Çfarë është pas vrimës së zezë. Vrima e zezë - objekti më misterioz në Univers

Vrimat e zeza janë ndoshta objektet astronomike më misterioze dhe enigmatike në Universin tonë që nga zbulimi i tyre, ato kanë tërhequr vëmendjen e shkencëtarëve dhe ngacmojnë imagjinatën e shkrimtarëve të trillimeve shkencore. Çfarë janë vrimat e zeza dhe çfarë përfaqësojnë ato? Vrimat e zeza janë yje të zhdukur që, për shkak të karakteristikave të tyre fizike, kanë një densitet kaq të lartë dhe një gravitet kaq të fuqishëm sa që as drita nuk mund të ikë përtej tyre.

Historia e zbulimit të vrimave të zeza

Për herë të parë, ekzistenca teorike e vrimave të zeza, shumë kohë përpara zbulimit të tyre aktual, u sugjerua nga një farë D. Michel (një prift anglez nga Yorkshire, i cili është i interesuar për astronominë në kohën e tij të lirë) në 1783. Sipas llogaritjeve të tij, nëse e marrim tonën dhe e kompresojmë (në gjuhën moderne kompjuterike, e arkivojmë) në një rreze prej 3 km, do të formohet një forcë gravitacionale aq e madhe (thjesht e madhe) sa që as drita nuk do të jetë në gjendje ta lërë atë. . Kështu u shfaq koncepti i "vrimës së zezë", megjithëse në fakt ajo nuk është aspak e zezë, për mendimin tonë do të ishte më i përshtatshëm termi "vrimë e zezë", sepse është pikërisht mungesa e dritës.

Më vonë, në vitin 1918, shkencëtari i madh Albert Einstein shkroi për çështjen e vrimave të zeza në kontekstin e teorisë së relativitetit. Por vetëm në vitin 1967, me përpjekjet e astrofizikantit amerikan John Wheeler, koncepti i vrimave të zeza më në fund fitoi një vend në qarqet akademike.

Sido që të jetë, D. Michel, Albert Einstein dhe John Wheeler në veprat e tyre supozuan vetëm ekzistencën teorike të këtyre objekteve misterioze qiellore në hapësirën e jashtme, por zbulimi i vërtetë i vrimave të zeza u bë në vitin 1971, ishte atëherë që ata u vunë re për herë të parë në teleskop.

Kështu duket një vrimë e zezë.

Si formohen vrimat e zeza në hapësirë

Siç e dimë nga astrofizika, të gjithë yjet (përfshirë Diellin tonë) kanë një furnizim të kufizuar të karburantit. Dhe megjithëse jeta e një ylli mund të zgjasë miliarda vjet dritë, herët a vonë kjo furnizim i kushtëzuar me karburant merr fund dhe ylli "fiket". Procesi i "zbehjes" së një ylli shoqërohet me reaksione intensive, gjatë të cilave ylli pëson një transformim domethënës dhe, në varësi të madhësisë së tij, mund të kthehet në një xhuxh të bardhë, një yll neutron ose një vrimë të zezë. Për më tepër, yjet më të mëdhenj, me përmasa tepër mbresëlënëse, zakonisht kthehen në një vrimë të zezë - për shkak të ngjeshjes së këtyre madhësive më të pabesueshme, ka një rritje të shumëfishtë të masës dhe forcës gravitacionale të vrimës së zezë të sapoformuar, e cila kthehet në një një lloj fshesë me korrent galaktik - thith gjithçka dhe këdo rreth tij.

Një vrimë e zezë gëlltit një yll.

Një shënim i vogël - Dielli ynë, sipas standardeve galaktike, nuk është aspak një yll i madh dhe pas zhdukjes së tij, që do të ndodhë në rreth disa miliardë vjet, me shumë mundësi nuk do të kthehet në një vrimë të zezë.

Por le të jemi të sinqertë me ju - sot, shkencëtarët nuk i dinë ende të gjitha ndërlikimet e formimit të një vrime të zezë, pa dyshim, ky është një proces jashtëzakonisht kompleks astrofizik, i cili në vetvete mund të zgjasë miliona vjet dritë. Megjithëse është e mundur të përparohet në këtë drejtim, mund të jetë zbulimi dhe studimi i mëvonshëm i të ashtuquajturave vrima të zeza të ndërmjetme, pra yje në gjendje zhdukjeje, në të cilat po zhvillohet procesi aktiv i formimit të vrimave të zeza. Nga rruga, një yll i ngjashëm u zbulua nga astronomët në vitin 2014 në krahun e një galaktike spirale.

Sa vrima të zeza ka në Univers?

Sipas teorive të shkencëtarëve modernë, mund të ketë deri në qindra miliona vrima të zeza në galaktikën tonë Rruga e Qumështit. Mund të ketë jo më pak prej tyre në galaktikën tonë fqinje, në të cilën nuk ka asgjë për të fluturuar nga Rruga jonë e Qumështit - 2.5 milionë vite dritë.

Teoria e vrimës së zezë

Pavarësisht masës së madhe (e cila është qindra mijëra herë më e madhe se masa e Diellit tonë) dhe forcës së pabesueshme të gravitetit, nuk ishte e lehtë të shiheshin vrimat e zeza përmes teleskopit, sepse ato nuk lëshojnë fare dritë. Shkencëtarët arritën të vërejnë vrimën e zezë vetëm në momentin e "vaktit" të saj - thithjen e një ylli tjetër, në këtë moment shfaqet rrezatimi karakteristik, i cili tashmë mund të vërehet. Kështu, teoria e vrimës së zezë ka gjetur konfirmimin aktual.

Vetitë e vrimave të zeza

Vetia kryesore e një vrime të zezë janë fushat e saj gravitacionale të pabesueshme, të cilat nuk lejojnë që hapësira dhe koha përreth të qëndrojnë në gjendjen e tyre të zakonshme. Po, e dëgjuat mirë, koha brenda një vrime të zezë kalon shumë herë më ngadalë se zakonisht, dhe nëse do të ishit atje, atëherë kur të ktheheshit (nëse do të kishit kaq fat, sigurisht), do të habiteshit të vini re se kanë kaluar shekuj. në Tokë, dhe ju as nuk jeni plakur, ia keni dalë me kohë. Edhe pse le të jemi të vërtetë, nëse do të ishit brenda një vrime të zezë, vështirë se do të mbijetonit, pasi forca e gravitetit atje është e tillë që çdo objekt material thjesht do të copëtohej, madje as në copa, në atome.

Por nëse do të ishit edhe afër një vrime të zezë, brenda rrezes së fushës së saj gravitacionale, do ta kishit gjithashtu të vështirë, pasi sa më shumë t'i rezistoni gravitetit të saj, duke u përpjekur të fluturoni larg, aq më shpejt do të bini në të. Arsyeja për këtë paradoks në dukje është fusha e vorbullës gravitacionale që zotërojnë të gjitha vrimat e zeza.

Po sikur një person të bjerë në një vrimë të zezë

Avullimi i vrimave të zeza

Astronomi anglez S. Hawking zbuloi një fakt interesant: vrimat e zeza gjithashtu duket se lëshojnë avullim. Vërtetë, kjo vlen vetëm për vrimat me masë relativisht të vogël. Graviteti i fuqishëm rreth tyre lind çifte grimcash dhe antigrimcash, njëra prej tyre tërhiqet nga vrima dhe e dyta nxirret jashtë. Kështu, vrima e zezë lëshon antigrimca të forta dhe rreze gama. Ky avullim ose rrezatim nga një vrimë e zezë u emërua pas shkencëtarit që e zbuloi atë - "rrezatimi Hawking".

Vrima e zezë më e madhe

Sipas teorisë së vrimës së zezë, në qendër të pothuajse të gjitha galaktikave ka vrima të zeza të mëdha me masa nga disa milionë deri në disa miliardë masa diellore. Dhe relativisht kohët e fundit, shkencëtarët zbuluan dy vrimat më të mëdha të zeza të njohura deri më sot, ato ndodhen në dy galaktika të afërta: NGC 3842 dhe NGC 4849;

NGC 3842 është galaktika më e ndritshme në yjësinë e Luanit, e vendosur 320 milionë vite dritë larg nesh. Në qendër të saj ka një vrimë të zezë të madhe që peshon 9.7 miliardë masa diellore.

NGC 4849, një galaktikë në grupin Koma, 335 milionë vite dritë larg, krenohet me një vrimë të zezë po aq mbresëlënëse.

Fusha gravitacionale e këtyre vrimave të zeza gjigante, ose në terma akademikë, horizonti i tyre i ngjarjeve, është afërsisht 5 herë distanca nga Dielli në ! Një vrimë e tillë e zezë do të hante sistemin tonë diellor dhe as nuk do ta mbyste.

Vrima e zezë më e vogël

Por në familjen e madhe të vrimave të zeza ka edhe përfaqësues shumë të vegjël. Kështu, vrima e zezë më xhuxh e zbuluar nga shkencëtarët deri më sot është vetëm 3 herë më e madhe se masa e Diellit tonë. Në fakt, ky është minimumi teorik që kërkohet për formimin e një vrime të zezë nëse ai yll do të ishte pak më i vogël, vrima nuk do të ishte formuar.

Vrimat e zeza janë kanibalë

Po, ekziston një fenomen i tillë, siç e kemi shkruar edhe më sipër, vrimat e zeza janë një lloj “fshesë me korrent galaktik” që thithin gjithçka rreth tyre, duke përfshirë... vrima të tjera të zeza. Kohët e fundit, astronomët zbuluan se një vrimë e zezë nga një galaktikë po hahej nga një grykës i zi edhe më i madh nga një galaktikë tjetër.

Sipas hipotezave të disa shkencëtarëve, vrimat e zeza nuk janë vetëm fshesa me korrent galaktik që thithin gjithçka në vetvete, por në rrethana të caktuara ato vetë mund të lindin universe të reja.
Vrimat e zeza mund të avullojnë me kalimin e kohës. Shkruam më lart se shkencëtari anglez Stephen Hawking zbuloi se vrimat e zeza kanë veti të rrezatimit dhe pas një periudhe shumë të gjatë kohore, kur nuk ka mbetur asgjë për të thithur përreth, vrima e zezë do të fillojë të avullojë më shumë, derisa me kalimin e kohës ajo jep të gjithë masën e saj në hapësirën përreth. Edhe pse ky është vetëm një supozim, një hipotezë.
Vrimat e zeza ngadalësojnë kohën dhe përkulin hapësirën. Ne kemi shkruar tashmë për zgjerimin e kohës, por hapësira në kushtet e një vrime të zezë gjithashtu do të jetë plotësisht e lakuar.
Vrimat e zeza kufizojnë numrin e yjeve në Univers. Domethënë, fushat e tyre gravitacionale pengojnë ftohjen e reve të gazit në hapësirë, nga të cilat, siç dihet, lindin yje të rinj.

Vrimat e zeza në Discovery Channel, video

Dhe në përfundim, ne ju ofrojmë një dokumentar interesant shkencor për vrimat e zeza nga Discovery Channel

Konsideroni misteriozen dhe të padukshmen vrimat e zeza në Univers: fakte interesante, hulumtimi i Ajnshtajnit, tipe supermasive dhe të ndërmjetme, teori, strukturë.

- një nga objektet më interesante dhe misterioze në hapësirën e jashtme. Ata kanë një densitet të lartë dhe forca gravitacionale është aq e fuqishme sa edhe drita nuk mund të shpëtojë përtej kufijve të saj.

Albert Einstein foli për herë të parë për vrimat e zeza në vitin 1916, kur krijoi teorinë e përgjithshme të relativitetit. Vetë termi filloi në vitin 1967 falë John Wheeler. Dhe vrima e parë e zezë "u pa" në 1971.

Klasifikimi i vrimave të zeza përfshin tre lloje: vrima të zeza me masë yjore, vrima të zeza supermasive dhe vrima të zeza me masë të ndërmjetme. Sigurohuni që të shikoni videon për vrimat e zeza për të mësuar shumë fakte interesante dhe për të njohur më mirë këto formacione misterioze kozmike.

Fakte interesante për vrimat e zeza

Nëse e gjeni veten brenda një vrime të zezë, graviteti do t'ju shtrijë. Por nuk ka nevojë të kesh frikë, sepse do të vdesësh para se të arrish singularitetin. Një studim i vitit 2012 sugjeroi që efektet kuantike e kthejnë horizontin e ngjarjeve në një mur zjarri që ju kthen në një grumbull hiri.
Vrimat e zeza nuk "thithin". Ky proces shkaktohet nga një vakum, i cili nuk është i pranishëm në këtë formacion. Kështu që materiali thjesht bie.
Vrima e parë e zezë ishte Cygnus X-1, e gjetur nga raketat me numërues Geiger. Në vitin 1971, shkencëtarët morën një sinjal radio nga Cygnus X-1. Ky objekt u bë objekt i një mosmarrëveshjeje midis Kip Thorne dhe Stephen Hawking. Ky i fundit besonte se nuk ishte një vrimë e zezë. Në vitin 1990, ai pranoi humbjen.
Vrimat e vogla të zeza mund të jenë shfaqur menjëherë pas Big Bengut. Hapësira me rrotullim të shpejtë ngjesh disa zona në vrima të dendura, më pak masive se Dielli.
Nëse ylli afrohet shumë, ai mund të copëtohet.
Në përgjithësi vlerësohet se ka deri në një miliard vrima të zeza yjore me masën tre herë më të madhe se Dielli.
Nëse krahasojmë teorinë e fijeve dhe mekanikën klasike, e para krijon më shumë lloje gjigandësh masivë.

Rreziku i vrimave të zeza

Kur një ylli i mbaron karburanti, ai mund të fillojë procesin e vetë-shkatërrimit. Nëse masa e tij ishte tre herë më e madhe se ajo e Diellit, atëherë bërthama e mbetur do të bëhej një yll neutron ose një xhuxh i bardhë. Por ylli më i madh shndërrohet në një vrimë të zezë.

Objekte të tilla janë të vogla, por kanë dendësi të jashtëzakonshme. Imagjinoni që para jush është një objekt me madhësinë e një qyteti, por masa e tij është trefishi i Diellit. Kjo krijon një forcë gravitacionale tepër të madhe që tërheq pluhurin dhe gazin, duke rritur madhësinë e tij. Do të habiteni, por mund të ketë disa qindra milionë vrima të zeza yjore.

Vrimat e zeza supermasive

Sigurisht, asgjë në univers nuk krahasohet me tmerrin e vrimave të zeza supermasive. Ata e tejkalojnë masën diellore me miliarda herë. Besohet se objekte të tilla ekzistojnë pothuajse në çdo galaktikë. Shkencëtarët nuk i dinë ende të gjitha ndërlikimet e procesit të formimit. Me shumë mundësi, ato rriten për shkak të akumulimit të masës nga pluhuri dhe gazi përreth.

Ata mund t'i detyrohen shkallës së tyre bashkimit të mijëra vrimave të vogla të zeza. Ose një grumbull i tërë yjor mund të shembet.

Vrimat e zeza në qendrat e galaktikave

Astrofizikante Olga Silchenko për zbulimin e një vrime të zezë supermasive në mjegullnajën Andromeda, kërkimin e John Kormendy dhe trupat e errët gravitues:

Natyra e burimeve të radios kozmike

Astrofizikani Anatoly Zasov për rrezatimin sinkrotron, vrimat e zeza në bërthamat e galaktikave të largëta dhe gazin neutral:

Vrimat e zeza të ndërmjetme

Jo shumë kohë më parë, shkencëtarët gjetën një lloj të ri - vrima të zeza me masë të ndërmjetme. Ato mund të formohen kur yjet në një grup përplasen, duke shkaktuar një reaksion zinxhir. Si rezultat, ato bien në qendër dhe formojnë një vrimë të zezë supermasive.

Në vitin 2014, astronomët zbuluan një lloj të ndërmjetëm në krahun e një galaktike spirale. Ato janë shumë të vështira për t'u gjetur sepse mund të gjenden në vende të paparashikueshme.

Mikro vrimat e zeza

Fizikani Eduard Boos mbi sigurinë e LHC, lindjen e një vrime mikro të zezë dhe konceptin e një membrane:

Teoria e vrimës së zezë

Vrimat e zeza janë objekte jashtëzakonisht masive, por përfshijnë një hapësirë relativisht modeste. Përveç kësaj, ata kanë gravitet të madh, duke parandaluar që objektet (dhe madje edhe drita) të largohen nga territori i tyre. Sidoqoftë, është e pamundur t'i shohësh ato drejtpërdrejt. Studiuesit duhet të shikojnë rrezatimin e prodhuar kur ushqehet një vrimë e zezë.

Është interesante se ndodh që materia që shkon drejt një vrime të zezë tërhiqet nga horizonti i ngjarjeve dhe të hidhet jashtë. Në këtë rast, formohen avionë të ndritshëm materiali, duke lëvizur me shpejtësi relativiste. Këto emetime mund të zbulohen në distanca të gjata.

- objekte të mahnitshme në të cilat forca e gravitetit është aq e madhe sa mund të përkulë dritën, të shtrembërojë hapësirën dhe të shtrembërojë kohën.

Në vrimat e zeza, mund të dallohen tre shtresa: horizonti i jashtëm dhe i brendshëm i ngjarjeve dhe singulariteti.

Horizonti i ngjarjeve të një vrime të zezë është kufiri ku drita nuk ka asnjë shans për të shpëtuar. Sapo një grimcë të kalojë këtë vijë, ajo nuk do të jetë në gjendje të largohet. Rajoni i brendshëm ku ndodhet masa e një vrime të zezë quhet singularitet.

Nëse flasim nga pozicioni i mekanikës klasike, atëherë asgjë nuk mund të lërë një vrimë të zezë. Por kuanti bën korrigjimin e vet. Fakti është se çdo grimcë ka një antigrimcë. Ata kanë të njëjtat masa, por ngarkesa të ndryshme. Nëse kryqëzohen, ata mund të asgjësojnë njëri-tjetrin.

Kur një çift i tillë shfaqet jashtë horizontit të ngjarjeve, njëri prej tyre mund të tërhiqet dhe tjetri mund të zmbrapset. Për shkak të kësaj, horizonti mund të tkurret dhe vrima e zezë mund të shembet. Shkencëtarët janë ende duke u përpjekur për të studiuar këtë mekanizëm.

Akrecioni

Astrofizikani Sergei Popov mbi vrimat e zeza supermasive, formimin e planetit dhe grumbullimin e materies në Universin e hershëm:

Vrimat e zeza më të famshme

Pyetje të shpeshta në lidhje me vrimat e zeza

Në mënyrë më të madhe, një vrimë e zezë është një zonë e caktuar në hapësirë në të cilën është përqendruar një masë kaq e madhe e masës sa që asnjë objekt i vetëm nuk mund t'i shpëtojë ndikimit gravitacional. Kur bëhet fjalë për gravitetin, ne mbështetemi në teorinë e përgjithshme të relativitetit të propozuar nga Albert Einstein. Për të kuptuar detajet e objektit në studim, ne do të lëvizim hap pas hapi.

Le të imagjinojmë se jeni në sipërfaqen e planetit dhe po hidhni një gur. Nëse nuk e keni fuqinë e Hulk, nuk do të jeni në gjendje të ushtroni forcë të mjaftueshme. Pastaj guri do të ngrihet në një lartësi të caktuar, por nën presionin e gravitetit do të bjerë përsëri. Nëse keni potencialin e fshehur të një njeriu të fortë jeshil, atëherë jeni në gjendje t'i jepni objektit përshpejtim të mjaftueshëm, falë të cilit ai do të largohet plotësisht nga zona e ndikimit gravitacional. Kjo quhet "shpejtësia e ikjes".

Nëse e zbërthejmë në një formulë, kjo shpejtësi varet nga masa planetare. Sa më i madh të jetë, aq më i fuqishëm është kapja gravitacionale. Shpejtësia e nisjes do të varet nga vendi ku jeni saktësisht: sa më afër qendrës, aq më e lehtë është të dilni. Shpejtësia e nisjes së planetit tonë është 11.2 km/s, por është 2.4 km/s.

Po i afrohemi pjesës më interesante. Le të themi se keni një objekt me një përqendrim të jashtëzakonshëm të masës të mbledhur në një vend të vogël. Në këtë rast, shpejtësia e ikjes tejkalon shpejtësinë e dritës. Dhe ne e dimë se asgjë nuk lëviz më shpejt se ky tregues, që do të thotë se askush nuk do të jetë në gjendje ta kapërcejë një forcë të tillë dhe të shpëtojë. Edhe një rreze drite nuk mund ta bëjë këtë!

Në shekullin e 18-të, Laplace mendonte për përqendrimin ekstrem të masës. Pas relativitetit të përgjithshëm, Karl Schwarzschild ishte në gjendje të gjente një zgjidhje matematikore për ekuacionin e teorisë për të përshkruar një objekt të tillë. Kontribute të mëtejshme u bënë nga Oppenheimer, Wolkoff dhe Snyder (1930). Që nga ai moment, njerëzit filluan të diskutojnë seriozisht këtë temë. U bë e qartë: kur një ylli masiv i mbaron karburanti, ai nuk është në gjendje të përballojë forcën e gravitetit dhe është i detyruar të shembet në një vrimë të zezë.

Në teorinë e Ajnshtajnit, graviteti është një manifestim i lakimit në hapësirë dhe kohë. Fakti është se rregullat e zakonshme gjeometrike nuk funksionojnë këtu dhe objektet masive shtrembërojnë hapësirë-kohën. Vrima e zezë ka veti të çuditshme, kështu që shtrembërimi i saj është më i dukshëm. Për shembull, një objekt ka një "horizont ngjarjesh". Kjo është sipërfaqja e sferës që shënon vijën e vrimës. Kjo do të thotë, nëse kaloni këtë kufi, atëherë nuk ka kthim prapa.

Fjalë për fjalë, ky është vendi ku shpejtësia e ikjes është e barabartë me shpejtësinë e dritës. Jashtë këtij vendi, shpejtësia e ikjes është më e ulët se shpejtësia e dritës. Por nëse raketa juaj është në gjendje të përshpejtojë, atëherë do të ketë energji të mjaftueshme për të shpëtuar.

Vetë horizonti është mjaft i çuditshëm për sa i përket gjeometrisë. Nëse jeni larg, do të ndiheni sikur po shikoni një sipërfaqe statike. Por nëse afroheni, kuptoni se ajo po lëviz nga jashtë me shpejtësinë e dritës! Tani e kuptoj pse është e lehtë të hysh, por kaq e vështirë të arratisesh. Po, kjo është shumë konfuze, sepse në fakt horizonti qëndron në vend, por në të njëjtën kohë ai nxiton me shpejtësinë e dritës. Është si situata me Alice, e cila duhej të vraponte sa më shpejt që të ishte e mundur vetëm për të qëndruar në vend.

Kur godet horizontin, hapësira dhe koha përjetojnë një shtrembërim kaq të fortë saqë koordinatat fillojnë të përshkruajnë rolet e distancës radiale dhe kohës së ndërrimit. Kjo do të thotë, "r", duke shënuar distancën nga qendra, bëhet e përkohshme dhe "t" tani është përgjegjëse për "hapësirën". Si rezultat, ju nuk do të jeni në gjendje të ndaloni lëvizjen me një indeks më të ulët r, ashtu siç nuk do të jeni në gjendje të futeni në të ardhmen në kohë normale. Do të arrini në një singularitet ku r = 0. Mund të hidhni raketa, të ndizni motorin në maksimum, por nuk mund të shpëtoni.

Termi "vrimë e zezë" u krijua nga John Archibald Wheeler. Para kësaj, ata quheshin "yje të ftohur".

Fizikani Emil Akhmedov mbi studimin e vrimave të zeza, Karl Schwarzschild dhe vrimave të zeza gjigante:

Ka dy mënyra për të llogaritur se sa e madhe është diçka. Ju mund të emërtoni masën ose sa e madhe zë zona. Nëse marrim kriterin e parë, atëherë nuk ka kufi specifik për masivitetin e një vrime të zezë. Mund të përdorni çdo sasi për aq kohë sa mund ta ngjeshni në densitetin e kërkuar.

Shumica e këtyre formacioneve u shfaqën pas vdekjes së yjeve masive, kështu që mund të pritej që pesha e tyre të ishte ekuivalente. Masa tipike për një vrimë të tillë do të ishte 10 herë më e madhe se ajo e diellit - 10 31 kg. Përveç kësaj, çdo galaktikë duhet të jetë shtëpia e një vrime të zezë supermasive qendrore, masa e së cilës tejkalon atë diellore një milion herë - 10 36 kg.

Sa më masiv të jetë objekti, aq më shumë masë mbulon. Rrezja dhe masa e horizontit janë drejtpërdrejt proporcionale, domethënë nëse një vrimë e zezë peshon 10 herë më shumë se një tjetër, atëherë rrezja e saj është 10 herë më e madhe. Rrezja e një vrime me masivitet diellor është 3 km, dhe nëse është një milion herë më e madhe, atëherë 3 milion km. Këto duken se janë gjëra tepër masive. Por të mos harrojmë se këto janë koncepte standarde për astronominë. Rrezja diellore arrin 700,000 km, dhe ajo e një vrime të zezë është 4 herë më e madhe.

Le të themi se nuk jeni me fat dhe anija juaj po lëviz në mënyrë të pashmangshme drejt një vrime të zezë supermasive. Nuk ka kuptim të luftosh. Thjesht fikni motorët dhe shkoni drejt të pashmangshmes. Çfarë të presësh?

Le të fillojmë me mungesën e peshës. Ju jeni në rënie të lirë, kështu që ekuipazhi, anija dhe të gjitha pjesët janë pa peshë. Sa më afër qendrës së vrimës, aq më të forta ndihen forcat gravitacionale të baticës. Për shembull, këmbët tuaja janë më afër qendrës sesa koka. Pastaj filloni të ndiheni sikur jeni duke u shtrirë. Si rezultat, ju thjesht do të copëtoni.

Këto forca janë të padukshme derisa të arrini 600,000 km nga qendra. Kjo është tashmë pas horizontit. Por ne po flasim për një objekt të madh. Nëse bie në një vrimë me masën e diellit, atëherë forcat e baticës do t'ju përfshijnë 6000 km nga qendra dhe do t'ju shqyen përpara se të arrini në horizont (kjo është arsyeja pse ne ju dërgojmë në atë të madhin që të mund të vdisni tashmë brenda vrimës, dhe jo në afrim) .

Çfarë ka brenda? Nuk dua të zhgënjej, por asgjë e jashtëzakonshme. Disa objekte mund të jenë të shtrembëruara në pamje dhe asgjë tjetër e pazakontë. Edhe pasi të kaloni horizontin, do t'i shihni gjërat përreth jush ndërsa lëvizin me ju.

Sa kohë do të zgjasë e gjithë kjo? Gjithçka varet nga distanca juaj. Për shembull, keni filluar nga një pikë pushimi ku singulariteti është 10 herë rrezja e vrimës. Do të duhen vetëm 8 minuta për t'iu afruar horizontit, dhe më pas 7 sekonda të tjera për të hyrë në singularitet. Nëse bini në një vrimë të vogël të zezë, gjithçka do të ndodhë më shpejt.

Sapo kaloni horizontin, mund të gjuani raketa, të bërtisni dhe të qani. Keni 7 sekonda për t'i bërë të gjitha këto derisa të futeni në singularitetin. Por asgjë nuk do t'ju shpëtojë. Kështu që thjesht shijoni udhëtimin.

Le të themi se je i dënuar dhe bie në një vrimë, dhe i dashuri yt shikon nga larg. Epo, ai do t'i shohë gjërat ndryshe. Do të vini re se ngadalësoheni ndërsa i afroheni horizontit. Por edhe nëse një person ulet për njëqind vjet, ai nuk do të presë derisa të arrini në horizont.

Le të përpiqemi të shpjegojmë. Vrima e zezë mund të kishte dalë nga një yll në rënie. Meqenëse materiali është shkatërruar, Kirill (le të jetë miku juaj) e sheh atë duke u zvogëluar, por kurrë nuk do ta vërejë se po i afrohet horizontit. Kjo është arsyeja pse ata u quajtën "yje të ngrirë" sepse duket se ngrijnë në një rreze të caktuar.

Çfarë është puna? Le ta quajmë një iluzion optik. Pafundësia nuk është e nevojshme për të formuar një vrimë, ashtu siç nuk është e nevojshme të kalosh horizontin. Ndërsa afroheni, drita merr më shumë kohë për të arritur në Kirill. Më saktësisht, rrezatimi në kohë reale nga tranzicioni juaj do të regjistrohet në horizont përgjithmonë. Ju keni kaluar gjatë vijës, dhe Kirill është ende duke vëzhguar sinjalin e dritës.

Ose mund të afroheni nga ana tjetër. Koha zvarritet më gjatë pranë horizontit. Për shembull, ju keni një anije super të fuqishme. Keni arritur t'i afroheni horizontit, të qëndroni atje për disa minuta dhe të dilni i gjallë te Kirill. kë do të shihni? Plak! Në fund të fundit, koha kaloi shumë më ngadalë për ju.

Çfarë është e vërtetë atëherë? Iluzioni apo loja e kohës? Gjithçka varet nga sistemi koordinativ i përdorur për të përshkruar vrimën e zezë. Nëse mbështeteni në koordinatat e Schwarzschild, atëherë kur kaloni horizontin, koordinata e kohës (t) është e barabartë me pafundësinë. Por matjet nga ky sistem ofrojnë një pamje të paqartë të asaj që po ndodh pranë vetë objektit. Në vijën e horizontit, të gjitha koordinatat janë të shtrembëruara (singulariteti). Por ju mund të përdorni të dy sistemet e koordinatave, kështu që të dy përgjigjet janë të vlefshme.

Në realitet, ju thjesht do të bëheni të padukshëm dhe Kirill nuk do t'ju shohë përpara se të ketë kaluar shumë kohë. Mos harroni për zhvendosjen e kuqe. Ju lëshoni dritë të vëzhgueshme në një gjatësi vale të caktuar, por Kirill do ta shohë atë në një gjatësi më të gjatë. Valët zgjasin ndërsa i afrohen horizontit. Përveç kësaj, mos harroni se rrezatimi ndodh në fotone të caktuara.

Për shembull, në momentin e tranzicionit do të dërgoni fotonin e fundit. Ajo do të arrijë Kirill në një kohë të caktuar të fundme (rreth një orë për një vrimë të zezë supermasive).

Sigurisht që jo. Mos harroni për ekzistencën e horizontit të ngjarjeve. Kjo është e vetmja zonë nga e cila nuk mund të dilni. Mjafton të mos i afrohesh dhe të ndihesh i qetë. Për më tepër, nga një distancë e sigurt ky objekt do t'ju duket shumë i zakonshëm.

Paradoksi i informacionit të Hawking

Fizikani Emil Akhmedov mbi efektin e gravitetit në valët elektromagnetike, paradoksin e informacionit të vrimave të zeza dhe parimin e parashikueshmërisë në shkencë:

Mos u frikësoni, pasi Dielli nuk do të shndërrohet kurrë në një objekt të tillë sepse thjesht nuk ka masë të mjaftueshme. Për më tepër, ajo do të ruajë pamjen e saj aktuale edhe për 5 miliardë vjet të tjerë. Pastaj do të kalojë në fazën e gjigantit të kuq, duke thithur Mërkurin, Venusin dhe duke skuqur plotësisht planetin tonë, dhe më pas do të bëhet një xhuxh i bardhë i zakonshëm.

Por le të kënaqemi me fantazinë. Kështu që Dielli u bë një vrimë e zezë. Për të filluar, ne do të mbështjellemi menjëherë në errësirë dhe të ftohtë. Toka dhe planetët e tjerë nuk do të thithen në vrimë. Ata do të vazhdojnë të rrotullohen rreth objektit të ri në orbita normale. Pse? Sepse horizonti do të arrijë vetëm 3 km, dhe graviteti nuk do të jetë në gjendje të na bëjë asgjë.

po. Natyrisht, ne nuk mund të mbështetemi në vëzhgimin e dukshëm, pasi drita nuk mund të shpëtojë. Por ka prova rrethanore. Për shembull, ju shihni një zonë që mund të përmbajë një vrimë të zezë. Si mund ta kontrolloj këtë? Filloni duke matur masën. Nëse është e qartë se në një zonë ka shumë prej saj ose është në dukje e padukshme, atëherë jeni në rrugën e duhur. Ekzistojnë dy pika kërkimi: qendra galaktike dhe sistemet binare me rrezatim me rreze X.

Kështu, objekte qendrore masive u gjetën në 8 galaktika, masa bërthamore e të cilave varion nga një milion në një miliard diellor. Masa llogaritet duke vëzhguar shpejtësinë e rrotullimit të yjeve dhe gazit rreth qendrës. Sa më shpejt, aq më e madhe duhet të jetë masa për t'i mbajtur ato në orbitë.

Këto objekte masive konsiderohen si vrima të zeza për dy arsye. Epo, thjesht nuk ka më opsione. Nuk ka asgjë më masive, më të errët dhe më kompakte. Përveç kësaj, ekziston një teori që të gjitha galaktikat aktive dhe të mëdha kanë një përbindësh të tillë të fshehur në qendër. Por ende kjo nuk është provë 100%.

Por dy gjetje të fundit flasin në favor të teorisë. Një sistem "mazer uji" (një burim i fuqishëm i rrezatimit mikrovalor) pranë bërthamës u vu re në galaktikën më të afërt aktive. Duke përdorur një interferometër, shkencëtarët hartuan shpërndarjen e shpejtësive të gazit. Kjo do të thotë, ata matën shpejtësinë brenda gjysmë viti drite në qendrën galaktike. Kjo i ndihmoi ata të kuptonin se brenda kishte një objekt masiv, rrezja e të cilit arrinte gjysmë viti drite.

Zbulimi i dytë është edhe më bindës. Studiuesit duke përdorur rreze X u ndeshën në një vijë spektrale të bërthamës galaktike, që tregon praninë e atomeve aty pranë, shpejtësia e të cilave është tepër e lartë (1/3 e shpejtësisë së dritës). Përveç kësaj, emetimi korrespondonte me një zhvendosje të kuqe që korrespondon me horizontin e vrimës së zezë.

Një klasë tjetër mund të gjendet në Rrugën e Qumështit. Këto janë vrima të zeza yjore që formohen pas një shpërthimi supernova. Nëse ato do të ekzistonin veçmas, atëherë edhe nga afër vështirë se do ta vëmë re. Por ne jemi me fat, sepse shumica ekzistojnë në sisteme të dyfishta. Ato janë të lehta për t'u gjetur, pasi vrima e zezë do të tërheqë masën e fqinjit të saj dhe do ta ndikojë atë me gravitetin. Materiali "i nxjerrë" formon një disk grumbullimi, në të cilin gjithçka nxehet dhe për këtë arsye krijon rrezatim të fortë.

Le të supozojmë se keni arritur të gjeni një sistem binar. Si e kuptoni që një objekt kompakt është një vrimë e zezë? Përsëri i drejtohemi masave. Për ta bërë këtë, matni shpejtësinë orbitale të një ylli aty pranë. Nëse masa është tepër e madhe me dimensione kaq të vogla, atëherë nuk ka më opsione të mbetura.

Ky është një mekanizëm kompleks. Stephen Hawking ngriti një temë të ngjashme në vitet 1970. Ai tha se vrimat e zeza nuk janë vërtet "të zeza". Ka efekte mekanike kuantike që e bëjnë atë të krijojë rrezatim. Gradualisht vrima fillon të tkurret. Shpejtësia e rrezatimit rritet me zvogëlimin e masës, kështu që vrima lëshon gjithnjë e më shumë dhe përshpejton procesin e tkurrjes derisa të tretet.

Megjithatë, kjo është vetëm një skemë teorike, sepse askush nuk mund të thotë saktësisht se çfarë ndodh në fazën e fundit. Disa njerëz mendojnë se lë një gjurmë të vogël, por të qëndrueshme. Teoritë moderne nuk kanë dalë ende me ndonjë gjë më të mirë. Por vetë procesi është i pabesueshëm dhe kompleks. Është e nevojshme të llogariten parametrat në hapësirë-kohë të lakuar dhe vetë rezultatet nuk mund të verifikohen në kushte normale.

Ligji i ruajtjes së energjisë mund të përdoret këtu, por vetëm për kohëzgjatje të shkurtra. Universi mund të krijojë energji dhe masë nga e para, por ato duhet të zhduken shpejt. Një nga manifestimet janë luhatjet e vakumit. Çiftet e grimcave dhe antigrimcave rriten nga askund, ekzistojnë për një periudhë të caktuar kohe dhe vdesin në shkatërrim të ndërsjellë. Kur ato shfaqen, bilanci i energjisë prishet, por gjithçka rikthehet pas zhdukjes. Duket fantastike, por ky mekanizëm është konfirmuar eksperimentalisht.

Le të themi se një nga luhatjet e vakumit vepron pranë horizontit të një vrime të zezë. Ndoshta njëra nga grimcat bie brenda dhe e dyta ikën. Ai që shpëton merr me vete një pjesë të energjisë së vrimës dhe mund të bjerë në sytë e vëzhguesit. Do t'i duket atij se një objekt i errët thjesht ka lëshuar një grimcë. Por procesi përsëritet dhe ne shohim një rrjedhë të vazhdueshme rrezatimi nga vrima e zezë.

Ne kemi thënë tashmë se Kirill ndjen se keni nevojë për pafundësi për të kapërcyer vijën e horizontit. Përveç kësaj, u përmend se vrimat e zeza avullojnë pas një periudhe të caktuar kohe. Pra, kur të arrini në horizont, vrima do të zhduket?

Nr. Kur përshkruam vëzhgimet e Kirillit, nuk folëm për procesin e avullimit. Por, nëse ky proces është i pranishëm, atëherë gjithçka ndryshon. Miku juaj do t'ju shohë të fluturoni përtej horizontit pikërisht në momentin e avullimit. Pse?

Një iluzion optik mbizotëron Kirill. Drita e emetuar në horizontin e ngjarjeve kërkon shumë kohë për të arritur mikun e saj. Nëse vrima zgjat përgjithmonë, atëherë drita mund të udhëtojë pafundësisht, dhe Kirill nuk do të presë për tranzicionin. Por, nëse vrima është avulluar, atëherë asgjë nuk do ta ndalojë dritën dhe ajo do të arrijë tek djali në momentin e shpërthimit të rrezatimit. Por nuk të intereson më, sepse ke vdekur në singularitet shumë kohë më parë.

Formulat e teorisë së përgjithshme të relativitetit kanë një veçori interesante - simetrinë në kohë. Për shembull, në çdo ekuacion mund të imagjinoni se koha rrjedh mbrapsht dhe të merrni një zgjidhje të ndryshme, por gjithsesi të saktë. Nëse e zbatojmë këtë parim për vrimat e zeza, atëherë lind një vrimë e bardhë.

Një vrimë e zezë është një zonë e përcaktuar nga e cila asgjë nuk mund të shpëtojë. Por opsioni i dytë është një vrimë e bardhë në të cilën asgjë nuk mund të bjerë. Në fakt, ajo largon gjithçka. Edhe pse, nga pikëpamja matematikore, gjithçka duket e qetë, kjo nuk vërteton ekzistencën e tyre në natyrë. Me shumë mundësi, nuk ka asnjë, dhe nuk ka asnjë mënyrë për ta zbuluar.

Deri në këtë pikë kemi folur për klasikët e vrimave të zeza. Ata nuk rrotullohen dhe nuk kanë ngarkesë elektrike. Por në versionin e kundërt fillon gjëja më interesante. Për shembull, mund të futeni brenda, por shmangni singularitetin. Për më tepër, "brenda" e tij është në gjendje të kontaktojë një vrimë të bardhë. Kjo do të thotë, ju do të gjeni veten në një lloj tuneli, ku vrima e zezë është hyrja dhe vrima e bardhë është dalja. Ky kombinim quhet një vrimë krimbi.

Është interesante se një vrimë e bardhë mund të gjendet kudo, madje edhe në një Univers tjetër. Nëse dimë të kontrollojmë vrima të tilla krimbash, atëherë do të sigurojmë transport të shpejtë në çdo zonë të hapësirës. Dhe akoma më e freskët është mundësia e udhëtimit në kohë.

Por mos e paketoni çantën tuaj të shpinës derisa të dini disa gjëra. Fatkeqësisht, ekziston një probabilitet i lartë që të mos ketë formacione të tilla. Ne kemi thënë tashmë se vrimat e bardha janë një përfundim nga formula matematikore, dhe jo një objekt real dhe i konfirmuar. Dhe të gjitha vrimat e zeza të vëzhguara krijojnë rënie të materies dhe nuk formojnë vrima krimbash. Dhe ndalesa e fundit është singulariteti.

A keni parë ndonjëherë një dysheme duke u fshesë me korrent? Nëse po, a e keni vënë re se si fshesa me korrent thith pluhurin dhe mbeturinat e vogla si copëza letre? Sigurisht që e vunë re. Vrimat e zeza bëjnë pothuajse të njëjtën gjë si një fshesë me korrent, por në vend të pluhurit, ato preferojnë të thithin objekte më të mëdha: yje dhe planetë. Megjithatë, ata nuk do të përçmojnë as pluhurin kozmik.

Si shfaqen vrimat e zeza?

Për të kuptuar se nga vijnë vrimat e zeza, do të ishte mirë të dinim se çfarë është presioni i dritës. Rezulton se drita që bie mbi objekte ushtron presion mbi to. Për shembull, nëse ndezim një llambë në një dhomë të errët, atëherë një forcë shtesë e presionit të dritës do të fillojë të veprojë në të gjitha objektet e ndriçuara. Kjo forcë është shumë e vogël dhe në jetën e përditshme ne, natyrisht, nuk do të mund ta ndiejmë kurrë. Arsyeja është se një llambë është një burim shumë i dobët drite. (Në kushte laboratorike, presioni i dritës së një llambë ende mund të matet; fizikani rus P. N. Lebedev ishte i pari që e bëri këtë) Me yjet, situata është ndryshe. Ndërsa ylli është i ri dhe shkëlqen fort, tre forca po luftojnë brenda tij. Nga njëra anë, forca e gravitetit, e cila tenton të ngjesh yllin në një pikë, i tërheq shtresat e jashtme nga brenda drejt bërthamës. Nga ana tjetër, ekziston forca e presionit të lehtë dhe forca e presionit të gazit të nxehtë, që tenton të fryjë yllin. Drita e prodhuar në bërthamën e yllit është aq intensive saqë i shtyn shtresat e jashtme të yllit dhe balancon forcën e gravitetit që i tërheq ato drejt qendrës. Ndërsa një yll plaket, thelbi i tij prodhon gjithnjë e më pak dritë. Kjo ndodh sepse gjatë jetës së një ylli, i gjithë furnizimi i tij me hidrogjen digjet, ne kemi shkruar tashmë për këtë. Nëse ylli është shumë i madh, 20 herë më i rëndë se Dielli, atëherë lëvozhgat e tij të jashtme janë shumë të mëdha në masë. Prandaj, në një yll të rëndë, shtresat e jashtme fillojnë të lëvizin gjithnjë e më afër bërthamës, dhe i gjithë ylli fillon të tkurret. Në të njëjtën kohë, forca gravitacionale në sipërfaqen e yllit kontraktues rritet. Sa më shumë tkurret një yll, aq më fort fillon të tërheqë lëndën përreth. Përfundimisht, graviteti i yllit bëhet aq monstruozisht i fortë sa edhe drita që lëshon nuk mund të shpëtojë. Në këtë moment ylli bëhet një vrimë e zezë. Nuk lëshon më asgjë, por vetëm thith gjithçka që është afër, përfshirë dritën. Asnjë rreze e vetme drite nuk vjen prej saj, kështu që askush nuk mund ta shohë atë, dhe kjo është arsyeja pse quhet një vrimë e zezë: gjithçka thithet në të dhe nuk kthehet më.

Si duket një vrimë e zezë?

Nëse ju dhe unë do të ishim pranë një vrime të zezë, do të shihnim një disk mjaft të madh ndriçues që rrotullohet rreth një zone të vogël, krejtësisht të zezë të hapësirës. Ky rajon i zi është një vrimë e zezë. Dhe disku i ndritshëm rreth tij është materia që bie në vrimën e zezë. Një disk i tillë quhet disk akrecioni. Graviteti i një vrime të zezë është shumë i fortë, kështu që lënda e thithur brenda lëviz me nxitim shumë të lartë dhe për shkak të kësaj fillon të rrezatojë. Duke studiuar dritën që vjen nga një disk i tillë, astronomët mund të mësojnë shumë për vetë vrimën e zezë. Një tjetër shenjë indirekte e ekzistencës së një vrime të zezë është lëvizja e pazakontë e yjeve rreth një zone të caktuar të hapësirës. Graviteti i vrimës i detyron yjet e afërt të lëvizin në orbita eliptike. Lëvizje të tilla të yjeve janë regjistruar edhe nga astronomët.
Tani vëmendja e shkencëtarëve është përqendruar te vrima e zezë që ndodhet në qendër të galaktikës sonë. Fakti është se një re hidrogjeni me një masë rreth 3 herë më të madhe se Toka po i afrohet vrimës së zezë. Kjo re tashmë ka filluar të ndryshojë formën e saj për shkak të gravitetit të vrimës së zezë, në vitet e ardhshme do të shtrihet edhe më shumë dhe do të tërhiqet brenda vrimës së zezë.

Ne kurrë nuk do të jemi në gjendje të shohim proceset që ndodhin brenda një vrime të zezë, kështu që mund të kënaqemi vetëm me vëzhgimin e diskut rreth vrimës së zezë. Por edhe këtu na presin shumë gjëra interesante. Ndoshta fenomeni më interesant është formimi i avionëve ultra të shpejtë të lëndës që ikin nga qendra e këtij disku. Mekanizmi i këtij fenomeni mbetet për t'u sqaruar dhe ka shumë mundësi që njëri prej jush të krijojë një teori për formimin e avionëve të tillë. Tani për tani, ne mund të regjistrojmë vetëm ndezjet e rrezeve X që shoqërojnë "të shtëna" të tilla.

Kjo video tregon se si një vrimë e zezë kap gradualisht materialin nga një yll aty pranë. Në këtë rast, një disk grumbullimi formohet rreth vrimës së zezë dhe një pjesë e materies së saj hidhet në hapësirë me shpejtësi të mëdha. Kjo gjeneron një sasi të madhe rrezatimi me rreze X, i cili merret nga një satelit që lëviz rreth Tokës.

Si funksionon një vrimë e zezë?

Një vrimë e zezë mund të ndahet në tre pjesë kryesore. Pjesa e jashtme, duke qenë në të cilën mund të shmangni ende rënien në një vrimë të zezë nëse lëvizni me shpejtësi shumë të madhe. Më thellë se pjesa e jashtme ka një horizont ngjarjesh - ky është një kufi imagjinar, pas kalimit të të cilit trupi humbet çdo shpresë për t'u kthyer nga vrima e zezë. Çdo gjë që është përtej horizontit të ngjarjeve nuk mund të shihet nga jashtë, sepse për shkak të gravitetit të fortë, edhe drita që lëviz nga brenda nuk do të jetë në gjendje të fluturojë përtej tij. Besohet se në qendër të një vrime të zezë ekziston një singularitet - një rajon i hapësirës me një vëllim të vogël në të cilin është përqendruar një masë e madhe - zemra e vrimës së zezë.

A është e mundur të fluturosh deri në një vrimë të zezë?

Në një distancë të madhe, tërheqja e një vrime të zezë është saktësisht e njëjtë me tërheqjen e një ylli të zakonshëm me të njëjtën masë si vrima e zezë. Ndërsa i afroheni horizontit të ngjarjeve, tërheqja do të bëhet gjithnjë e më e fortë. Prandaj, ju mund të fluturoni deri në një vrimë të zezë, por është më mirë të qëndroni larg saj në mënyrë që të mund të ktheheni. Astronomët duhej të shikonin se si një vrimë e zezë thithi një yll aty pranë. Ju mund ta shihni se si dukej në këtë video:

A do të kthehet Dielli ynë në një vrimë të zezë?

Jo, nuk do të kthehet. Masa e Diellit është shumë e vogël për këtë. Llogaritjet tregojnë se për t'u bërë një vrimë e zezë, një yll duhet të jetë të paktën 4 herë më i madh se Dielli. Në vend të kësaj, Dielli do të bëhet një gjigant i kuq dhe do të fryhet afërsisht në madhësinë e orbitës së Tokës përpara se të heqë guaskën e tij të jashtme dhe të bëhet një xhuxh i bardhë. Ne patjetër do t'ju tregojmë më shumë për evolucionin e Diellit.

Nga të gjitha objektet e njohura për njerëzimin që ndodhen në hapësirën e jashtme, vrimat e zeza japin përshtypjen më të frikshme dhe të pakuptueshme. Kjo ndjenjë mbulon pothuajse çdo person kur përmenden vrimat e zeza, pavarësisht se njerëzimi ka njohur për to për më shumë se një shekull e gjysmë. Njohuritë e para për këto fenomene u morën shumë përpara publikimeve të Ajnshtajnit mbi teorinë e relativitetit. Por konfirmimi i vërtetë i ekzistencës së këtyre objekteve u mor jo shumë kohë më parë.

Sigurisht, vrimat e zeza janë me të drejtë të famshme për karakteristikat e tyre të çuditshme fizike, të cilat lindin edhe më shumë mistere në Univers. Ata sfidojnë lehtësisht të gjitha ligjet kozmike të fizikës dhe mekanikës kozmike. Për të kuptuar të gjitha detajet dhe parimet e ekzistencës së një fenomeni të tillë si një vrimë kozmike, ne duhet të njihemi me arritjet moderne në astronomi dhe të përdorim imagjinatën tonë, përveç kësaj, do të duhet të shkojmë përtej koncepteve standarde. Për ta bërë më të lehtë kuptimin dhe njohjen me vrimat kozmike, faqja e portalit ka përgatitur shumë informacione interesante në lidhje me këto fenomene në Univers.

Karakteristikat e vrimave të zeza nga faqja e portalit

Para së gjithash, duhet theksuar se vrimat e zeza nuk dalin nga hiçi, ato formohen nga yje që janë gjigantë në përmasa dhe masë. Për më tepër, veçoria dhe veçantia më e madhe e çdo vrime të zezë është se ato kanë një tërheqje gravitacionale shumë të fortë. Forca e tërheqjes së objekteve në një vrimë të zezë tejkalon shpejtësinë e dytë të ikjes. Tregues të tillë të gravitetit tregojnë se edhe rrezet e dritës nuk mund të shpëtojnë nga fusha e veprimit të një vrime të zezë, pasi ato kanë një shpejtësi shumë më të ulët.

E veçanta e tërheqjes është se tërheq të gjitha objektet që janë në afërsi. Sa më i madh të jetë objekti që kalon në afërsi të vrimës së zezë, aq më shumë ndikim dhe tërheqje do të marrë. Prandaj, mund të konkludojmë se sa më i madh të jetë objekti, aq më i fortë tërhiqet nga vrima e zezë dhe për të shmangur një ndikim të tillë, trupi kozmik duhet të ketë shpejtësi shumë të larta të lëvizjes.

Është gjithashtu e sigurt të theksohet se në të gjithë Universin nuk ka asnjë trup që mund të shmangë tërheqjen e një vrime të zezë nëse e gjen veten në afërsi, pasi edhe rryma më e shpejtë e dritës nuk mund t'i shpëtojë këtij ndikimi. Teoria e relativitetit, e zhvilluar nga Ajnshtajni, është e shkëlqyer për të kuptuar karakteristikat e vrimave të zeza. Sipas kësaj teorie, graviteti mund të ndikojë në kohë dhe të shtrembërojë hapësirën. Ai gjithashtu thotë se sa më i madh një objekt që ndodhet në hapësirën e jashtme, aq më shumë ngadalëson kohën. Në afërsi të vetë vrimës së zezë, koha duket se ndalet plotësisht. Nëse një anije kozmike do të hynte në fushën e veprimit të një vrime hapësinore, dikush do të vëzhgonte se si do të ngadalësohej ndërsa afrohej dhe në fund do të zhdukej fare.

Ju nuk duhet të keni shumë frikë nga fenomene të tilla si vrimat e zeza dhe të besoni të gjitha informacionet joshkencore që mund të ekzistojnë në këtë moment. Para së gjithash, ne duhet të shpërndajmë mitin më të zakonshëm se vrimat e zeza mund të thithin të gjithë lëndën dhe objektet përreth tyre, dhe ndërsa e bëjnë këtë, ato rriten dhe thithin gjithnjë e më shumë. Asnjë nga këto nuk është plotësisht e vërtetë. Po, me të vërtetë, ata mund të thithin trupa dhe materie kozmike, por vetëm ato që janë në një distancë të caktuar nga vetë vrima. Përveç gravitetit të tyre të fuqishëm, ata nuk ndryshojnë shumë nga yjet e zakonshëm me masë gjigande. Edhe kur Dielli ynë të kthehet në një vrimë të zezë, ai do të jetë në gjendje të thithë vetëm objekte të vendosura në një distancë të shkurtër dhe të gjithë planetët do të qëndrojnë të rrotullohen në orbitat e tyre të zakonshme.

Duke iu kthyer teorisë së relativitetit, mund të konkludojmë se të gjitha objektet me gravitet të fortë mund të ndikojnë në lakimin e kohës dhe hapësirës. Përveç kësaj, sa më e madhe të jetë masa e trupit, aq më i fortë do të jetë shtrembërimi. Pra, kohët e fundit, shkencëtarët ishin në gjendje ta shihnin këtë në praktikë, kur ata mund të sodisnin objekte të tjera që duhet të ishin të paarritshme për sytë tanë për shkak të trupave të mëdhenj kozmikë si galaktikat ose vrimat e zeza. E gjithë kjo është e mundur për shkak të faktit se rrezet e dritës që kalojnë afër nga një vrimë e zezë ose një trup tjetër janë shumë të përkulura nën ndikimin e gravitetit të tyre. Ky lloj shtrembërimi i lejon shkencëtarët të shikojnë shumë më tej në hapësirën e jashtme. Por me studime të tilla është shumë e vështirë të përcaktohet vendndodhja reale e trupit që studiohet.

Vrimat e zeza nuk shfaqen nga askund; ato janë formuar si rezultat i shpërthimit të yjeve supermasive. Për më tepër, në mënyrë që të formohet një vrimë e zezë, masa e yllit të shpërthyer duhet të jetë së paku dhjetë herë më e madhe se masa e Diellit. Çdo yll ekziston për shkak të reaksioneve termonukleare që ndodhin brenda yllit. Në këtë rast, një aliazh hidrogjeni lëshohet gjatë procesit të shkrirjes, por nuk mund të largohet nga zona e ndikimit të yllit, pasi graviteti i tij tërheq hidrogjenin prapa. I gjithë ky proces i lejon yjet të ekzistojnë. Sinteza e hidrogjenit dhe graviteti i yjeve janë mekanizma mjaft mirëfunksionues, por prishja e këtij ekuilibri mund të çojë në një shpërthim ylli. Në shumicën e rasteve, shkaktohet nga shterimi i karburantit bërthamor.

Në varësi të masës së yllit, janë të mundshëm disa skenarë për zhvillimin e tyre pas shpërthimit. Kështu, yjet masivë formojnë fushën e një shpërthimi supernova dhe shumica e tyre mbeten prapa bërthamës së yllit të mëparshëm. Në shumicën e rasteve, rreth këtyre trupave formohet një re gazi, e cila mbahet në vend nga graviteti i xhuxhit. Një rrugë tjetër për zhvillimin e yjeve supermasive është gjithashtu e mundur, në të cilën vrima e zezë që rezulton do të tërheqë shumë fort të gjithë lëndën e yllit në qendrën e tij, gjë që do të çojë në ngjeshjen e tij të fortë.

Trupa të tillë të ngjeshur quhen yje neutron. Në rastet më të rralla, pas shpërthimit të një ylli, formimi i një vrime të zezë në kuptimin tonë të pranuar të këtij fenomeni është i mundur. Por që të krijohet një vrimë, masa e yllit duhet të jetë thjesht gjigante. Në këtë rast, kur ekuilibri i reaksioneve bërthamore prishet, graviteti i yllit thjesht çmendet. Në të njëjtën kohë, ajo fillon të shembet në mënyrë aktive, pas së cilës bëhet vetëm një pikë në hapësirë. Me fjalë të tjera, mund të themi se ylli si objekt fizik pushon së ekzistuari. Pavarësisht se ajo zhduket, pas saj formohet një vrimë e zezë me të njëjtën gravitet dhe masë.

Është kolapsi i yjeve që çon në faktin se ata zhduken plotësisht dhe në vend të tyre formohet një vrimë e zezë me të njëjtat veti fizike si ylli i zhdukur. Dallimi i vetëm është shkalla më e madhe e ngjeshjes së vrimës sesa vëllimi i yllit. Tipari më i rëndësishëm i të gjitha vrimave të zeza është singulariteti i tyre, i cili përcakton qendrën e tyre. Kjo zonë sfidon të gjitha ligjet e fizikës, materies dhe hapësirës, të cilat pushojnë së ekzistuari. Për të kuptuar konceptin e singularitetit, mund të themi se kjo është një pengesë që quhet horizonti i ngjarjeve kozmike. Është gjithashtu kufiri i jashtëm i vrimës së zezë. Singulariteti mund të quhet pika pa kthim, pasi aty fillon të veprojë forca gjigante gravitacionale e vrimës. Edhe drita që kalon këtë pengesë nuk mund të shpëtojë.

Horizonti i ngjarjeve ka një efekt kaq tërheqës që tërheq të gjithë trupat me shpejtësinë e dritës, ndërsa i afroheni vetë vrimës së zezë, treguesit e shpejtësisë rriten edhe më shumë. Kjo është arsyeja pse të gjitha objektet që bien brenda rrezes së kësaj force janë të dënuara të thithen në vrimë. Duhet të theksohet se forca të tilla janë të afta të modifikojnë një trup të kapur nga veprimi i një tërheqjeje të tillë, pas së cilës ato shtrihen në një varg të hollë dhe më pas pushojnë plotësisht së ekzistuari në hapësirë.

Distanca midis horizontit të ngjarjes dhe singularitetit mund të ndryshojë, kjo hapësirë quhet rreze Schwarzschild. Kjo është arsyeja pse sa më e madhe të jetë madhësia e vrimës së zezë, aq më e madhe do të jetë diapazoni i veprimit. Për shembull, mund të themi se një vrimë e zezë që ishte po aq masive sa Dielli ynë do të kishte një rreze Schwarzschild prej tre kilometrash. Prandaj, vrimat e zeza të mëdha kanë një gamë më të madhe.

Gjetja e vrimave të zeza është një proces mjaft i vështirë, sepse drita nuk mund të shpëtojë prej tyre. Prandaj, kërkimi dhe përkufizimi bazohen vetëm në dëshmi indirekte të ekzistencës së tyre. Metoda më e thjeshtë që shkencëtarët përdorin për t'i gjetur është kërkimi i tyre duke gjetur vende në hapësirë të errët nëse kanë një masë të madhe. Në shumicën e rasteve, astronomët arrijnë të gjejnë vrima të zeza në sistemet binare të yjeve ose në qendrat e galaktikave.

Shumica e astronomëve janë të prirur të besojnë se ekziston gjithashtu një vrimë e zezë super e fuqishme në qendër të galaktikës sonë. Kjo deklaratë ngre pyetjen, a do të jetë në gjendje kjo vrimë të gëlltisë gjithçka në galaktikën tonë? Në realitet kjo është e pamundur, pasi vetë vrima ka të njëjtën masë si yjet, sepse është krijuar nga ylli. Për më tepër, të gjitha llogaritjet e shkencëtarëve nuk parashikojnë ndonjë ngjarje globale që lidhet me këtë objekt. Për më tepër, për miliarda vjet të tjera, trupat kozmikë të galaktikës sonë do të rrotullohen në heshtje rreth kësaj vrime të zezë pa asnjë ndryshim. Dëshmia e ekzistencës së një vrime në qendër të Rrugës së Qumështit mund të merret nga valët e rrezeve X të regjistruara nga shkencëtarët. Dhe shumica e astronomëve janë të prirur të besojnë se vrimat e zeza i lëshojnë ato në mënyrë aktive në sasi të mëdha.

Shumë shpesh në galaktikën tonë ka sisteme yjesh të përbërë nga dy yje, dhe shpesh njëri prej tyre mund të bëhet një vrimë e zezë. Në këtë version, vrima e zezë thith të gjithë trupat në rrugën e saj, ndërsa materia fillon të rrotullohet rreth saj, për shkak të së cilës formohet i ashtuquajturi disku i nxitimit. Një veçori e veçantë është se rrit shpejtësinë e rrotullimit dhe lëviz më afër qendrës. Është lënda që bie në mes të vrimës së zezë që lëshon rreze X dhe vetë lënda shkatërrohet.

Sistemet binare të yjeve janë kandidatët e parë për statusin e vrimës së zezë. Në sisteme të tilla është më e lehtë të gjesh një vrimë të zezë për shkak të vëllimit të yllit të dukshëm, është e mundur të llogariten treguesit e vëllait të tij të padukshëm. Aktualisht, kandidati i parë për statusin e një vrime të zezë mund të jetë një yll nga konstelacioni Cygnus, i cili lëshon në mënyrë aktive rreze X.

Duke përfunduar nga të gjitha sa më sipër për vrimat e zeza, mund të themi se ato nuk janë fenomene aq të rrezikshme, natyrisht, në rastin e afërsisë ato janë objektet më të fuqishme në hapësirën e jashtme për shkak të forcës së gravitetit. Prandaj, mund të themi se ata nuk janë veçanërisht të ndryshëm nga trupat e tjerë, tipari kryesor i tyre është një fushë e fortë gravitacionale.

Një numër i madh i teorive janë propozuar në lidhje me qëllimin e vrimave të zeza, disa prej të cilave ishin edhe absurde. Kështu, sipas njërës prej tyre, shkencëtarët besonin se vrimat e zeza mund të lindin galaktika të reja. Kjo teori bazohet në faktin se bota jonë është një vend mjaft i favorshëm për origjinën e jetës, por nëse një nga faktorët ndryshon, jeta do të ishte e pamundur. Për shkak të kësaj, singulariteti dhe veçoritë e ndryshimeve në vetitë fizike në vrimat e zeza mund të krijojnë një Univers krejtësisht të ri, i cili do të jetë dukshëm i ndryshëm nga i yni. Por kjo është vetëm një teori dhe mjaft e dobët për faktin se nuk ka prova të një efekti të tillë të vrimave të zeza.

Sa i përket vrimave të zeza, ato jo vetëm që mund të thithin lëndën, por edhe mund të avullojnë. Një fenomen i ngjashëm u vërtetua disa dekada më parë. Ky avullim mund të bëjë që vrima e zezë të humbasë të gjithë masën e saj dhe më pas të zhduket fare.

E gjithë kjo është informacioni më i vogël në lidhje me vrimat e zeza që mund të gjeni në faqen e portalit. Ne gjithashtu kemi një sasi të madhe informacioni interesant për fenomene të tjera kozmike.

Koncepti i një vrime të zezë është i njohur për të gjithë - nga nxënësit e shkollës tek të moshuarit, ai përdoret në letërsinë shkencore dhe fantastike, në mediat e verdha dhe në konferenca shkencore. Por çfarë saktësisht janë vrima të tilla nuk dihet për të gjithë.

Nga historia e vrimave të zeza

1783 Hipoteza e parë e ekzistencës së një fenomeni të tillë si vrima e zezë u parashtrua në 1783 nga shkencëtari anglez John Michell. Në teorinë e tij, ai kombinoi dy nga krijimet e Njutonit - optikën dhe mekanikën. Ideja e Michellit ishte kjo: nëse drita është një rrymë grimcash të vogla, atëherë, si të gjithë trupat e tjerë, grimcat duhet të përjetojnë tërheqjen e një fushe gravitacionale. Rezulton se sa më masiv të jetë ylli, aq më e vështirë është që drita t'i rezistojë tërheqjes së saj. 13 vjet pas Michellit, astronomi dhe matematikani francez Laplace parashtroi (me shumë mundësi pavarësisht nga kolegu i tij britanik) një teori të ngjashme.

1915 Megjithatë, të gjitha veprat e tyre mbetën të paprekura deri në fillim të shekullit të 20-të. Në vitin 1915, Albert Einstein publikoi Teorinë e Përgjithshme të Relativitetit dhe tregoi se graviteti është lakimi i hapësirës-kohës i shkaktuar nga materia, dhe disa muaj më vonë, astronomi dhe fizikani teorik gjerman Karl Schwarzschild e përdori atë për të zgjidhur një problem specifik astronomik. Ai eksploroi strukturën e hapësirës-kohës së lakuar rreth Diellit dhe rizbuloi fenomenin e vrimave të zeza.

(John Wheeler shpiku termin "vrima të zeza")

1967 Fizikani amerikan John Wheeler përvijoi një hapësirë që mund të thërrmohet, si një copë letër, në një pikë infinite të vogël dhe e caktoi atë me termin "Vrima e Zezë".

1974 Fizikani britanik Stephen Hawking vërtetoi se vrimat e zeza, megjithëse thithin lëndën pa kthim, mund të lëshojnë rrezatim dhe përfundimisht të avullojnë. Ky fenomen quhet "rrezatimi Hawking".

Koha jonë. Hulumtimet e fundit mbi pulsarët dhe kuazarët, si dhe zbulimi i rrezatimit kozmik të sfondit mikrovalor, më në fund kanë bërë të mundur përshkrimin e vetë konceptit të vrimave të zeza. Në vitin 2013, reja e gazit G2 iu afrua shumë Vrimës së Zezë dhe me shumë mundësi do të gëlltitet prej saj, vëzhgimi i procesit unik do të ofrojë mundësi të mëdha për zbulime të reja të veçorive të vrimave të zeza.

Çfarë janë në të vërtetë vrimat e zeza

Një shpjegim lakonik i fenomenit shkon kështu. Një vrimë e zezë është një rajon hapësirë-kohë, tërheqja gravitacionale e të cilit është aq e fortë sa që asnjë objekt, përfshirë kuantat e dritës, nuk mund ta lërë atë.

Vrima e zezë dikur ishte një yll masiv. Për sa kohë që reaksionet termonukleare mbajnë presion të lartë në thellësitë e tij, gjithçka mbetet normale. Por me kalimin e kohës, furnizimi me energji është i varfëruar dhe trupi qiellor, nën ndikimin e gravitetit të tij, fillon të tkurret. Faza e fundit e këtij procesi është kolapsi i bërthamës yjore dhe formimi i një vrime të zezë.

1. Një vrimë e zezë nxjerr një avion me shpejtësi të madhe

2. Një disk i materies rritet në një vrimë të zezë

3. Vrima e zezë

4. Diagrami i detajuar i rajonit të vrimës së zezë

5. Madhësia e vëzhgimeve të reja të gjetura

Teoria më e zakonshme është se fenomene të ngjashme ekzistojnë në çdo galaktikë, duke përfshirë qendrën e Rrugës sonë të Qumështit. Forca e madhe gravitacionale e vrimës është në gjendje të mbajë disa galaktika rreth saj, duke i penguar ato të largohen nga njëra-tjetra. "Zona e mbulimit" mund të jetë e ndryshme, gjithçka varet nga masa e yllit që u shndërrua në një vrimë të zezë dhe mund të jetë mijëra vjet dritë.

Rrezja e Schwarzschild

Vetia kryesore e një vrime të zezë është se çdo substancë që bie në të nuk mund të kthehet kurrë. E njëjta gjë vlen edhe për dritën. Në thelbin e tyre, vrimat janë trupa që thithin plotësisht të gjithë dritën që bie mbi to dhe nuk lëshojnë asnjë të tyren. Objekte të tilla mund të duken vizualisht si mpiksje të errësirës absolute.

1. Lëvizja e lëndës me gjysmën e shpejtësisë së dritës

2. Unaza fotonike

3. Unaza e brendshme e fotonit

4. Horizonti i ngjarjeve në një vrimë të zezë

Bazuar në Teorinë e Përgjithshme të Relativitetit të Ajnshtajnit, nëse një trup i afrohet një distancë kritike nga qendra e vrimës, ai nuk do të jetë më në gjendje të kthehet. Kjo distancë quhet rrezja e Schwarzschild. Çfarë ndodh saktësisht brenda kësaj rrezeje nuk dihet me siguri, por ekziston teoria më e zakonshme. Besohet se e gjithë lënda e një vrime të zezë është e përqendruar në një pikë pafundësisht të vogël, dhe në qendër të saj ka një objekt me densitet të pafund, të cilin shkencëtarët e quajnë një shqetësim singular.

Si ndodh rënia në një vrimë të zezë?

(Në foto, vrima e zezë Shigjetari A* duket si një grumbull drite jashtëzakonisht i ndritshëm)

Jo shumë kohë më parë, në vitin 2011, shkencëtarët zbuluan një re gazi, duke i dhënë asaj emrin e thjeshtë G2, e cila lëshon dritë të pazakontë. Ky shkëlqim mund të jetë për shkak të fërkimit në gaz dhe pluhur të shkaktuar nga vrima e zezë e Shigjetarit A*, e cila rrotullohet rreth saj si një disk grumbullimi. Kështu, ne bëhemi vëzhgues të fenomenit të mahnitshëm të përthithjes së një re gazi nga një vrimë e zezë supermasive.

Sipas studimeve të fundit, afrimi më i afërt me vrimën e zezë do të ndodhë në mars 2014. Ne mund të rikrijojmë një pamje se si do të zhvillohet ky spektakël emocionues.

1. Kur shfaqet për herë të parë në të dhëna, një re gazi i ngjan një topi të madh gazi dhe pluhuri.

2. Tani, që nga qershori 2013, reja është dhjetëra miliarda kilometra nga vrima e zezë. Bie në të me një shpejtësi prej 2500 km/s.

3. Reja pritet të kalojë pranë vrimës së zezë, por forcat e baticës të shkaktuara nga ndryshimi i gravitetit që veprojnë në skajet kryesore dhe pasuese të resë do të bëjnë që ajo të marrë një formë gjithnjë e më të zgjatur.

4. Pasi reja të shkëputet, pjesa më e madhe e saj ka shumë të ngjarë të rrjedhë në diskun e grumbullimit rreth Shigjetarit A*, duke gjeneruar valë tronditëse në të. Temperatura do të arrijë në disa milionë gradë.

5. Një pjesë e resë do të bjerë direkt në vrimën e zezë. Askush nuk e di saktësisht se çfarë do të ndodhë më pas me këtë substancë, por pritet që ndërsa bie të lëshojë rryma të fuqishme rrezesh X dhe të mos shihet më kurrë.

Video: vrima e zezë gëlltit një re gazi

(Simulimi kompjuterik se sa pjesë e resë së gazit G2 do të shkatërrohej dhe konsumohej nga vrima e zezë Shigjetari A*)

Çfarë ka brenda një vrime të zezë?

Ekziston një teori që thotë se një vrimë e zezë është praktikisht e zbrazët brenda, dhe e gjithë masa e saj është e përqendruar në një pikë tepër të vogël të vendosur në qendër të saj - singulariteti.

Sipas një teorie tjetër, e cila ekziston prej gjysmë shekulli, gjithçka që bie në një vrimë të zezë kalon në një univers tjetër që ndodhet në vetë vrimën e zezë. Tani kjo teori nuk është ajo kryesore.

Dhe ekziston një teori e tretë, më moderne dhe më këmbëngulëse, sipas së cilës gjithçka që bie në një vrimë të zezë tretet në dridhjet e vargjeve në sipërfaqen e saj, e cila përcaktohet si horizonti i ngjarjeve.

Pra, çfarë është një horizont ngjarjesh? Është e pamundur të shikosh brenda një vrime të zezë edhe me një teleskop super të fuqishëm, pasi edhe drita, duke hyrë në gypin gjigant kozmik, nuk ka asnjë shans të rikthehet. Çdo gjë që mund të konsiderohet të paktën disi është e vendosur në afërsi të saj.

Horizonti i ngjarjeve është një vijë konvencionale sipërfaqësore nga e cila asgjë (as gaz, as pluhur, as yje, as dritë) nuk mund të shpëtojë. Dhe kjo është pika shumë misterioze e pakthimit në vrimat e zeza të Universit.