаан дээр үндэслэн тооцоолсон. Харьцангуйн ерөнхий онолын үүднээс авч үзвэл нурж буй одны ойролцоох үзэгдлүүд арай өөрөөр явагддаг. Түүний хүчирхэг таталцлын талбайд таталцлын улаан шилжилт гэж нэрлэгддэг. Энэ нь асар том биетээс ирж буй цацрагийн давтамж бага давтамж руу шилждэг гэсэн үг юм. Хязгаарт, Шварцшильд бөмбөрцгийн хил дээр цацрагийн давтамж болдог тэгтэй тэнцүү. Өөрөөр хэлбэл, гадна талд байрлах ажиглагч дотор нь юу болж байгааг олж мэдэх боломжгүй болно. Тийм ч учраас Шварцшильд бөмбөрцөгийг үйл явдлын давхрага гэж нэрлэдэг.
Гэхдээ давтамжийг бууруулна гэдэг нь цаг хугацааг удаашруулж байгаатай тэнцүү бөгөөд давтамж тэг болоход цаг хугацаа зогсдог. Энэ нь гадны ажиглагч маш хачирхалтай дүр зургийг харна гэсэн үг юм: хурдатгал ихсэх тусам унаж буй одны бүрхүүл гэрлийн хурдад хүрэхийн оронд зогсдог. Түүний үзэж байгаагаар одны хэмжээ таталцлын хэмжээнд ойртмогц шахалт зогсох болно
ус. Тэр хэзээ ч Шварцшилийн бөмбөрцөг доор нэг ширхэг бөөмс "шумбахыг" харахгүй. Гэвч хар нүхэнд унасан таамаглал бүхий ажиглагчийн хувьд түүний харуул дээр бүх зүйл хэдхэн хормын дотор дуусна. Ийнхүү нарны хэмжээтэй оддын таталцлын уналтын хугацаа 29 минут байх ба илүү нягт, нягт нейтрон од нь секундын 1/20,000-д л зарцуулагдана. Энд тэрээр хар нүхний ойролцоо цаг хугацааны орон зайн геометртэй холбоотой асуудалтай тулгардаг.
Ажиглагч муруй орон зайд өөрийгөө олдог. Таталцлын радиусын ойролцоо таталцлын хүч нь хязгааргүй том болдог; тэд сансрын нисгэгч-ажиглагчтай пуужинг хязгааргүй нимгэн утас болгон сунгадаг хязгааргүй урт. Гэхдээ тэр өөрөө үүнийг анзаарахгүй: түүний бүх хэв гажилт нь орон зай-цаг хугацааны координатын гажуудалтай тохирч байх болно. Эдгээр бодол нь мэдээжийн хэрэг хамгийн тохиромжтой, таамагласан тохиолдлыг хэлнэ. Ямар ч жинхэнэ биеШварцшильд бөмбөрцөгт ойртохоос нэлээд өмнө далайн түрлэгийн хүчинд хуваагдах болно.
ХАР НҮХНИЙ ХЭМЖЭЭ
Хар нүхний хэмжээ, тодорхой хэлбэл Шварцшильд бөмбөрцгийн радиус нь одны масстай пропорциональ байна. Мөн астрофизик нь одны хэмжээнд ямар нэгэн хязгаарлалт тавьдаггүй тул хар нүх нь дур зоргоороо том хэмжээтэй байж болно. Жишээлбэл, 108 нарны масстай (эсвэл хэдэн зуун мянган, бүр сая сая харьцангуй жижиг оддыг нэгтгэсний улмаас) одны нуралтын үеэр үүссэн бол түүний радиус нь 300 сая километр болно. хоёр дахин том дэлхийн тойрог зам. А дундаж нягтралИйм аварга биетийн бодис нь усны нягттай ойролцоо байдаг.
Эдгээр нь галактикийн төвд байдаг хар нүхнүүд бололтой. Ямар ч байсан одон орон судлаачид өнөөдөр тавь орчим галактикийг тоолж байгаа бөгөөд тэдгээрийн төвүүдэд шууд бус нотлох баримтаас (доор авч үзэх болно) нэг тэрбум (10 9) нарны масстай хар нүхнүүд байдаг. Манай Галактик бас өөрийн гэсэн хар нүхтэй бололтой; Түүний массыг маш нарийн тооцоолсон - 2.4. Нарны массын 10 6 ±10%.
Онолоор ийм супер аваргуудын хамт ойролцоогоор 10 14 г жинтэй, 10-12 см (хэмжээ) радиустай хар мини нүхнүүд байдаг гэж үздэг. атомын цөм). Тэд орчлон ертөнцийн оршин тогтнох эхний мөчүүдэд асар их энергийн нягтрал бүхий орон зай-цаг хугацааны маш хүчтэй жигд бус байдлын илрэл болж гарч ирж болно. Тэр үед орчлон ертөнцөд байсан нөхцөл байдлыг одоо судлаачид хүчирхэг мөргөлдүүлэгч (мөргөлдөг цацраг ашигладаг хурдасгуур) дээр хэрэгжүүлж байна. Энэ оны эхээр CERN-д хийсэн туршилтууд нь кварк-глюоны плазм үүсэхээс өмнө байсан бодисыг гаргаж авсан. энгийн бөөмс. Америкийн хурдасгуурын төв болох Брукхавен дахь бодисын энэ төлөв байдлын судалгаа үргэлжилж байна. Энэ нь тоосонцорыг хурдасгуураас нэг ба хагасаас хоёр дахин их энерги болгон хурдасгах чадвартай.
ЦЕРН. Удахгүй болох туршилт нь ноцтой түгшүүр төрүүлэв: үүнийг хэрэгжүүлэх явцад бидний орон зайг нугалж, дэлхийг сүйрүүлэх мини хар нүх үүсэх үү?
Энэхүү айдас нь маш хүчтэй цуурайтаж, АНУ-ын засгийн газар энэ боломжийг шалгах эрх бүхий комиссыг хуралдуулахаас өөр аргагүйд хүрчээ. Нэрт судлаачдаас бүрдсэн комиссын дүгнэлтэд: хурдасгуурын энерги нь хар нүх үүсэхэд хэтэрхий бага байна (энэ туршилтыг Шинжлэх ухаан ба амьдрал сэтгүүлийн 2000 оны №3-т тайлбарласан).
ҮЗЭГДЭХГҮЙГ ХЭРХЭН ХАРАХ ВЭ
Хар нүхнүүд юу ч ялгаруулдаггүй, бүр гэрэл ч гаргадаггүй. Гэсэн хэдий ч одон орон судлаачид тэднийг харж сурсан, эс тэгвээс энэ үүрэгт "нэр дэвшигчдийг" хайж олжээ. Хар нүхийг илрүүлэх гурван арга бий.
1. Тодорхой хүндийн төвийн эргэн тойронд бөөгнөрсөн оддын эргэлтийг хянах шаардлагатай. Хэрэв энэ төвд юу ч байхгүй, одод эргэлдэж байх шиг байна хоосон зай, бид маш итгэлтэйгээр хэлж чадна: энэ "хоосон" дотор хар нүх байна. Үүний үндсэн дээр манай Галактикийн төвд хар нүх байгаа гэж таамаглаж, түүний массыг тооцоолсон.
2. Хар нүх хүрээлэн буй орон зайгаас бодисыг өөртөө идэвхтэй шингээдэг. Ойролцоох оддын тоос, хий, бодисууд түүн дээр спираль хэлбэрээр унаж, Санчир гаригийн цагирагтай төстэй аккрецийн дискийг үүсгэдэг. (Энэ бол Брукхэвенийн туршилтын аймшигт хорхой юм: хурдасгуурт гарч ирсэн жижиг хар нүх дэлхийг өөртөө шингээж эхлэх бөгөөд энэ үйл явцыг ямар ч хүчээр зогсоож чадахгүй.) Шварцшильд бөмбөрцөгт ойртоход бөөмсүүд мэдрэгддэг. хурдатгал ба рентген туяаны мужид ялгарч эхэлдэг. Энэ цацраг нь синхротрон дахь хурдасгасан бөөмсийн сайн судлагдсан цацрагтай төстэй спектртэй байдаг. Хэрэв ийм цацраг нь орчлон ертөнцийн аль нэг бүсээс ирж байвал тэнд хар нүх байх ёстой гэж бид итгэлтэйгээр хэлж чадна.
3. Хоёр хар нүх нэгдэх үед таталцлын цацраг үүснэ. Хэрэв тус бүрийн масс нь арав орчим нарны масстай бол хэдхэн цагийн дотор нэгдэх үед таталцлын долгион хэлбэрээр нийт массын 1% -тай тэнцэх энерги ялгардаг гэж тооцоолсон. Энэ нь Нарны оршин тогтнох бүх хугацаанд буюу таван тэрбум жилийн хугацаанд ялгаруулж байсан гэрэл, дулаан болон бусад энергиэс мянга дахин их юм. Тэд Орос судлаачдын оролцоотойгоор Америк, Европт баригдаж байгаа LIGO болон бусад таталцлын долгионы ажиглалтын тусламжтайгаар таталцлын цацрагийг илрүүлнэ гэж найдаж байна ("Шинжлэх ухаан ба амьдрал" 2000 оны 5-р дугаарыг үзнэ үү).
Гэсэн хэдий ч одон орон судлаачид хар нүх байдаг гэдэгт эргэлздэггүй ч тэдний яг нэг нь сансар огторгуйн тодорхой цэгт байрладаг гэж хэн ч баттай баталж зүрхлэхгүй байна. Шинжлэх ухааны ёс зүй, судлаачийн ухамсар нь тавьсан асуултанд хоёрдмол утгагүй хариулт авахыг шаарддаг бөгөөд энэ нь зөрүүг тэсвэрлэдэггүй. Үл үзэгдэх объектын массыг тооцоолоход хангалттай биш бөгөөд та түүний радиусыг хэмжиж, Шварцшильд радиусаас хэтрэхгүй гэдгийг харуулах хэрэгтэй. Манай Галактикийн хувьд ч энэ асуудал шийдэгдэх боломжгүй байна. Тийм ч учраас эрдэмтэд нээлтээ тайлагнахдаа тодорхой хязгаарлалттай байдаг бөгөөд шинжлэх ухааны сэтгүүлүүд онолын ажлын тайлан, тэдний нууцыг гэрэлтүүлж болох нөлөөллийн ажиглалтаар дүүрэн байдаг.
Гэсэн хэдий ч хар нүхэнд онолын хувьд урьдчилан таамагласан өөр нэг өмч байдаг бөгөөд энэ нь тэднийг харах боломжтой болгодог. Гэхдээ нэг нөхцөлд хар нүхний масс нь нарны массаас хамаагүй бага байх ёстой.
ХАР НҮХ БАС “ЦАГААН” БАЙЖ БОЛНО
Удаан хугацааны турш хар нүхийг харанхуйн биелэл гэж үздэг байсан бөгөөд вакуум орчинд, бодис шингээх чадваргүй үед юу ч ялгаруулдаггүй. Гэсэн хэдий ч 1974 онд Английн нэрт онолч Стивен Хокинг хар нүхэнд температурыг зааж өгч болох тул цацраг туяарах ёстой гэдгийг харуулсан.
Үзэл бодлын дагуу квант механик, вакуум бол хоосон чанар биш, харин нэгэн төрлийн “орон зай-цаг хугацааны хөөс” буюу виртуал (манай ертөнцөд ажиглагдахгүй) бөөмсийн эвдрэл юм. Гэсэн хэдий ч квант энергийн хэлбэлзэл нь тоосонцор-эсрэг бөөмийн хосыг вакуумаас “гаргаж” чаддаг. Жишээлбэл, хоёр, гурван гамма квант мөргөлдөхөд электрон, позитрон хоёр юу ч биш юм шиг гарч ирнэ. Энэ болон үүнтэй төстэй үзэгдлүүд лабораторид олон удаа ажиглагдсан.
Энэ нь хар нүхний цацрагийн процессыг тодорхойлдог квант хэлбэлзэл юм. Хэрэв энергитэй хос бөөмс ЭТэгээд -Э (нийт эрчим хүчхос нь тэгтэй тэнцүү), Шварцшильдын бөмбөрцгийн ойролцоо үүсдэг. цаашдын хувь заяахэсгүүд өөр байх болно. Тэд бараг тэр даруй устгаж эсвэл хамтдаа үйл явдлын давхрагад орж болно. Энэ тохиолдолд хар нүхний төлөв өөрчлөгдөхгүй. Гэхдээ зөвхөн нэг бөөмс тэнгэрийн хаяа доогуур орох юм бол ажиглагч өөр нэг бөөмсийг бүртгэх бөгөөд энэ нь хар нүхнээс үүссэн мэт санагдах болно. Үүний зэрэгцээ бөөмсийг эрчим хүчээр шингээж авсан хар нүх -Э, таны эрч хүчийг бууруулж, эрч хүчээр дүүргэх болно Э- нэмэгдэх болно.
Хокинг эдгээр бүх процесс явагдах хурдыг тооцоолж, бөөмсийг шингээх магадлал гэсэн дүгнэлтэд хүрэв. сөрөг энергиилүү өндөр. Энэ нь хар нүх эрчим хүч, массаа алддаг - ууршдаг гэсэн үг юм. Нэмж дурдахад тэр туйлын гэрэлтдэг хар биетемпературтай Т = 6 . 10 -8 М-тай / МКелвинс, хаана М c - нарны масс (2.10 33 гр), М- хар нүхний масс. Энэхүү энгийн хамаарал нь нарнаас зургаа дахин их масстай хар нүхний температур градусын зуун саяны нэгтэй тэнцэж байгааг харуулж байна. Ийм хүйтэн бие нь бараг юу ч ялгаруулдаггүй нь тодорхой бөгөөд дээрх бүх үндэслэл хүчинтэй хэвээр байна. Жижиг нүхнүүд бол өөр асуудал юм. 10 14 -10 30 грамм масстай, тэд хэдэн арван мянган градус хүртэл халааж, цагаан халуун байна гэдгийг харахад хялбар! Гэсэн хэдий ч хар нүхний шинж чанарт ямар ч зөрчил байхгүй гэдгийг нэн даруй тэмдэглэх нь зүйтэй: энэ цацрагийг Шварцшильд бөмбөрцөгөөс дээш давхаргаас ялгаруулж, доороос нь биш.
Тэгэхээр мөнхийн хөлдсөн биет мэт байсан хар нүх эрт орой хэзээ нэгэн цагт ууршиж алга болдог. Түүгээр ч зогсохгүй "жингээ хасах" тусам ууршилтын хурд нэмэгддэг ч энэ нь маш удаан үргэлжилдэг. 10-15 тэрбум жилийн өмнө Их тэсрэлтийн дараа шууд үүссэн 10 14 грамм жинтэй мини нүхнүүд бидний цаг үед бүрэн уурших ёстой гэж үздэг. Асаалттай сүүлийн шатамьдрал, тэдгээрийн температур асар их утгад хүрдэг тул ууршилтын бүтээгдэхүүн нь маш их тоосонцор байх ёстой өндөр энерги. Магадгүй тэд дэлхийн агаар мандалд өргөн тархсан агаарын шүршүүр үүсгэдэг хүмүүс юм - EAS. Ямар ч тохиолдолд хэвийн бус өндөр энергитэй бөөмсийн гарал үүсэл нь өөр нэг чухал зүйл юм сонирхолтой асуудал, энэ нь хар нүхний физикийн сэтгэл хөдөлгөм асуултуудтай нягт холбоотой байж болох юм.
Хар нүхнүүд, харанхуй бодис, харанхуй бодис ... Эдгээр нь эргэлзээгүй хамгийн хачирхалтай ба нууцлаг объектуудсансарт. Тэдний хачирхалтай шинж чанарууд нь орчлон ертөнцийн физикийн хуулиуд, тэр байтугай байгалийн хуулийг эсэргүүцэж чаддаг одоо байгаа бодит байдал. Хар нүх гэж юу байдгийг ойлгохын тулд эрдэмтэд "анхаарал төвлөрлөө өөрчлөх", хайрцагнаас гадуур сэтгэж сурах, бага зэрэг төсөөлөл ашиглахыг зөвлөж байна. Хар нүхнүүд нь хэт бөөмөөс үүсдэг асар том одод, энэ нь асар их масс хоосон байдалд төвлөрдөг сансар огторгуйн бүс нутаг гэж тодорхойлж болох бөгөөд тэнд юу ч, тэр байтугай гэрэл ч таталцлын таталцлаас зугтаж чадахгүй. Энэ бол хоёр дахь газар юм зугтах хурдгэрлийн хурдаас давсан: Хөдөлгөөний объект хэдий чинээ их байх тусам таталцлын хүчнээс ангижрахын тулд илүү хурдан хөдлөх ёстой. Үүнийг зугтах хурд гэж нэрлэдэг.
Коллиерийн нэвтэрхий толь бичигт материйн таталцлын бүрэн задралын үр дүнд үүссэн сансар огторгуйн бүс нутгийг хар нүх гэж нэрлэдэг бөгөөд таталцлын хүч нь матер, гэрэл, бусад мэдээлэл тээгч ч түүнийг орхиж чадахгүй. Тийм ч учраас дотоод хэсэгхар нүх нь орчлон ертөнцийн бусад хэсгүүдтэй учир шалтгааны холбоогүй; хар нүхний дотор болж байна физик үйл явцгаднах үйл явцад нөлөөлж чадахгүй. Хар нүх нь нэг чиглэлтэй мембраны шинж чанартай гадаргуугаар хүрээлэгдсэн байдаг: бодис ба цацраг туяа хар нүх рүү чөлөөтэй унадаг боловч тэндээс юу ч зугтаж чадахгүй. Энэ гадаргууг "үйл явдлын давхрага" гэж нэрлэдэг.
Нээлтийн түүх
Хар нүхийг урьдчилан таамагласан ерөнхий онолхарьцангуйн онол (1915 онд Эйнштейний дэвшүүлсэн таталцлын онол) болон бусад орчин үеийн онолуудТаталцлын хүчийг 1939 онд Р.Оппенхаймер, Х.Снайдер нар математикийн үндэслэлээр нотолсон.Гэвч эдгээр биетийн ойр орчмын орон зай, цаг хугацааны шинж чанарууд нь маш ер бусын байсан тул одон орон судлаачид болон физикчид 25 жилийн турш үүнийг нухацтай авч үзээгүй. Гэсэн хэдий ч одон орны нээлтүүд 1960-аад оны дундуур аль болох хар нүхнүүдийг харах болсон физик бодит байдал. Шинэ нээлт, судалгаанууд нь орон зай, цаг хугацааны талаарх бидний ойлголтыг үндсээр нь өөрчилж, сансар огторгуйн олон тэрбум нууцыг гэрэлтүүлж чадна.
Хар нүх үүсэх
Оддын гэдэс дотор байдаг термоядролын урвалууд, тэд дэмждэг өндөр температурба даралт нь одыг өөрийн таталцлын дор нурахаас сэргийлдэг. Гэсэн хэдий ч цаг хугацаа өнгөрөх тусам цөмийн түлш шавхагдаж, од багасч эхэлдэг. Тооцоолол нь хэрэв одны масс нь нарны гурван массаас хэтрэхгүй бол "таталцлын эсрэг тулалдаанд" ялах болно. таталцлын уналт"муудсан" бодисын даралтаар зогсох бөгөөд од нь үүрд цагаан одой болон хувирна. нейтрон од. Гэвч хэрэв одны масс гурваас илүү нарны масстай бол түүний сүйрлийн сүйрлийг юу ч зогсоож чадахгүй бөгөөд тэр үйл явдлын тэнгэрийн хаяанд хурдан орж, хар нүх болж хувирна.
Хар нүх бол гурилан бүтээгдэхүүний нүх мөн үү?
Гэрэл гаргадаггүй зүйлийг анзаарах нь тийм ч хялбар биш юм. Хар нүхийг хайх нэг арга бол сансар огторгуйд байгаа бүс нутгийг хайх явдал юм том массмөн харанхуй орон зайд байна. Эдгээр төрлийн объектуудыг хайж байхдаа одон орон судлаачид тэдгээрийг галактикийн төвүүд болон хоёртын систем гэсэн хоёр үндсэн хэсэгт олсон. одны системүүдманай Галактикийн. Эрдэмтдийн үзэж байгаагаар нийтдээ хэдэн арван сая ийм объект байдаг.
Одоогийн байдлаар ялгах цорын ганц найдвартай арга хар нүхөөр төрлийн объектоос тухайн объектын масс, хэмжээсийг хэмжиж, түүний радиусыг харьцуулах явдал юм
Хар нүхнүүд нь манай орчлон ертөнцийн хамгийн нууцлаг, оньсого мэт одон орны объектууд байж магадгүй бөгөөд тэдгээр нь эрдэмтдийн анхаарлыг татаж, шинжлэх ухааны уран зөгнөлт зохиолчдын уран сэтгэмжийг хөдөлгөж байна. Хар нүх гэж юу вэ, тэд юуг төлөөлдөг вэ? Хар нүхнүүд нь тэдний улмаас устаж үгүй болсон одууд юм физик шинж чанар, маш их эзэмшдэг өндөр нягтралтаймөн тийм хүчтэй таталцал нь гэрэл хүртэл тэднээс цааш гарч чадахгүй.
Хар нүхийг нээсэн түүх
Хар нүхнүүд бодит нээлт болохоосоо өмнө онолын хувьд анх удаа оршин тогтнохыг 1783 онд нэгэн Д.Мишель (Чөлөөт цагаараа одон орон судлал сонирхдог Йоркширийн англи санваартан) санал болгожээ. Түүний тооцоогоор бол бид өөрсдийнхийгөө аваад шахвал (орчин үеийн хэллэгээр) компьютерийн хэл- архив) 3 км-ийн радиус хүртэл ийм том (зүгээр л асар том) таталцлын хүч үүсдэг тул гэрэл хүртэл түүнийг орхиж чадахгүй. "Хар нүх" гэсэн ойлголт ингэж гарч ирсэн боловч үнэндээ энэ нь хар биш ч гэсэн бидний бодлоор "хар нүх" гэсэн нэр томъёо илүү тохиромжтой байх болно, учир нь энэ нь гэрэл байхгүй байх явдал юм.
Дараа нь 1918 онд агуу эрдэмтэн АльбертЭйнштейн. Гэвч 1967 онд л Америкийн астрофизикч Жон Уилерийн хүчин чармайлтаар хар нүхний тухай ойлголт эрдэм шинжилгээний хүрээлэлд байр сууриа олж авсан юм.
Гэсэн хэдий ч Д.Мишель, Альберт Эйнштейн, Жон Уилер нар бүтээлдээ эдгээр нууцлаг селестиел биетүүд зөвхөн онолын хувьд оршин байдаг гэж таамаглаж байсан. гадаад орон зайГэсэн хэдий ч хар нүхний жинхэнэ нээлт 1971 онд болсон бөгөөд анх удаа дурангаар харагдав.
Хар нүх ийм л харагддаг.
Сансарт хар нүх хэрхэн үүсдэг
Астрофизикээс бидний мэдэж байгаагаар бүх одод (манай нарыг оруулаад) түлшний нөөц багатай байдаг. Хэдийгээр оддын амьдрал хэдэн тэрбум гэрлийн жил үргэлжилж болох ч эрт орой хэзээ нэгэн цагт энэхүү нөхцөлт түлшний нөөц дуусч, од "унтардаг". Одны "бүдгэрэх" үйл явц нь эрчимтэй урвалууд дагалддаг бөгөөд энэ үед од нь мэдэгдэхүйц өөрчлөлтөд орж, хэмжээнээсээ хамааран хувирч болно. цагаан одой, нейтрон од эсвэл хар нүх. Түүгээр ч барахгүй гайхалтай хэмжээтэй хамгийн том одод ихэвчлэн хар нүх болж хувирдаг - эдгээр хамгийн гайхалтай хэмжээсүүд нь шахагдсаны улмаас шинээр үүссэн хар нүхний масс болон таталцлын хүч хэд хэдэн удаа нэмэгдэж, энэ нь хар нүх болж хувирдаг. галактикийн тоос сорогч - эргэн тойрныхоо бүх зүйлийг шингээж авдаг.
Хар нүх одыг залгидаг.
Бяцхан тэмдэглэл - манай Нар галактикийн жишгээр огтхон ч биш юм том одХэдэн тэрбум жилийн дараа устаж үгүй болсны дараа хар нүх болж хувирахгүй байх магадлалтай.
Гэхдээ та бүхэнд үнэнчээр хэлье - өнөөдөр эрдэмтэд хар нүх үүсэх бүх нарийн ширийнийг хараахан мэдэхгүй байгаа нь энэ нь өөрөө сая гэрлийн жил үргэлжилж болох маш нарийн төвөгтэй астрофизик процесс юм. Энэ чиглэлд урагшлах боломжтой боловч завсрын хар нүх гэж нэрлэгддэг, өөрөөр хэлбэл мөхсөн төлөвт байгаа оддыг илрүүлж, дараа нь судлах боломжтой. идэвхтэй үйл явцхар нүх үүсэх. Дашрамд дурдахад, ижил төстэй одыг одон орон судлаачид 2014 онд спираль галактикийн гарнаас олж илрүүлсэн юм.
Орчлон ертөнцөд хичнээн хар нүх байдаг вэ?
Манай галактикийн орчин үеийн эрдэмтдийн онолын дагуу сүүн замХэдэн зуун сая хүртэл хар нүх байж болно. Манай Сүүн замаас 2.5 сая гэрлийн жилийн зайд нисэх зүйлгүй манай хөрш галактикт тэднээс багагүй байж магадгүй юм.
Хар нүхний онол
Хэдийгээр асар том масс (энэ нь манай нарны массаас хэдэн зуун мянга дахин их) ба гайхалтай хүч чадалтаталцлын хүч, хар нүхийг дурангаар харах нь тийм ч амар байгаагүй, учир нь тэд огт гэрэл гаргадаггүй. Эрдэмтэд хар нүхийг "хоол идэх" мөчид л анзаарч чадсан - өөр одны шингээлт, яг энэ үед тодорхой цацраг туяа гарч ирдэг бөгөөд үүнийг аль хэдийн ажиглаж болно. Ийнхүү хар нүхний онол бодит баталгаагаа оллоо.
Хар нүхний шинж чанарууд
Хар нүхний гол шинж чанар нь түүний гайхалтай чанар юм таталцлын талбарууд, эргэн тойрон дахь орон зай, цаг хугацааг ердийн байдалд байлгахыг зөвшөөрөхгүй. Тийм ээ, та зөв сонссон, хар нүхний доторх цаг хугацаа ердийнхөөс хэд дахин удаан өнгөрдөг, хэрэв та тэнд байсан бол буцаж ирэхдээ (мэдээж азтай байсан бол) олон зуун жил өнгөрснийг анзаарахдаа гайхах болно. Дэлхий дээр, мөн та хөгширч амжаагүй байна. Үнэнийг хэлэхэд, хэрэв та хар нүхний дотор байсан бол та бараг л амьд үлдэхгүй, учир нь таталцлын хүч ямар ч материаллаг биетийг зүгээр л салгаж, бүр хэсэг болгон, атом болгон хуваах болно.
Гэхдээ хэрэв та хар нүхний таталцлын талбайн хязгаарт ойрхон байсан бол та ч бас хэцүү байх болно, учир нь та түүний таталцлыг эсэргүүцэх тусам нисэх гэж оролдох тусам түүнд хурдан унах болно. Энэхүү парадокс мэт санагдах шалтгаан нь бүх хар нүхэнд байдаг таталцлын эргүүлэг юм.
Хүн хар нүхэнд унавал яах вэ
Хар нүхний ууршилт
Английн одон орон судлаач С.Хокинг нэгэн сонирхолтой баримтыг олж илрүүлсэн нь хар нүхнүүд мөн ууршилт ялгаруулдаг бололтой. Үнэн, энэ нь зөвхөн харьцангуй бага масстай нүхэнд хамаарна. Тэдний эргэн тойрон дахь хүчтэй таталцал нь хос тоосонцор ба эсрэг бөөмсийг төрүүлж, хосуудын нэг нь нүхээр татагдаж, хоёр дахь нь гадагшилдаг. Тиймээс хар нүх нь хатуу эсрэг бөөмс ба гамма цацрагийг ялгаруулдаг. Энэхүү ууршилт буюу хар нүхний цацрагийг нээсэн эрдэмтний нэрээр нэрлэжээ - "Хокингийн цацраг".
Хамгийн том хар нүх
Хар нүхний онолоор бараг бүх галактикийн төвд хэдэн саяас хэдэн тэрбум хүртэлх масстай асар том хар нүхнүүд байдаг. нарны масс. Харьцангуй саяхан эрдэмтэд NGC 3842 ба NGC 4849 гэсэн хоёр галактикт байрладаг өнөөг хүртэл мэдэгдэж байсан хоёр том хар нүхийг нээсэн.
NGC 3842 нь биднээс 320 сая гэрлийн жилийн зайд орших Арслан одны хамгийн тод галактик юм. Түүний төвд 9.7 тэрбум нарны масстай асар том хар нүх бий.
335 сая гэрлийн жилийн зайд орших Кома бөөгнөрөл дэх NGC 4849 галактик нь мөн адил гайхалтай хар нүхтэй.
Эдгээр аварга хар нүхнүүдийн таталцлын талбайн нөлөөллийн бүсүүд буюу ярих академик хэл, тэдний үйл явдлын давхрага нь нарнаас ойролцоогоор 5 дахин их юм! Ийм хар нүх биднийг иднэ нарны систембас би амьсгал хураахгүй.
Хамгийн жижиг хар нүх
Гэхдээ хар нүхний өргөн уудам гэр бүлд маш жижиг төлөөлөгчид бас байдаг. Тиймээс өнөөг хүртэл эрдэмтдийн олж илрүүлсэн хамгийн одой хар нүх нь манай нарны массаас ердөө 3 дахин их юм. Үндсэндээ энэ онолын доод хэмжээ, хар нүх үүсэхэд зайлшгүй шаардлагатай, хэрэв тэр од арай жижиг байсан бол нүх үүсэхгүй байх байсан.
Хар нүх бол хүн иддэг амьтан юм
Тиймээ, ийм үзэгдэл байдаг, дээр дурдсанчлан хар нүх нь эргэн тойрныхоо бүх зүйлийг, тэр дундаа ... бусад хар нүхийг шингээдэг нэгэн төрлийн "галактик тоос сорогч" юм. Саяхан одон орон судлаачид нэг галактикийн хар нүхийг өөр галактикаас бүр том хар ховдог хүн идэж байгааг олж мэдэв.
- Зарим эрдэмтдийн таамаглаж буйгаар хар нүх нь бүх зүйлийг өөртөө шингээдэг галактикийн тоос сорогч төдийгүй тодорхой нөхцөлд өөрсдөө шинэ ертөнцийг төрүүлж чаддаг.
- Хар нүхнүүд цаг хугацааны явцад ууршиж болно. Английн эрдэмтэн Стивен Хокинг хар нүх нь цацрагийн шинж чанартай болохыг олж нээсэн бөгөөд маш удаан хугацааны дараа эргэн тойронд шингээх зүйл үлдэхгүй бол хар нүх илүү их ууршиж, цаг хугацаа өнгөрөхөд ууршиж эхэлдэг гэж бид дээр бичсэн. бүх массаа эргэн тойрон дахь орон зай руу аваачна. Хэдийгээр энэ нь зөвхөн таамаглал, таамаглал юм.
- Хар нүх нь цаг хугацааг удаашруулж, орон зайг нугалав. Цаг хугацааны тэлэлтийн талаар бид аль хэдийн бичсэн боловч хар нүхний нөхцөлд орон зай мөн бүрэн муруй болно.
- Хар нүхнүүд орчлон дахь оддын тоог хязгаарладаг. Тухайлбал, тэдний таталцлын талбайнууд нь сансар огторгуй дахь хийн үүлийг хөргөхөөс сэргийлдэг бөгөөд үүнээс шинэ одод гарч ирдэг.
Discovery Channel дээрх хар нүхнүүд, видео
Эцэст нь бид Discovery Channel-аас хар нүхний тухай сонирхолтой шинжлэх ухааны баримтат киног танд санал болгож байна
