Si për shkencëtarët e shekujve të kaluar ashtu edhe për studiuesit e kohës sonë, misteri më i madh i kozmosit është vrima e zezë. Çfarë ka brenda këtij sistemi krejtësisht të panjohur për fizikën? Cilat ligje zbatohen atje? Si kalon koha në një vrimë të zezë dhe pse as kuantet e dritës nuk mund të shpëtojnë prej andej? Tani do të përpiqemi, natyrisht, nga pikëpamja e teorisë dhe jo e praktikës, të kuptojmë se çfarë është brenda një vrime të zezë, pse ajo, në parim, u formua dhe ekziston, si tërheq objektet që e rrethojnë.
Së pari, le të përshkruajmë këtë objekt
Pra, një vrimë e zezë është një zonë e caktuar e hapësirës në Univers. Është e pamundur ta izolosh atë si një yll apo planet më vete, pasi nuk është i fortë dhe jo trup gazi. Pa një kuptim themelor të asaj se çfarë është hapësirë-koha dhe si mund të ndryshojnë këto dimensione, është e pamundur të kuptohet se çfarë është brenda një vrime të zezë. Çështja është se kjo zonë nuk është vetëm një njësi hapësinore. gjë që shtrembëron si tre dimensionet që njohim (gjatësia, gjerësia dhe lartësia) ashtu edhe afati kohor. Shkencëtarët janë të bindur se në rajonin e horizontit (e ashtuquajtura zona që rrethon vrimën), koha merr një kuptim hapësinor dhe mund të lëvizë përpara dhe prapa.
Le të mësojmë sekretet e gravitetit
Nëse duam të kuptojmë se çfarë është brenda një vrime të zezë, le të hedhim një vështrim më të afërt se çfarë është graviteti. Është ky fenomen që është kyç për të kuptuar natyrën e të ashtuquajturave "vrima krimbi", nga të cilat as drita nuk mund të shpëtojë. Graviteti është ndërveprimi ndërmjet të gjithë trupave që kanë bazë materiale. Forca e një graviteti të tillë varet nga përbërja molekulare e trupave, nga përqendrimi i atomeve, si dhe nga përbërja e tyre. Sa më shumë grimca të shemben në një zonë të caktuar të hapësirës, aq më shumë forcë gravitacionale. Kjo është e lidhur pazgjidhshmërisht me Teorinë Big Bang, kur Universi ynë ishte sa një bizele. Kjo ishte një gjendje e singularitetit maksimal dhe si rezultat i një ndezje kuante drite, hapësira filloi të zgjerohej për shkak të faktit se grimcat zmbrapsnin njëra-tjetrën. Shkencëtarët përshkruajnë një vrimë të zezë pikërisht të kundërtën. Çfarë ka brenda një gjëje të tillë në përputhje me TBZ? Një singularitet që është i barabartë me treguesit e natyrshëm në Universin tonë në momentin e lindjes së tij.
Si futet materia në një vrimë krimbi?
Ekziston një mendim se një person kurrë nuk do të jetë në gjendje të kuptojë se çfarë po ndodh brenda një vrime të zezë. Sepse sapo atje, ai do të shtypet fjalë për fjalë nga graviteti dhe forca e gravitetit. Në fakt kjo nuk është e vërtetë. Po, me të vërtetë, një vrimë e zezë është një rajon singulariteti ku gjithçka është e ngjeshur në maksimum. Por kjo nuk është aspak një "fshesë me korrent" që mund të thithë të gjithë planetët dhe yjet. Çdo objekt material, e cila gjendet në horizontin e ngjarjeve, do të vëzhgojë një shtrembërim të fortë të hapësirës dhe kohës (për momentin, këto njësi qëndrojnë veçmas). Sistemi Euklidian i gjeometrisë do të fillojë të keqfunksionojë, me fjalë të tjera, ato do të kryqëzohen dhe skicat e figurave stereometrike nuk do të jenë më të njohura. Sa i përket kohës, ajo gradualisht do të ngadalësohet. Sa më afër t'i afroheni vrimës, aq më ngadalë do të ecë ora në krahasim me kohën e Tokës, por ju nuk do ta vini re. Kur bie në një vrimë krimbi, trupi do të bjerë me shpejtësi zero, por kjo njësi do të jetë e barabartë me pafundësinë. lakimi, i cili barazon infinitin me zero, që më në fund ndalon kohën në rajonin e singularitetit.
Reagimi ndaj dritës së emetuar
I vetmi objekt në hapësirë që tërheq dritën është një vrimë e zezë. Çfarë ka brenda dhe në çfarë forme është nuk dihet, por besohet se është errësirë e madhe, e cila është e pamundur të imagjinohet. Kuantë të lehta Kur arrijnë atje, ata jo thjesht zhduken. Masa e tyre shumëzohet me masën e singularitetit, gjë që e bën atë edhe më të madh dhe e rrit atë, nëse brenda ". vrimë krimbi"Ju ndizni elektrik dore për të parë përreth, ai nuk do të shkëlqejë. Kuantat e emetuara do të shumohen vazhdimisht me masën e vrimës, dhe ju, përafërsisht, vetëm do ta përkeqësoni situatën tuaj.
Vrimat e zeza në çdo hap
Siç e kemi kuptuar tashmë, baza e formimit është graviteti, madhësia e të cilit është miliona herë më e madhe se në Tokë. Një ide e saktë se çfarë është një vrimë e zezë iu dha botës nga Karl Schwarzschild, i cili, në fakt, zbuloi vetë horizontin e ngjarjeve dhe pikën pa kthim, dhe gjithashtu konstatoi se zeroja në një gjendje singulariteti është e barabartë me pafundësi. Sipas tij, një vrimë e zezë mund të formohet në çdo pikë të hapësirës. Në këtë rast, një objekt i caktuar material që ka një formë sferike duhet të arrijë rrezja gravitacionale. Për shembull, masa e planetit tonë duhet të përshtatet në vëllimin e një bizele në mënyrë që të bëhet një vrimë e zezë. Dhe Dielli duhet të ketë një diametër prej 5 kilometrash me masën e tij - atëherë gjendja e tij do të bëhet njëjës.
Horizonti për formimin e një bote të re
Ligjet e fizikës dhe gjeometrisë funksionojnë në mënyrë të përsosur në tokë dhe brenda hapësirë kozmike, ku hapësira i afrohet një vakumi. Por ata humbasin plotësisht rëndësinë e tyre në horizontin e ngjarjeve. Kjo është arsyeja pse me pikë matematikoreËshtë e pamundur të llogaritet nga vizioni se çfarë është brenda një vrime të zezë. Fotografitë që mund t'i krijoni nëse e përkulni hapësirën në përputhje me idetë tona për botën, ndoshta janë larg nga e vërteta. Është vërtetuar vetëm se koha këtu kthehet në njësi hapësinore dhe, me shumë gjasa, në matjet ekzistuese shtohen edhe disa të tjera. Kjo bën të mundur të besohet se brenda një vrime të zezë (një foto, siç e dini, nuk do ta tregojë këtë, pasi drita atje ha vetveten) formohen botë krejtësisht të ndryshme. Këto Universe mund të përbëhen nga antimateria, e cila aktualisht është e panjohur për shkencëtarët. Ka edhe versione që sfera pa kthim është thjesht një portal që të çon ose në një botë tjetër ose në pika të tjera në Universin tonë.
Lindja dhe vdekja
Shumë më tepër se ekzistenca e një vrime të zezë është krijimi ose zhdukja e saj. Një sferë që shtrembëron hapësirë-kohën, siç kemi zbuluar tashmë, është formuar si rezultat i kolapsit. Ky mund të jetë shpërthimi i një ylli të madh, një përplasje e dy ose më shumë trupave në hapësirë, e kështu me radhë. Por si u bë materia që teorikisht mund të prekej në një fushë të shtrembërimit të kohës? Puzzle është një punë në progres. Por pasohet nga një pyetje e dytë - pse zhduken sfera të tilla pa kthim? Dhe nëse vrimat e zeza avullojnë, atëherë pse nuk del prej tyre ajo dritë dhe e gjithë materia kozmike që ata thithën? Kur lënda në zonën e singularitetit fillon të zgjerohet, graviteti gradualisht zvogëlohet. Si rezultat, vrima e zezë thjesht shpërndahet dhe hapësira e jashtme e zakonshme me vakum mbetet në vendin e saj. Një tjetër mister rrjedh nga kjo - ku shkoi gjithçka që hyri në të?
A është graviteti çelësi ynë për një të ardhme të lumtur?
Studiuesit janë të sigurt se e ardhmja energjetike e njerëzimit mund të formësohet nga një vrimë e zezë. Ajo që është brenda këtij sistemi është ende e panjohur, por është vërtetuar se në horizontin e ngjarjes çdo materie shndërrohet në energji, por, natyrisht, pjesërisht. Për shembull, një person, duke e gjetur veten pranë pikës pa kthim, do të heqë dorë nga 10 për qind e lëndës së tij për t'u përpunuar në energji. Kjo shifër është thjesht kolosale, ajo u bë një ndjesi mes astronomëve. Fakti është se në Tokë, vetëm 0.7 për qind e materies shndërrohet në energji.
Vrimat e zeza janë të vetmet trupat kozmikë, i aftë për të tërhequr dritën me forcë gravitacionale. Ato janë gjithashtu objektet më të mëdha në Univers. Nuk ka gjasa të dimë se çfarë ndodh afër horizontit të tyre të ngjarjeve (i njohur si "pika pa kthim") së shpejti. Këto janë vendet më misterioze në botën tonë, për të cilat, pavarësisht dekadave të kërkimit, ende dihet shumë pak. Ky artikull përmban 10 fakte që mund të quhen më intriguesit.
Vrimat e zeza nuk e thithin materien në vetvete
Shumë njerëz imagjinojnë një vrimë të zezë si një lloj "fshesë me korrent" që vizatohet në hapësirën përreth. Në fakt, vrimat e zeza janë objekte të zakonshme hapësinore që kanë një fushë gravitacionale jashtëzakonisht të fortë.
Nëse një vrimë e zezë me të njëjtën madhësi do të lindte në vendin e Diellit, Toka nuk do të tërhiqej brenda, ajo do të rrotullohej në të njëjtën orbitë si sot. Yjet që ndodhen pranë vrimave të zeza humbasin një pjesë të masës së tyre në formën e erës yjore (kjo ndodh gjatë ekzistencës së çdo ylli) dhe vrimat e zeza thithin vetëm këtë lëndë.
Ekzistenca e vrimave të zeza ishte parashikuar nga Karl Schwarzschild
Karl Schwarzschild ishte i pari që përdori teorinë e përgjithshme të relativitetit të Ajnshtajnit për të vërtetuar ekzistencën e një "pike pa kthim". Vetë Ajnshtajni nuk mendoi për vrimat e zeza, megjithëse teoria e tij parashikon ekzistencën e tyre.
Schwarzschild e bëri propozimin e tij në 1915, menjëherë pasi Ajnshtajni publikoi teorinë e tij të përgjithshme të relativitetit. Në atë moment lindi termi "rrezja e Schwarzschild" - kjo është një vlerë që tregon se sa shumë do t'ju duhet të ngjeshni një objekt që ai të shndërrohej në një vrimë të zezë.
Teorikisht, çdo gjë mund të bëhet një vrimë e zezë nëse ngjeshet mjaftueshëm. Sa më i dendur të jetë objekti, aq më e fortë është fusha gravitacionale që krijon. Për shembull, Toka do të bëhej një vrimë e zezë nëse do të kishte masën e një objekti sa një kikirikë.
Vrimat e zeza mund të lindin universe të reja
Ideja se vrimat e zeza mund të lindin universe të reja duket absurde (sidomos pasi ne ende nuk jemi të sigurt për ekzistencën e universeve të tjera). Sidoqoftë, teori të tilla po zhvillohen në mënyrë aktive nga shkencëtarët.
Një version shumë i thjeshtuar i njërës prej këtyre teorive është si më poshtë. Bota jonë ka ekskluzivisht kushte të favorshme që jeta të shfaqet në të. Nëse ndonjë nga konstante fizike ndryshoi edhe pak, nuk do të ishim në këtë botë. Singulariteti i vrimës së zezë anulohet ligjet e zakonshme fizikës dhe mund (të paktën në teori) të krijojë univers i ri, e cila do të jetë e ndryshme nga e jona.
Vrimat e zeza mund t'ju kthejnë (dhe çdo gjë tjetër) në spageti
Vrimat e zeza shtrijnë objektet që ndodhen pranë tyre. Këto objekte fillojnë t'i ngjajnë spagetit (madje ekziston një term i veçantë - "spagetifikim").
Kjo ndodh për shkak të mënyrës se si funksionon graviteti. NË aktualisht këmbët tuaja janë më afër qendrës së Tokës sesa koka juaj, kështu që ato tërhiqen më fort. Në sipërfaqen e një vrime të zezë, ndryshimi në gravitet fillon të funksionojë kundër jush. Këmbët tërhiqen drejt qendrës së vrimës së zezë gjithnjë e më shpejt, në mënyrë që gjysma e sipërme e trupit të mos mund të vazhdojë me to. Rezultati: spagetifikim!
Vrimat e zeza avullojnë me kalimin e kohës
Vrimat e zeza jo vetëm që thithin erën yjore, por edhe avullojnë. Ky fenomen u zbulua në vitin 1974 dhe u quajt rrezatim Hawking (pasi Stephen Hawking, i cili bëri zbulimin).
Me kalimin e kohës, vrima e zezë mund të lëshojë të gjithë masën e saj në hapësirën përreth së bashku me këtë rrezatim dhe të zhduket.
Vrimat e zeza ngadalësojnë kohën pranë tyre
Ndërsa i afroheni horizontit të ngjarjeve, koha ngadalësohet. Për të kuptuar pse ndodh kjo, duhet të shohim "paradoksin binjak", një eksperiment mendimi që përdoret shpesh për të ilustruar parimet bazë të teorisë së relativitetit të përgjithshëm të Ajnshtajnit.
Njëri nga vëllezërit binjakë mbetet në Tokë dhe i dyti fluturon për në udhëtim në hapësirë, duke lëvizur me shpejtësinë e dritës. Duke u kthyer në Tokë, binjaku zbulon se vëllai i tij është plakur më shumë se ai, sepse, ndërsa udhëtonte me shpejtësinë afër dritës, koha po shkon më i ngadalshëm.
Ndërsa i afroheni horizontit të ngjarjeve të një vrime të zezë, do të lëvizni me një ritëm të tillë shpejtësi e lartë se koha do të ngadalësohet për ju.
Vrimat e zeza janë sistemet më të avancuara të energjisë
Vrimat e zeza gjenerojnë energji më mirë se Dielli dhe yjet e tjerë. Kjo është për shkak të lëndës që rrotullohet rreth tyre. Duke kaluar horizontin e ngjarjeve me shpejtësi të madhe, materia në orbitën e një vrime të zezë nxehet deri në temperatura jashtëzakonisht të larta. Ky quhet rrezatim i trupit të zi.
Për krahasim, kur fuzion bërthamor 0.7% e materies shndërrohet në energji. Pranë një vrime të zezë, 10% e materies bëhet energji!
Vrimat e zeza përkulin hapësirën rreth tyre
Hapësira mund të mendohet si një pllakë gome e shtrirë me vija të vizatuara mbi të. Nëse vendosni një objekt në regjistrim, ai do të ndryshojë formën e tij. Vrimat e zeza funksionojnë në të njëjtën mënyrë. Masa e tyre ekstreme tërheq gjithçka, përfshirë dritën (rrezet e së cilës, për të vazhduar analogjinë, mund të quhen vija në një pjatë).
Vrimat e zeza kufizojnë numrin e yjeve në Univers
Yjet lindin nga retë e gazit. Që të fillojë formimi i yjeve, reja duhet të ftohet.
Rrezatimi nga trupat e zinj parandalon ftohjen e reve të gazit dhe parandalon shfaqjen e yjeve.
Teorikisht, çdo objekt mund të bëhet një vrimë e zezë
Dallimi i vetëm midis Diellit tonë dhe një vrime të zezë është forca e gravitetit. Në qendër të një vrime të zezë është shumë më e fortë se në qendër të një ylli. Nëse Dielli ynë do të kompresohej në rreth pesë kilometra në diametër, mund të ishte një vrimë e zezë.
Teorikisht, çdo gjë mund të bëhet një vrimë e zezë. Në praktikë, ne e dimë se vrimat e zeza lindin vetëm si rezultat i kolapsit të yjeve të mëdhenj që tejkalojnë Diellin në masë me 20-30 herë.
S. TRANKOVSKY
Ndër problemet më të rëndësishme dhe më interesante fizika moderne dhe astrofizikës, Akademik V.L. Ginzburg emërtoi çështje që lidhen me vrimat e zeza (shih “Shkenca dhe jeta” nr. 11, 12, 1999). Ekzistenca e këtyre objekte të çuditshme u parashikua më shumë se dyqind vjet më parë, kushtet që çuan në formimin e tyre u llogaritën me saktësi në fund të viteve 30 të shekullit të 20-të, dhe astrofizika i mori ato seriozisht më pak se dyzet vjet më parë. Sot revista shkencoreÇdo vit mijëra artikuj mbi vrimat e zeza publikohen në mbarë botën.
Formimi i një vrime të zezë mund të ndodhë në tre mënyra.
Kështu është zakon të përshkruhen proceset që ndodhin në afërsi të një vrime të zezë në kolaps. Me kalimin e kohës (Y), hapësira (X) rreth saj (zona e hijezuar) zvogëlohet, duke nxituar drejt singularitetit.
Fusha gravitacionale e një vrime të zezë sjell shtrembërime të rënda në gjeometrinë e hapësirës.
Një vrimë e zezë, e padukshme përmes një teleskopi, zbulohet vetëm nga ndikimi i saj gravitacional.
Në fushën e fuqishme gravitacionale të një vrime të zezë, lindin çifte grimcë-antigrimcë.
Lindja e një çifti grimcë-antigrimcë në laborator.
SI NDODHEN
Shkëlqyeshëm trup qiellor, me densitet, dendësi të barabartë Toka, dhe me një diametër dyqind e pesëdhjetë herë më të madh se diametri i Diellit, për shkak të forcës së gravitetit të saj, nuk do të lejojë që drita e saj të arrijë tek ne. Kështu, është e mundur që trupat më të mëdhenj të ndritshëm në Univers të mbeten të padukshëm pikërisht për shkak të madhësisë së tyre.
Pierre Simon Laplace.
Ekspozita e sistemit botëror. 1796
Në 1783, matematikani anglez John Mitchell dhe trembëdhjetë vjet më vonë, pavarësisht nga ai, astronomi dhe matematikani francez Pierre Simon Laplace, kryen një studim shumë të çuditshëm. Ata shikuan kushtet në të cilat drita nuk do të ishte në gjendje t'i shpëtonte yllit.
Logjika e shkencëtarëve ishte e thjeshtë. Për çdo objekt astronomik (planet ose yll), është e mundur të llogaritet e ashtuquajtura shpejtësia e ikjes, ose shpejtësia e dytë e ikjes, e cila lejon çdo trup ose grimcë të largohet përgjithmonë. Dhe në fizikën e asaj kohe, teoria e Njutonit mbretëronte supreme, sipas së cilës drita është një rrjedhë grimcash (përpara teorisë valët elektromagnetike dhe kuantet mbetën gati njëqind e pesëdhjetë vjet). Shpejtësia e ikjes së grimcave mund të llogaritet në bazë të barazisë energji potenciale në sipërfaqen e planetit dhe energjia kinetike trup që “iku” pafund distancë e madhe. Kjo shpejtësi përcaktohet nga formula #1#
Ku M- peshë objekt hapësinor, R- rrezja e saj, G- konstante gravitacionale.
Nga kjo mund të marrim lehtësisht rrezen e një trupi të një mase të caktuar (më vonë u quajt "rrezja gravitacionale" r g "), në të cilën shpejtësia e ikjes është e barabartë me shpejtësinë e dritës:
Kjo do të thotë që një yll është i ngjeshur në një sferë me rreze r g< 2GM/c 2 do të ndalojë së lëshuari - drita nuk do të jetë në gjendje ta lërë atë. Një vrimë e zezë do të shfaqet në Univers.
Është e lehtë të llogaritet se Dielli (masa e tij është 2,1033 g) do të kthehet në një vrimë të zezë nëse tkurret në një rreze prej afërsisht 3 kilometra. Dendësia e substancës së saj do të arrijë 10 16 g/cm 3 . Rrezja e Tokës, e ngjeshur në një vrimë të zezë, do të zvogëlohej në rreth një centimetër.
Dukej e pabesueshme që në natyrë mund të kishte forca të afta për të ngjeshur një yll në një madhësi kaq të parëndësishme. Prandaj, përfundimet nga veprat e Mitchell dhe Laplace u konsideruan për më shumë se njëqind vjet si një paradoks matematikor që nuk kishte asnjë kuptim fizik.
E rreptë prova matematikore Fakti që një objekt i tillë ekzotik në hapësirë ishte i mundur u mor vetëm në vitin 1916. Astronomi gjerman Karl Schwarzschild, pasi analizoi ekuacionet e teorisë së përgjithshme të relativitetit të Albert Ajnshtajnit, mori rezultat interesant. Duke studiuar lëvizjen e një grimce në një fushë gravitacionale trup masiv, ai doli në përfundimin: ekuacioni humbet kuptimi fizik(zgjidhja e saj shkon në pafundësi) kur r= 0 dhe r = r g.
Pikat në të cilat karakteristikat e fushës bëhen të pakuptimta quhen njëjës, domethënë të veçantë. Singulariteti në pikë zero pasqyron një pikë, ose, çfarë është e njëjta gjë, një strukturë qendrore simetrike e fushës (në fund të fundit, çdo trup sferik - një yll ose një planet - mund të përfaqësohet si pikë materiale). Dhe pikat e vendosura në sipërfaqe sferike rreze r g, formojnë vetë sipërfaqen nga e cila shpejtësia e ikjes është e barabartë me shpejtësinë e dritës. Në teorinë e përgjithshme të relativitetit quhet sfera singulare e Schwarzschild-it ose horizonti i ngjarjeve (pse do të bëhet e qartë më vonë).
Tashmë bazuar në shembullin e objekteve të njohura për ne - Toka dhe Dielli - është e qartë se vrimat e zeza janë shumë objekte të çuditshme. Edhe astronomët që merren me materien në vlera ekstreme të temperaturës, densitetit dhe presionit i konsiderojnë ato shumë ekzotike dhe deri vonë jo të gjithë besonin në ekzistencën e tyre. Megjithatë, indikacionet e para të mundësisë së formimit të vrimave të zeza ishin tashmë të përfshira në teorinë e përgjithshme të relativitetit të A. Einstein, e krijuar në 1915. Astronomi anglez Arthur Eddington, një nga interpretuesit dhe popullarizuesit e parë të teorisë së relativitetit, në vitet '30 nxori një sistem ekuacionesh që përshkruan strukturën e brendshme yjet Prej tyre rezulton se ylli është në ekuilibër nën ndikimin e forcave gravitacionale të drejtuara në mënyrë të kundërt dhe presionit të brendshëm të krijuar nga lëvizja e grimcave të nxehta të plazmës brenda yllit dhe presioni i rrezatimit të krijuar në thellësitë e tij. Kjo do të thotë se ylli është një top gazi, në qendër të të cilit ka një temperaturë të lartë, duke u ulur gradualisht drejt periferisë. Nga ekuacionet, në veçanti, doli se temperatura e sipërfaqes së Diellit është rreth 5500 gradë (që ishte mjaft në përputhje me të dhënat matjet astronomike), dhe në qendër të saj duhet të ketë rreth 10 milion gradë. Kjo i lejoi Eddingtonit të bënte një përfundim profetik: në këtë temperaturë "ndizet" një reaksion termonuklear, i mjaftueshëm për të siguruar shkëlqimin e Diellit. Fizikanët atomikë të asaj kohe nuk ishin dakord me këtë. Atyre iu duk se ishte shumë "ftohtë" në thellësitë e yllit: temperatura atje nuk ishte e mjaftueshme që reagimi të "shkonte". Kësaj teoricieni i tërbuar iu përgjigj: "Kërkoni një vend më të nxehtë!"
Dhe në fund, ai doli të kishte të drejtë: një reaksion termonuklear në të vërtetë ndodh në qendër të yllit (një gjë tjetër është se i ashtuquajturi "standard model diellor“, bazuar në idetë për shkrirja termonukleare, me sa duket doli të ishte e pasaktë - shih, për shembull, "Shkenca dhe Jeta" Nr. 2, 3, 2000). Por megjithatë, reagimi në qendër të yllit ndodh, ylli shkëlqen dhe rrezatimi që lind e mban atë në një gjendje të qëndrueshme. Por "karburanti" bërthamor në yll digjet. Lëshimi i energjisë ndalon, rrezatimi shuhet dhe forca frenuese tërheqje gravitacionale, zhduket. Ekziston një kufi në masën e një ylli, pas së cilës ylli fillon të tkurret në mënyrë të pakthyeshme. Llogaritjet tregojnë se kjo ndodh nëse masa e yllit i kalon dy deri në tre masa diellore.
KOLAPS GRAVITACIONAL
Në fillim, shkalla e tkurrjes së yllit është e vogël, por shpejtësia e tij rritet vazhdimisht, pasi forca e gravitetit është në përpjesëtim të zhdrejtë me katrorin e distancës. Kompresimi bëhet i pakthyeshëm; Ky proces quhet kolaps gravitacional. Shpejtësia e lëvizjes së guaskës së yllit drejt qendrës së tij rritet, duke iu afruar shpejtësisë së dritës. Dhe këtu efektet e teorisë së relativitetit fillojnë të luajnë një rol.
Shpejtësia e ikjes u llogarit në bazë të ideve të Njutonit për natyrën e dritës. Nga pikëpamja e relativitetit të përgjithshëm, fenomenet në afërsi të një ylli në kolaps ndodhin disi ndryshe. Në fushën e saj të fuqishme gravitacionale, ndodh një e ashtuquajtur zhvendosje gravitacionale e kuqe. Kjo do të thotë që frekuenca e rrezatimit që vjen nga një objekt masiv zhvendoset drejt frekuencave më të ulëta. Në kufi, në kufirin e sferës Schwarzschild, frekuenca e rrezatimit bëhet e barabartë me zero. Kjo do të thotë, një vëzhgues i vendosur jashtë tij nuk do të jetë në gjendje të zbulojë asgjë për atë që po ndodh brenda. Kjo është arsyeja pse sfera Schwarzschild quhet horizonti i ngjarjeve.
Por zvogëlimi i frekuencës është i barabartë me ngadalësimin e kohës, dhe kur frekuenca bëhet zero, koha ndalon. Kjo do të thotë që një vëzhgues i jashtëm do të shohë një pamje shumë të çuditshme: guaska e një ylli, duke rënë me nxitim në rritje, ndalon në vend që të arrijë shpejtësinë e dritës. Nga këndvështrimi i tij, ngjeshja do të ndalet sapo madhësia e yllit t'i afrohet gravitacionit
usu. Ai kurrë nuk do të shohë as edhe një grimcë të "zhytur" nën sferën Schwarzschiel. Por për një vëzhgues hipotetik që bie në një vrimë të zezë, gjithçka do të përfundojë brenda pak çastesh në orën e tij. Kështu, koha e kolapsit gravitacional të një ylli me madhësinë e Diellit do të jetë 29 minuta, dhe një yll neutron shumë më i dendur dhe më kompakt do të marrë vetëm 1/20,000 të sekondës. Dhe këtu ai përballet me probleme të lidhura me gjeometrinë e hapësirë-kohës pranë një vrime të zezë.
Vëzhguesi e gjen veten në një hapësirë të lakuar. Pranë rrezes gravitacionale, forcat gravitacionale bëhen pafundësisht të mëdha; ata e shtrijnë raketën me vëzhguesin astronaut në një fije pafundësisht të hollë gjatësi të pafundme. Por ai vetë nuk do ta vërejë këtë: të gjitha deformimet e tij do të korrespondojnë me shtrembërimet e koordinatave hapësirë-kohë. Këto konsiderata, natyrisht, i referohen një rasti ideal, hipotetik. Çdo trup i vërtetë do të copëtohet nga forcat e baticës shumë kohë përpara se t'i afrohet sferës Schwarzschild.
DIMENSIONET E VRIMAVE TË ZEZA
Madhësia e një vrime të zezë, ose më saktë, rrezja e sferës Schwarzschild, është proporcionale me masën e yllit. Dhe meqenëse astrofizika nuk vendos asnjë kufizim në madhësinë e një ylli, një vrimë e zezë mund të jetë arbitrarisht e madhe. Nëse, për shembull, ai u ngrit gjatë rënies së një ylli me një masë prej 10 8 masash diellore (ose për shkak të bashkimit të qindra mijëra, apo edhe miliona yjeve relativisht të vegjël), rrezja e tij do të jetë rreth 300 milion kilometra, dy herë më i madh orbitën e tokës. A dendësia mesatare Substanca e një gjiganti të tillë është afër densitetit të ujit.
Me sa duket, këto janë lloji i vrimave të zeza që gjenden në qendrat e galaktikave. Në çdo rast, astronomët sot numërojnë rreth pesëdhjetë galaktika, në qendrat e të cilave, duke gjykuar nga provat indirekte (diskutuar më poshtë), ka vrima të zeza me një masë prej rreth një miliard (10 9) diellore. Galaktika jonë me sa duket ka gjithashtu vrimën e saj të zezë; Masa e saj u vlerësua mjaft saktë - 2.4. 10 6 ± 10% e masës së Diellit.
Teoria sugjeron që së bashku me supergjigantë të tillë, mini-vrima të zeza me një masë prej rreth 10 14 g dhe një rreze prej rreth 10 -12 cm (madhësia bërthama atomike). Ato mund të shfaqeshin në momentet e para të ekzistencës së Universit si një manifestim i johomogjenitetit shumë të fortë të hapësirë-kohës me densitet kolosal të energjisë. Sot, studiuesit kuptojnë kushtet që ekzistonin në Univers në atë kohë në përplasësit e fuqishëm (përshpejtuesit që përdorin rreze përplasëse). Eksperimentet në CERN në fillim të këtij viti bënë të mundur marrjen e plazmës kuark-gluon - lëndë që ekzistonte përpara krijimit të grimcat elementare. Hulumtimi për këtë gjendje të materies vazhdon në Brookhaven, qendra amerikane e përshpejtuesit. Ai është i aftë të përshpejtojë grimcat në energji një e gjysmë deri në dy renditje të madhësisë më të larta se përshpejtuesi në
CERN. Eksperimenti i ardhshëm ka shkaktuar shqetësim serioz: a do të lindë një mini-vrimë e zezë gjatë zbatimit të saj, e cila do të përkulë hapësirën tonë dhe do të shkatërrojë Tokën?
Kjo frikë bëri jehonë aq të fortë sa qeveria amerikane u detyrua të mblidhte një komision autoritar për të shqyrtuar këtë mundësi. Një komision i përbërë nga studiues të shquar arriti në përfundimin: energjia e përshpejtuesit është shumë e ulët që të lindë një vrimë e zezë (ky eksperiment përshkruhet në revistën Science and Life, nr. 3, 2000).
SI TA SHIKONI TË PADUKSHMEN
Vrimat e zeza nuk lëshojnë asgjë, madje as dritë. Sidoqoftë, astronomët kanë mësuar t'i shohin ato, ose më saktë, të gjejnë "kandidatë" për këtë rol. Ekzistojnë tre mënyra për të zbuluar një vrimë të zezë.
1. Është e nevojshme të monitorohet rrotullimi i yjeve në grupime rreth një qendre të caktuar graviteti. Nëse rezulton se nuk ka asgjë në këtë qendër, dhe yjet duket se po rrotullohen përreth hapësirë boshe, mund të themi me mjaft besim: në këtë "zbrazëti" ka një vrimë të zezë. Mbi këtë bazë u supozua prania e një vrime të zezë në qendër të galaktikës sonë dhe u vlerësua masa e saj.
2. Një vrimë e zezë thith në mënyrë aktive materien në vetvete nga hapësira përreth. Pluhuri ndëryjor, gazi dhe materia nga yjet e afërt bien mbi të në një spirale, duke formuar një të ashtuquajtur disk grumbullimi, i ngjashëm me unazën e Saturnit. (Ky është pikërisht dordolec në eksperimentin Brookhaven: një mini-vrimë e zezë që u shfaq në përshpejtues do të fillojë të thithë Tokën në vetvete dhe ky proces nuk mund të ndalet me asnjë forcë.) Duke iu afruar sferës Schwarzschild, grimcat përjetojnë përshpejtimin dhe fillojnë të emetojnë në intervalin e rrezeve X. Ky rrezatim ka një spektër karakteristik të ngjashëm me rrezatimin e studiuar mirë të grimcave të përshpejtuara në një sinkrotron. Dhe nëse një rrezatim i tillë vjen nga ndonjë rajon i Universit, mund të themi me besim se duhet të ketë një vrimë të zezë atje.
3. Kur bashkohen dy vrima të zeza, ndodh rrezatimi gravitacional. Është llogaritur se nëse masa e secilës është rreth dhjetë masa diellore, atëherë kur ato të bashkohen brenda disa orësh, energjia e barabartë me 1% të masës së tyre totale do të çlirohet në formën e valëve gravitacionale. Kjo është një mijë herë më shumë se drita, nxehtësia dhe energjia tjetër që Dielli emetoi gjatë gjithë ekzistencës së tij - pesë miliardë vjet. Ata shpresojnë të zbulojnë rrezatimin gravitacional me ndihmën e observatorëve të valëve gravitacionale LIGO dhe të tjerëve, të cilët tani po ndërtohen në Amerikë dhe Evropë me pjesëmarrjen e studiuesve rusë (shih "Shkenca dhe jeta" nr. 5, 2000).
E megjithatë, megjithëse astronomët nuk kanë asnjë dyshim për ekzistencën e vrimave të zeza, askush nuk guxon të pohojë kategorikisht se saktësisht njëra prej tyre ndodhet në një pikë të caktuar të hapësirës. Etika shkencore, ndërgjegjja e studiuesit kërkon marrjen e një përgjigjeje të qartë për pyetjen e shtruar, e cila nuk toleron mospërputhje. Nuk është e mjaftueshme për të vlerësuar masën e një objekti të padukshëm, ju duhet të matni rrezen e tij dhe të tregoni se ajo nuk e kalon rrezen e Schwarzschild. Dhe edhe brenda Galaxy tonë ky problem nuk është ende i zgjidhshëm. Kjo është arsyeja pse shkencëtarët tregojnë një përmbajtje të caktuar në raportimin e zbulimit të tyre, dhe revistat shkencore janë fjalë për fjalë të mbushura me raporte të punës teorike dhe vëzhgime të efekteve që mund të hedhin dritë mbi misterin e tyre.
Megjithatë, vrimat e zeza kanë një veçori më shumë, të parashikuar teorikisht, e cila mund të bëjë të mundur shikimin e tyre. Por, megjithatë, me një kusht: masa e vrimës së zezë duhet të jetë shumë më e vogël se masa e Diellit.
NJË VRIMË E ZEZË MUND TË JETË EDHE "E BARDHË"
Për një kohë të gjatë, vrimat e zeza konsideroheshin si mishërim i errësirës, objekte që në vakum, në mungesë të përthithjes së materies, nuk lëshojnë asgjë. Sidoqoftë, në vitin 1974, teoricieni i famshëm anglez Stephen Hawking tregoi se vrimave të zeza mund t'u caktohet një temperaturë, dhe për këtë arsye duhet të rrezatojnë.
Sipas ideve Mekanika kuantike, vakuumi nuk është zbrazëti, por një lloj "shkumë e hapësirë-kohës", një përzierje e grimcave virtuale (të pavëzhgueshme në botën tonë). Megjithatë, luhatjet kuantike të energjisë mund të "nxjerrin" një çift grimcë-antigrimcë nga vakuumi. Për shembull, në përplasjen e dy ose tre kuanteve gama, një elektron dhe një pozitron do të duken sikur të ishin nga ajri i hollë. Ky dhe fenomene të ngjashme janë vërejtur vazhdimisht në laboratorë.
Janë luhatjet kuantike ato që përcaktojnë proceset e rrezatimit të vrimave të zeza. Nëse një çift grimcash me energji E Dhe -E (energji totaleçifti është i barabartë me zero), lind në afërsi të sferës Schwarzschild, fati i mëtejshëm grimcat do të jenë të ndryshme. Ata mund të asgjësohen pothuajse menjëherë ose të shkojnë nën horizontin e ngjarjeve së bashku. Në këtë rast, gjendja e vrimës së zezë nuk do të ndryshojë. Por nëse vetëm një grimcë shkon poshtë horizontit, vëzhguesi do të regjistrojë një tjetër dhe do t'i duket se është krijuar nga një vrimë e zezë. Në të njëjtën kohë, një vrimë e zezë që thithi një grimcë me energji -E, do të reduktojë energjinë tuaj, dhe me energji E- do te rritet.
Hawking llogariti ritmet me të cilat ndodhin të gjitha këto procese dhe arriti në përfundimin: probabiliteti i përthithjes së grimcave me energji negative më të larta. Kjo do të thotë se vrima e zezë humbet energjinë dhe masën - ajo avullohet. Përveç kësaj, ajo rrezaton si absolutisht trup i zi me temperaturë T = 6 . 10 -8 M Me / M kelvins, ku M c - masa e Diellit (2,10 33 g), M- masa e vrimës së zezë. Kjo marrëdhënie e thjeshtë tregon se temperatura e një vrime të zezë me një masë gjashtë herë më të madhe se ajo e diellit është e barabartë me njëqind e miliontën e një shkalle. Është e qartë se një trup i tillë i ftohtë nuk lëshon praktikisht asgjë, dhe i gjithë arsyetimi i mësipërm mbetet i vlefshëm. Mini-vrimat janë një çështje tjetër. Është e lehtë të shihet se me një masë prej 10 14 -10 30 gram, ato nxehen në dhjetëra mijëra gradë dhe nxehen të bardhë! Duhet të theksohet menjëherë, megjithatë, se nuk ka kontradikta me vetitë e vrimave të zeza: ky rrezatim emetohet nga një shtresë mbi sferën Schwarzschild, dhe jo nën të.
Pra, vrima e zezë, e cila dukej se ishte një objekt i ngrirë përjetësisht, herët a vonë zhduket, duke u avulluar. Për më tepër, ndërsa "humb peshë", shkalla e avullimit rritet, por ende kërkon një kohë jashtëzakonisht të gjatë. Vlerësohet se mini-vrimat me peshë 10 14 gram, të cilat u shfaqën menjëherë pas Big Bengut 10-15 miliardë vjet më parë, duhet të avullojnë plotësisht deri në kohën tonë. Aktiv fazën e fundit jetës, temperatura e tyre arrin vlera kolosale, kështu që produktet e avullimit duhet të jenë grimca jashtëzakonisht energji e larte. Ndoshta janë ata që gjenerojnë shira ajri të përhapur në atmosferën e Tokës - EAS. Në çdo rast, origjina e grimcave me energji anormalisht të lartë është një tjetër e rëndësishme dhe problem interesant, e cila mund të lidhet ngushtë me pyetje jo më pak emocionuese në fizikën e vrimave të zeza.
Vrimat e zeza, materie e errët, materia e errët... Këto janë padyshim më të çuditshmit dhe objekte misterioze në hapësirë. Karakteristikat e tyre të çuditshme mund të sfidojnë ligjet e fizikës së Universit dhe madje edhe të natyrës realiteti ekzistues. Për të kuptuar se çfarë janë vrimat e zeza, shkencëtarët sugjerojnë "të ndryshoni fokusin tuaj", të mësoni të mendoni jashtë kutisë dhe të përdorni pak imagjinatë. Vrimat e zeza formohen nga superbërthamat yje masivë, i cili mund të karakterizohet si një rajon i hapësirës ku një masë e madhe është e përqendruar në zbrazëti dhe asgjë, madje as drita, nuk mund t'i shpëtojë tërheqjes gravitacionale atje. Kjo është zona ku e dyta shpejtësia e arratisjes tejkalon shpejtësinë e dritës: Dhe sa më masiv të jetë objekti i lëvizjes, aq më shpejt duhet të lëvizë për të hequr qafe forcën e gravitetit të tij. Kjo njihet si shpejtësia e ikjes.
Collier's Encyclopedia i quan vrimat e zeza një rajon në hapësirë që lind si rezultat i kolapsit të plotë gravitacional të materies, në të cilin tërheqja gravitacionale është aq e fortë sa që as lënda, as drita dhe as bartës të tjerë të informacionit nuk mund ta largojnë atë. Kjo është arsyeja pse pjesa e brendshme një vrimë e zezë nuk ka lidhje shkakore me pjesën tjetër të universit; ndodh brenda një vrime të zezë proceset fizike nuk mund të ndikojë në proceset jashtë tij. Një vrimë e zezë është e rrethuar nga një sipërfaqe me vetinë e një membrane të njëanshme: materia dhe rrezatimi bien lirisht përmes saj në vrimën e zezë, por asgjë nuk mund të shpëtojë prej andej. Kjo sipërfaqe quhet "horizonti i ngjarjeve".
Historia e zbulimit
Vrimat e zeza të parashikuara teori e përgjithshme relativiteti (teoria e gravitetit e propozuar nga Ajnshtajni në 1915) dhe të tjerë, më shumë teoritë moderne graviteti u vërtetua matematikisht nga R. Oppenheimer dhe H. Snyder në vitin 1939. Por vetitë e hapësirës dhe kohës në afërsi të këtyre objekteve doli të ishin aq të pazakonta sa astronomët dhe fizikantët nuk i morën seriozisht për 25 vjet. Megjithatë zbulimet astronomike në mesin e viteve 1960 bëri që vrimat e zeza të shiheshin si të mundshme realiteti fizik. Zbulimet dhe studimet e reja mund të ndryshojnë rrënjësisht të kuptuarit tonë për hapësirën dhe kohën, duke hedhur dritë mbi miliarda mistere kozmike.
Formimi i vrimave të zeza
Ndërsa në zorrët e yllit ka reaksionet termonukleare, ata mbështesin temperaturë të lartë dhe presioni, duke parandaluar kolapsin e yllit nën gravitetin e tij. Megjithatë, me kalimin e kohës, karburanti bërthamor është i varfëruar dhe ylli fillon të tkurret. Llogaritjet tregojnë se nëse masa e një ylli nuk i kalon tre masat e Diellit, atëherë ai do të fitojë "betejën me gravitetin": kolapsi gravitacional do të ndalet nga presioni i lëndës "të degjeneruar" dhe ylli do të kthehet përgjithmonë në një xhuxh të bardhë ose yll neutron. Por nëse masa e yllit është më shumë se tre diellore, atëherë asgjë nuk mund ta ndalojë kolapsin e tij katastrofik dhe ai shpejt do të kalojë nën horizontin e ngjarjeve, duke u bërë një vrimë e zezë.
A është një vrimë e zezë një vrimë donuti?
Ajo që nuk lëshon dritë nuk është e lehtë të vërehet. Një mënyrë për të kërkuar një vrimë të zezë është të kërkoni zona në hapësirën e jashtme që kanë masë e madhe dhe janë në një hapësirë të errët. Kur kërkonin për këto lloj objektesh, astronomët i gjetën ato në dy zona kryesore: në qendrat e galaktikave dhe në binarët. sistemet e yjeve të galaktikës sonë. Në total, siç sugjerojnë shkencëtarët, ka dhjetëra miliona objekte të tilla.
Aktualisht mënyra e vetme e besueshme për të dalluar vrimë e zezë nga një objekt i një lloji tjetër është matja e masës dhe dimensioneve të objektit dhe krahasimi i rrezes së tij me
Vrimat e zeza janë ndoshta objektet astronomike më misterioze dhe enigmatike në Universin tonë, që nga momenti i zbulimit të 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, për shkak të tyre veçoritë fizike, duke zotëruar kaq shumë densitet i lartë dhe gravitet kaq të fuqishëm sa që as drita nuk mund të shpëtojë 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 ngjeshim (në terma moderne) gjuha kompjuterike- arkiv) deri në një rreze prej 3 km, formohet një forcë gravitacionale aq e madhe (thjesht e madhe) saqë as drita nuk mund 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, i madhi shkencëtari Albert Ajnshtajni. 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 qiellore misterioze në hapësirë kozmike Megjithatë, zbulimi i vërtetë i vrimave të zeza u bë në vitin 1971, kur ato u panë për herë të parë përmes një teleskopi.
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 reagime intensive, gjatë të cilave ylli pëson një transformim të rëndësishëm dhe, në varësi të madhësisë së tij, mund të shndërrohet në xhuxh i bardhë, një yll neutron ose një vrimë e 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 vërejtje e vogël - Dielli ynë, sipas standardeve galaktike, nuk është aspak yll i madh dhe pas zhdukjes, e cila 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 yjet në gjendje zhdukjeje, në të cilat proces aktiv formimi i një vrime të zezë. 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 në galaktikën tonë rruga e Qumështit Mund të ketë deri në qindra miliona vrima të zeza. 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 nga masa e madhe (e cila është qindra mijëra herë më e madhe se masa e Diellit tonë) dhe forcë e pabesueshme graviteti, duke parë vrimat e zeza përmes një teleskopi nuk ishte e lehtë, sepse ato nuk lëshojnë dritë fare. 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 është e pabesueshme fushat gravitacionale, duke mos lejuar që hapësira dhe koha përreth të mbetet në gjendjen e 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 sinqertë, nëse do të ishit brenda një vrime të zezë, vështirë se do të mbijetoni, 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 - "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. masat 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.
Zonat e ndikimit të fushës gravitacionale të këtyre vrimave të zeza gjigante, ose të folurit gjuha akademike, horizonti i tyre i ngjarjeve, është afërsisht 5 herë distanca nga Dielli në! Një vrimë e tillë e zezë do të na hante sistem diellor dhe as nuk do të mbytem.
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 thelb kjo minimumi teorik, e nevojshme 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
