6 niesamowitych faktów na temat czarnych dziur
Być może czarne dziury są jednym z najbardziej zaskakujących i przerażających zjawisk w naszym Wszechświecie. Występują, gdy paliwo termojądrowe w ogromnej masie gwiazd całkowicie wypala się i reakcja zatrzymuje się. Gwiazdy zaczynają się ochładzać, co prowadzi do spadku ciśnienia wewnętrznego i ściskania ciała pod wpływem grawitacji, a następnie ten obiekt zaczyna przyciągać inne mniejsze obiekty. Eksperci uważają, że wiele najbardziej uderzających efektów i zjawisk związanych jest z czarnymi dziurami, z których wielu nie możemy sobie nawet wyobrazić..
1. Czarne dziury to najjaśniejsze obiekty na niebie.
Siła grawitacji wewnątrz czarnej dziury jest tak duża, że nawet stamtąd nie może wybuchnąć światło, dlatego dziura musi być zasadniczo nie do odróżnienia na niebie. Ale nie zapominajcie, że oprócz „horyzontu zdarzeń”, granicy, po przekroczeniu której światło nie może być już odciągnięte, nadal jest wiele niezaabsorbowanych przedmiotów. Kiedy wirująca czarna dziura pochłania chmurę gazu międzygwiezdnego, materia zbliża się do niej spiralnie, skręcając jak woda wpadająca do otworu odpływowego. A potem te obiekty zaczynają świecić.
Prawdziwe meteory świecą, ponieważ cienka warstwa gazu jest sprężana przez ostry spadek i niewiarygodnie szybki ruch kosmicznych ciał stałych i jest dodatkowo podgrzewana przez tarcie. Kiedy chmura gazu spada bezpośrednio do czarnej dziury, wszystkie cząstki są ściskane i pędzą w kierunku swojego środka, nagrzewając się coraz bardziej z powodu tarcia. Cząsteczki stają się tak gorące, że nie tylko świecą jasnym białym światłem: już emitują w zakresie promieniowania rentgenowskiego, a 10% ich masy jest przekształcane w czystą energię. Dla porównania: gdy głowica eksploduje, tylko 0,5% jej masy jest przekształcane w energię. Rozumiesz? Czarna dziura jest obszarem, w którym uwalniane są nawet najmniejsze cząsteczki, uwalnia 20 razy więcej energii niż eksplozja jądrowa..
Czarne dziury mogą świecić tak jasno, że pokonują własną grawitację. Supermasywna czarna dziura może osiągnąć granicę Eddingtona, gdy moc ciągłego promieniowania pokonuje przyciąganie nie do pokonania. Promieniowanie staje się tak intensywne, że powstaje prawdziwy wiatr gwiezdny, dzięki czemu część przyciągającego materiału jest odpychana. Tak-tak: światło może być tak intensywne, że wypchnie się nawet z czarnej dziury..
2. Czarne dziury zrodziły galaktyczne eksplozje w naszej galaktyce.
Czarne dziury tworzą najpotężniejsze przyspieszenie grawitacyjne. Ponadto są najcięższymi obiektami we wszechświecie. Połącz się ze sobą - i zdobądź potężną eksplozję. Nawiasem mówiąc, stało się to już nie tylko w dowolnym miejscu, ale w naszej galaktyce.
Dzięki tym dwóm kosmicznym eksplozjom ogromna liczba „pęcherzyków” składających się z cząstek o wysokim ładunku energii wpadła w przestrzeń kosmiczną. Średnia wielkość takiej „bańki” wynosi 25 000 lat świetlnych. Przechodząc przez środek galaktyki, stały się bardziej „skalą”, czyli nabrały płaskiego kształtu. Teraz te pęcherzyki są widoczne w większości kosmosu, który znamy i prawdopodobnie rozszerzają się w ciągu milionów lat..
Naukowcy uważają, że ten kosmiczny dzień zagłady był spowodowany zderzeniem karłowatej galaktyki z naszą Drogą Mleczną. W tym momencie jego centralna czarna dziura zderzyła się z naszym Strzelcem, a A została częściowo pochłonięta razem z całą galaktyką. Prawda, zanim zostanie „zjedzona” przez lokalnego nadolbrzyma, czarna dziura mogłaby spiralnie przebiegać przez naszą galaktykę. Teraz naukowcy szukają konsekwencji tej kolizji - na przykład gwiazd wyrzuconych z normalnych orbit lub innych śladów tego, co się stało..
3. We wszechświecie są miliony czarnych dziur.
Wyżej wymienione jasne czarne dziury są również znane jako aktywne jądra galaktyk i kwazarów. Nie są to tylko jasne obiekty - mogą być tysiące razy jaśniejsze niż wszystkie inne obiekty galaktyki razem, ponieważ obiekty te są dla nich potencjalnym „pożywieniem”. Są tak jasne, że zanim pomylimy je z gwiazdami.
Sąsiednia gwiazda, która została złapana przez pole grawitacyjne dziury, ale jeszcze nie podzielona na drobne cząstki, aby ostatecznie zostać wchłonięta przez jej otwór, może dostarczyć małej czarnej dziury.
Świecące czarne dziury są niezwykle przydatne w tworzeniu mapy Wszechświata, ponieważ to z ich powodu ogromna energia koncentruje się na małych obszarach przestrzeni, a takie emisje energii pozwalają tworzyć tak zwane markery przestrzenne. Oczywiście nie możemy zrozumieć, co dzieje się poza granicami przestrzeni widocznej w naszych teleskopach, a do niedawna zakładano, że czarne dziury są raczej rzadkim zjawiskiem. Jednak ostatnio stało się jasne, że prawie każda galaktyka ma supermasywną czarną dziurę w środku. Okazuje się, że dziś znamy 25 milionów czarnych dziur.
4. Uważa się, że czarne dziury nieustannie emitują antymaterię
W 1974 roku Stephen Hawking opisał hipotetyczny proces emitowania różnych cząstek elementarnych, głównie fotonów, z czarną dziurą. Proces nazywa się promieniowaniem Hawkinga..
Chodzi o to, że Wszechświat stale generuje pary cząstka-antycząstka. Otrzymują energię do istnienia i natychmiast niszczą się nawzajem w wyniku eksplozji promieniowania gamma, która zwraca energię z powrotem. Cały proces przebiega tak szybko, że zasada niepewności Heisenberga nie może go uwzględnić..
Ale jeśli te wirtualne pary cząstka-antycząstka pojawią się na krawędzi horyzontu zdarzenia, jedna z nich jest absorbowana przez czarną dziurę, a druga może nadal istnieć swobodnie. Promieniowanie Hawkinga sugeruje, że horyzont zdarzeń składa się z mieszaniny materii 50/50 i antymaterii, która, jak widzicie, dodaje wszechświatowi eksplozywnego piękna. Teoria brzmiałaby jak nonsens, gdyby nie została stworzona przez jednego z najmądrzejszych ludzi na świecie: Stephen Hawking kontynuuje prace nad znalezieniem tych cząstek i potwierdzeniem jego hipotezy.
5. Zakładamy, że czarne dziury mogą eksplodować.
Zgodnie z prawem zachowania energii prędzej czy później trzeba zapłacić za wszystko, nawet jeśli „dłużnikiem” jest czarna dziura, która musi w jakiś sposób zrekompensować energię otrzymaną z zewnątrz. W przypadku dużych czarnych dziur nie stanowi to problemu: promieniowanie Hawkinga jest zbyt małe w porównaniu z ilością pochłoniętej przez nie materii kosmicznej. Ale małe czarne dziury mogą równie dobrze emitować więcej energii niż zużywają..
Jeśli czarna dziura zużywa mniej materii niż emituje, może ostatecznie oznaczać jej śmierć: w końcu eksploduje. Ale nie martw się - taka czarna dziura jest zbyt mała, aby jej eksplozja spowodowała poważne uszkodzenia galaktyki..
6. Czarne dziury emitują międzygalaktyczne promienie śmierci.
Wszyscy wiedzą, że czarne dziury pochłaniają każdą substancję, która wpada do ich pola grawitacyjnego. Jednak niewiele osób wie, że mogą również emitować olbrzymie promienie energii, podobne do strzału z pistoletu kosmicznego. Ten strumień energii jest porównywalny pod względem wielkości do galaktyki M 87 - jednej z największych i najbliższych galaktyk dla nas. Oznacza to, że taka wiązka jest strumieniem plazmy o długości 5000 lat świetlnych..
Podczas gdy czarna dziura pochłania materię, strzela również spolaryzowanymi wiązkami protonów z prędkością bliską prędkości światła. Przyczyny tego zjawiska są nadal badane, ale wiadomo już, że proces ten jest przeprowadzany za pomocą obrotowego elektromagnetyzmu i gwiezdnej hydrodynamiki, co przyczynia się do „dziurkowania” dziur w tkaninie czasoprzestrzeni.
Na zdjęciu widać sparowaną galaktykę 3C321, z której wyciągana jest wiązka plazmy. W dolnej lewej galaktyce różowego koloru czarna dziura w środku znajduje się w taki sposób, że strumień z niej spada w niebieskie widmo fal radiowych. Oznacza to, że kosmiczne promienie gamma, promienie rentgenowskie i relatywistyczne cząstki zostały wyrzucone 20 000 lat świetlnych od galaktyk. Różowa i niebieska jasna plama to miejsce, w którym strumień spowodował ogromne obrażenia w galaktyce, niszcząc po drodze te planety i gwiazdy, które mogą tam być.
Ta czarna dziura nazywa się „Gwiazdą Śmierci”, ponieważ nawet jeśli jesteś naukowcem, który jest używany do traktowania wybuchów gwiazd jako zwykłych wydarzeń, gdy dzieje się to w rzeczywistości, a nie w filmie science fiction, jest o wiele bardziej zdumiewający..
