İki günəş kimi: bir ulduzun qara dəlikdəki ən uzun ölümü şəkillərdə çəkilib. Qara dəlik Kainatın ən sirli obyektidir

ev / Aldadıcı ər

Elm adamları qara dəlikdən gələn radio emissiyalarının gücünün toplanma sürətindən asılı olduğundan şübhələnirdilər, lakin əvvəllər bu əlaqəni birbaşa müşahidə etməmişlər.

Kimi sevgi Haha Heyrət! Vay Kədərli Qəzəbli

2014-cü il noyabrın 11-də qlobal teleskop şəbəkəsi Yerdən 300 milyon işıq ili uzaqda qara dəliyin ötüb keçən ulduzu parçalaması nəticəsində baş verən partlayışdan siqnallar aldı. Astronomlar hadisəni qara dəliklərin maddəni necə istehlak etdiyi və qalaktikaların böyüməsini tənzimlədiyi haqqında daha çox məlumat verən digər teleskoplarla hədəf aldılar.

Massaçusets Texnologiya İnstitutunun (ABŞ) və Con Hopkins Universitetinin (ABŞ) alimləri həmin uzaq rentgen şüaları ilə 90% kəsişən, lakin onlardan 13 gün gecikmə ilə baş verən radiosiqnalları tutdular. Onlar hesab edirlər ki, bu məlumatlar ulduz materialının düşməsi nəticəsində qara dəlikdən qaçan yüksək enerjili hissəciklərin nəhəng şleyfinin sübutudur.

Rəssamın gördüyü kimi bir ulduzun qara dəlik tərəfindən udulması. Kredit: ESO / L. Kalçada

Tədqiqatın aparıcı müəllifi Dehei Pasham hesab edir ki, qara dəlikdən çıxan reaktivin gücü hansısa şəkildə məhv edilmiş ulduzla qidalanma sürəti ilə idarə olunur. "Tam" qara dəlik güclü reaktiv jet yaradır, qidalanmayan qara dəlik isə zəif reaktiv və ya heç vermir. Alimlər emissiyaların gücünün toplanma sürətindən asılı olduğundan şübhələnirdilər, lakin əvvəllər bu əlaqəni birbaşa müşahidə etməmişlər.

Müzakirə mövzusu

Uzaq qalaktikaların müşahidələri ilə birlikdə qara dəliklərin təkamülünün nəzəri modellərinə əsaslanaraq, elm adamları gelgit məhvi hadisəsi zamanı baş verənlər haqqında ümumi anlayışa malikdirlər: ulduz qara dəliyin yaxınlığından keçəndə qara dəliyin cazibə qüvvəsi ulduzda gelgit qüvvələri yaradır. , Ayın Yerdə okean gelgitləri yaratmasına bənzər. Qara dəliyin cazibə qüvvəsi o qədər böyükdür ki, bir ulduzu məhv edə bilər. Ulduz zibilləri canavarı qidalandıran material burulğanında tutulur.

Bütün proses bütün elektromaqnit spektri boyunca böyük enerji partlayışları yaradır. Alimlər onları optik, ultrabənövşəyi və rentgen zolaqlarında, həmçinin radiodalğalarda müşahidə ediblər. X-şüalarının mənbəyinin qara dəliyə düşmək üzrə olan akkresiya diskinin daxili nahiyələrindən, optik və ultrabənövşəyi şüalanmanın isə toplanma diskinin xarici bölgələrindən gələn ultrasoyuq material olduğu güman edilir.

Bununla belə, gelgitlərin məhv edilməsi dövründə radio emissiyasını yaradan şey hələ də müzakirə olunur. Bəzi alimlər fərz edirlər ki, ulduz partlayışı anında zərbə dalğası xaricə yayılır və ətrafdakı plazma hissəciklərini həyəcanlandırır və bu da öz növbəsində radio dalğaları yayır. Bu ssenaridə radio dalğalarının mənzərəsi ulduz zibilindən çıxan rentgen şüalarının təsvirindən köklü şəkildə fərqlənəcək və yeni tədqiqatlar bu paradiqmaya meydan oxuyur.

Nümunəni dəyişdirin

Cons Hopkins Universitetindən Dehei Pasham və onun həmkarı Sjort van Welzen 2014-cü ildə Supernovae üçün Bütün Göy Avtomatlaşdırılmış Tədqiqat (ASASSN) teleskop şəbəkəsi tərəfindən aşkar edilmiş məşəldən qeydə alınan məlumatlara baxdılar. Bu kəşfdən qısa müddət sonra bir neçə teleskop bu qeyri-adi hadisəyə fokuslandı. Elm adamları 180 gün ərzində üç teleskopun radio müşahidələrini izlədilər və eyni hadisə üçün rentgen məlumatları ilə vaxt baxımından bir qədər dəyişikliyə baxmayaraq, açıq bir təsadüf tapdılar. Astronomlar 13 günlük növbə ilə məlumat dəstlərinin 90 faiz oxşar olduğunu tapdılar. Yəni 13 gündən sonra rentgen spektrində dalğalanmalar radio diapazonunda meydana çıxdı.

Dehei Pasham izah edir: "Yalnız fiziki proses belə bir əlaqəni müəyyən edə bilər ki, bu da bir şəkildə yığılma axınının rentgen şüalarını radio istehsalı sahəsi ilə əlaqələndirir".

Alimlər eyni məlumatlardan hesablamışlar ki, rentgen şüaları yaradan bölgənin ölçüsü Günəşin ölçüsündən təqribən 25 dəfə, radio yayılan bölgə isə Günəşin radiusundan təxminən 400.000 dəfə böyükdür. Komanda, radiodalğaların məhv edilmiş ulduzun materialını udduqdan qısa müddət sonra qara dəlikdən çıxmağa başlayan yüksək enerjili hissəciklərdən ibarət reaktiv tərəfindən yayıldığını fərz edir.

Radio dalğalarının əmələ gəldiyi reaktivin bölgəsi inanılmaz dərəcədə elektronlarla dolu olduğundan, şüalanmanın çox hissəsi dərhal digər elektronlar tərəfindən udulurdu. Yalnız elektronlar reaktiv boyunca irəlilədikdə radio dalğaları buraxıldı. Bu, tədqiqatçıların nəticədə tapdıqları siqnal idi. Beləliklə, reaktivin gücü qara dəliyin rentgen şüaları yayan ulduz zibillərini udduğu toplanma sürəti ilə idarə olunur.

Dr.Jane Lisin Dai və Niels Bohr İnstitutunun professoru Enrico Ramirez-Ruiz mühüm kompüter modelini təqdim etdilər. O, gelgit məhvi hadisəsini - qalaktika mərkəzlərində nadir, lakin son dərəcə güclü hadisələri öyrənmək üçün istifadə edilə bilər.

Gelgit məhvi

Hər böyük qalaktikanın mərkəzində Günəşin kütləsindən milyonlarla milyardlarla dəfə böyük olan superkütləli qara dəlik var. Lakin onların əksəriyyətini müşahidə etmək çətindir, çünki radiasiya yaymırlar. Bu, müəyyən bir material forması qara dəliyin son dərəcə güclü qravitasiya sahəsinə çəkildikdə baş verir. Bir qalaktikada təxminən hər 10.000 ildən bir ulduz dəliyə təhlükəli məsafəyə yaxınlaşır və sonuncunun cazibə qüvvəsi obyekti parçalayır. Bu hadisə qravitasiya gelgiti adlanır.

Bu prosesdə qara dəlik müəyyən müddətə ulduz zibilləri ilə doldurulur. Ulduz qazı udulmuş zaman böyük miqdarda radiasiya ayrılır. Bu, çuxurun xüsusiyyətlərini öyrənməyə imkan verir.

Birləşdirilmiş model

Yüksək gelgit zamanı bəzi dəliklər rentgen şüaları, digərləri isə görünən işıq və ultrabənövşəyi şüalar yayır. Bu müxtəlifliyi başa düşmək və bütün tapmacanı bir araya gətirmək vacibdir. Yeni modeldə onlar yerüstü müşahidəçinin baxış bucağını nəzərə almağa çalışıblar. Alimlər kainatı öyrənirlər, lakin qalaktikalar təsadüfi yönümlüdür.

Yeni model ümumi nisbilik, maqnit sahəsi, radiasiya və qaz elementlərini birləşdirərək, gelgit hadisəsini müxtəlif nöqteyi-nəzərdən nəzərdən keçirməyə və bütün hərəkətləri vahid strukturda toplamaq imkanı verir.

Əməkdaşlıq və perspektivlər

İş Niels Bohr İnstitutu ilə Santa Cruz Kaliforniya Universiteti arasında əməkdaşlıq sayəsində mümkün olub. Merilend Universitetinin tədqiqatçıları da qoşulub. Problemi həll etmək üçün müasir hesablama vasitələrindən istifadə edilmişdir. Sıçrayış sürətlə böyüyən tədqiqat sahəsi üçün perspektiv təmin etdi.

Sonsuz Kainat sirlər, sirlər və paradokslarla doludur. Müasir elmin kosmosun tədqiqində böyük sıçrayışa nail olmasına baxmayaraq, bu sonsuz dünyada çox şey insan dünyagörüşü üçün anlaşılmaz olaraq qalır. Ulduzlar, dumanlıqlar, çoxluqlar və planetlər haqqında çox şey bilirik. Bununla belə, Kainatın genişliyində elə obyektlər var ki, onların varlığını yalnız təxmin edə bilərik. Məsələn, qara dəliklər haqqında çox az şey bilirik. Qara dəliklərin təbiəti haqqında əsas məlumatlar və biliklər fərziyyələrə və təxminlərə əsaslanır. Astrofiziklər və atom alimləri on ildən artıqdır ki, bu məsələ ilə mübarizə aparırlar. Kosmosda qara dəlik nədir? Belə obyektlərin təbiəti nədir?

Qara dəliklər haqqında sadə dillə danışmaq

Qara dəliyin necə göründüyünü təsəvvür etmək üçün tuneldən çıxan qatarın quyruğunu görmək kifayətdir. Son vaqonda olan siqnal işıqları qatar tunelə dərinləşdikcə baxış sahəsindən tamamilə yox olana qədər ölçüləri azalacaq. Başqa sözlə, bunlar dəhşətli cazibə səbəbindən işığın belə itdiyi obyektlərdir. Elementar hissəciklər, elektronlar, protonlar və fotonlar görünməz maneəni aşa bilmirlər, onlar heçliyin qara uçurumuna düşürlər, ona görə də kosmosda belə bir dəliyə qara deyilir. Onun içində zərrə qədər də parlaq bir ləkə yoxdur, sırf qaralıq və sonsuzluq. Qara dəliyin o biri tərəfində nə olduğu bilinmir.

Bu kosmik tozsoran böyük cazibə qüvvəsinə malikdir və ulduzların bütün çoxluqları və superklasterləri, dumanlıqlar və qaranlıq maddə ilə birlikdə bütün qalaktikanı udmağa qadirdir. Bu necə mümkündür? Yalnız təxmin etmək olar. Bu vəziyyətdə bizə məlum olan fizika qanunları bir-birinin ardınca partlayır və baş verən proseslərin izahını vermir. Paradoksun mahiyyəti ondan ibarətdir ki, Kainatın müəyyən bir sahəsində cisimlərin qravitasiya qarşılıqlı təsiri onların kütləsi ilə müəyyən edilir. Bir obyektin digərinin udulması prosesinə onların keyfiyyət və kəmiyyət tərkibi təsir etmir. Müəyyən bir ərazidə kritik bir məbləğə çatan hissəciklər, cazibə qüvvələrinin cazibə qüvvələrinə çevrildiyi başqa bir qarşılıqlı təsir səviyyəsinə daxil olurlar. Cazibə qüvvəsinin təsiri altında olan bir cisim, obyekt, maddə və ya maddə nəhəng sıxlığa çataraq kiçilməyə başlayır.

Təxminən belə proseslər neytron ulduzun əmələ gəlməsi zamanı baş verir, burada ulduz maddə daxili cazibə qüvvəsinin təsiri altında həcmdə sıxılır. Sərbəst elektronlar protonlarla birləşərək elektrik cəhətdən neytral hissəciklər - neytronlar əmələ gətirirlər. Bu maddənin sıxlığı çox böyükdür. Bir parça zərif şəkər böyüklüyündə bir maddə zərrəsi milyardlarla ton ağırlığındadır. Burada fəza və zamanın davamlı kəmiyyətlər olduğu ümumi nisbilik nəzəriyyəsini xatırlatmaq yerinə düşər. Beləliklə, sıxılma prosesi yarıda dayandırıla bilməz və buna görə də heç bir məhdudiyyət yoxdur.

Potensial olaraq, qara dəlik bir boşluq parçasından digərinə keçidin ola biləcəyi bir dəliyə bənzəyir. Eyni zamanda, məkanın və zamanın özünün xassələri dəyişir, məkan-zaman burulğanına çevrilir. Bu huninin dibinə çatanda istənilən maddə kvantlara parçalanır. Qara dəliyin o biri tərəfində, bu nəhəng dəlikdə nə var? Bəlkə də başqa qanunların işlədiyi və zamanın əks istiqamətdə axdığı başqa bir məkan da var.

Nisbilik nəzəriyyəsi kontekstində qara dəlik nəzəriyyəsi belə görünür. Cazibə qüvvələrinin hər hansı bir maddəni mikroskopik ölçülərə qədər sıxışdırdığı məkanda böyük bir cazibə qüvvəsi var və onun böyüklüyü sonsuzluğa qədər artır. Zaman qatı görünür və boşluq əyilmiş, bir nöqtədə bağlanır. Qara dəliyin əhatə etdiyi cisimlər təkbaşına bu dəhşətli tozsoranın çəkmə qüvvəsinə tab gətirə bilmir. Hətta kvantların sahib olduğu işığın sürəti belə elementar hissəciklərin cazibə qüvvəsini aşmasına imkan vermir. Belə bir nöqtəyə dəyən hər hansı bir cisim məkan-zaman qabarcığı ilə birləşərək maddi obyekt olmaqdan çıxır.

Elm baxımından qara dəliklər

Soruşanda, qara dəliklər necə əmələ gəlir? Heç bir dəqiq cavab olmayacaq. Kainatda elm nöqteyi-nəzərindən izah edilə bilməyən çoxlu paradokslar və ziddiyyətlər var. Eynşteynin nisbilik nəzəriyyəsi bu cür obyektlərin təbiətini yalnız nəzəri izah etməyə imkan verir, lakin kvant mexanikası və fizika bu halda susur.

Baş verən prosesləri fizika qanunları ilə izah etməyə çalışsaq, şəkil belə görünəcək. Kütləvi və ya superkütləli kosmik cismin nəhəng cazibə qüvvəsinin sıxılması nəticəsində əmələ gələn cisim. Bu proses elmi olaraq qravitasiya çöküşü adlanır. “Qara dəlik” termini ilk dəfə 1968-ci ildə amerikalı astronom və fizik Con Uiler ulduzların çökməsi vəziyyətini izah etməyə çalışarkən elmi ictimaiyyətdə səslənib. Onun nəzəriyyəsinə görə, qravitasiya çöküşünə məruz qalmış kütləvi ulduzun yerində daim artan sıxılmanın hərəkət etdiyi məkan və zaman boşluğu yaranır. Ulduzun ibarət olduğu hər şey öz içinə keçir.

Bu izahat qara dəliklərin təbiətinin Kainatda baş verən proseslərlə heç bir şəkildə bağlı olmadığı qənaətinə gəlməyə imkan verir. Bu obyektin daxilində baş verən hər şey bir “AMMA” ilə ətraf məkanda heç bir şəkildə əks olunmur. Qara dəliyin cazibə qüvvəsi o qədər güclüdür ki, kosmosu əyərək qalaktikaları qara dəliklərin ətrafında fırlanmağa məcbur edir. Buna görə də qalaktikaların spiral şəklini almasının səbəbi aydın olur. Nəhəng Süd Yolu qalaktikasının superkütləli qara dəliyin uçurumunda yoxa çıxması üçün nə qədər vaxt lazım olacağı məlum deyil. Maraqlı fakt ondan ibarətdir ki, qara dəliklər kosmosda bunun üçün ideal şəraitin yaradıldığı istənilən yerdə görünə bilər. Zaman və məkanda belə bir bükülmə ulduzların qalaktikanın məkanında fırlanması və hərəkət etməsinin nəhəng sürətlərini neytrallaşdırır. Qara dəlikdə zaman başqa ölçüdə axır. Bu sahədə heç bir cazibə qanunu fizika baxımından şərhə imkan vermir. Bu vəziyyət qara dəliyin təkliyi adlanır.

Qara dəliklər heç bir xarici identifikasiya əlaməti göstərmir, onların mövcudluğu qravitasiya sahələrinin təsirinə məruz qalan digər kosmik obyektlərin davranışı ilə qiymətləndirilə bilər. Ölüm-dirim mübarizəsinin bütün mənzərəsi pərdə ilə örtülmüş qara dəliyin sərhəddində cərəyan edir. Huninin bu xəyali səthi "hadisə üfüqü" adlanır. Bu sərhədə qədər gördüyümüz hər şey maddi və maddidir.

Qara dəliklərin əmələ gəlməsi ssenariləri

Con Uilerin nəzəriyyəsini inkişaf etdirərək belə nəticəyə gələ bilərik ki, qara dəliklərin sirri yəqin ki, onun əmələ gəlmə prosesində deyil. Qara dəliyin əmələ gəlməsi bir neytron ulduzunun çökməsi nəticəsində baş verir. Üstəlik, belə bir cismin kütləsi Günəşin kütləsindən üç və ya daha çox dəfə çox olmalıdır. Neytron ulduzu öz işığı daha cazibə qüvvəsinin sıx qucağından xilas ola bilməyənə qədər büzülür. Bir ulduzun kiçildiyi və qara dəliyi doğurduğu ölçüdə bir məhdudiyyət var. Bu radius qravitasiya radiusu adlanır. İnkişaflarının son mərhələsindəki kütləvi ulduzlar bir neçə kilometr qravitasiya radiusuna sahib olmalıdırlar.

Bu gün elm adamları bir çox rentgen ikililərində qara dəliklərin mövcudluğuna dair şərti sübutlar əldə etdilər. Rentgen ulduzlarının, pulsarın və ya bursterin bərk səthi yoxdur. Bundan əlavə, onların kütləsi üç Günəşin kütləsindən böyükdür. Cygnus X-1 rentgen ulduzu olan Cygnus bürcündə kosmosun hazırkı vəziyyəti bu maraqlı obyektlərin əmələ gəlməsini izləməyə imkan verir.

Tədqiqat və nəzəri fərziyyələrə əsaslanaraq, bu gün elmdə qara ulduzların əmələ gəlməsinin dörd ssenarisi mövcuddur:

təkamülünün son mərhələsində böyük bir ulduzun qravitasiya nəticəsində çökməsi;
qalaktikanın mərkəzi bölgəsinin dağılması;
Böyük Partlayış zamanı qara dəliklərin əmələ gəlməsi;
kvant qara dəliklərinin əmələ gəlməsi.

Birinci ssenari ən realdır, lakin bu gün tanış olduğumuz qara ulduzların sayı məlum neytron ulduzlarının sayından çoxdur. Kainatın yaşı o qədər böyük deyil ki, bu qədər böyük ulduzlar tam təkamül prosesindən keçə bilsinlər.

İkinci ssenarinin yaşamaq hüququ var və bunun parlaq nümunəsi var - qalaktikamızın mərkəzində yerləşən superkütləli qara dəlik Sagittarius A*. Bu obyektin kütləsi 3,7 günəş kütləsidir. Bu ssenarinin mexanizmi qravitasiyanın çökməsi ssenarisinə bənzəyir və yeganə fərq, çöküşün ulduz deyil, ulduzlararası qaz olmasıdır. Qravitasiya qüvvələrinin təsiri altında qaz kritik kütlə və sıxlığa qədər sıxılır. Kritik anda maddə qara dəlik əmələ gətirərək kvantlara parçalanır. Bununla belə, bu nəzəriyyə şübhə doğurur, çünki bu yaxınlarda Kolumbiya Universitetinin astronomları Oxatan A * qara dəliyinin peyklərini müəyyən ediblər. Çox güman ki, başqa şəkildə əmələ gələn çoxlu kiçik qara dəliklər olduğu ortaya çıxdı.

Üçüncü ssenari daha nəzəri xarakter daşıyır və Böyük Partlayış nəzəriyyəsinin mövcudluğu ilə bağlıdır. Kainatın yaranma anında maddənin bir hissəsi və qravitasiya sahələri dalğalanmalara məruz qalmışdır. Başqa sözlə desək, proseslər kvant mexanikasının və nüvə fizikasının məlum prosesləri ilə əlaqəsi olmayan fərqli bir yol tutdu.

Son ssenari nüvə partlayışının fizikasına yönəlib. Cazibə qüvvələrinin təsiri altında nüvə reaksiyaları prosesində maddənin laxtalanmasında, yerində qara dəliyin əmələ gəldiyi bir partlayış baş verir. Maddə içəriyə doğru partlayır, bütün hissəcikləri özünə çəkir.

Qara dəliklərin mövcudluğu və təkamülü

Belə qəribə kosmik obyektlərin təbiəti haqqında təxmini bir fikrə sahib olan başqa bir şey maraqlıdır. Qara dəliklərin əsl ölçüləri hansılardır, onlar nə qədər sürətlə böyüyürlər? Qara dəliklərin ölçüsü onların qravitasiya radiusu ilə müəyyən edilir. Qara dəliklər üçün qara dəliyin radiusu onun kütləsi ilə müəyyən edilir və Şvartsşild radiusu adlanır. Məsələn, bir cismin kütləsi planetimizin kütləsinə bərabərdirsə, bu halda Schwarzschild radiusu 9 mm-dir. Əsas lampamızın radiusu 3 km-dir. Kütləsi 10⁸ günəş kütləsi olan ulduzun yerində əmələ gələn qara dəliyin orta sıxlığı suyun sıxlığına yaxın olacaq. Belə formasiyanın radiusu 300 milyon kilometr olacaq.

Çox güman ki, belə nəhəng qara dəliklər qalaktikaların mərkəzində yerləşir. Bu günə qədər 50 qalaktika məlumdur, onların mərkəzində nəhəng zaman və məkan quyuları var. Belə nəhənglərin kütləsi Günəşin milyardlarla kütləsidir. Belə bir çuxurun nə qədər böyük və dəhşətli bir cazibə qüvvəsi olduğunu yalnız təsəvvür etmək olar.

Kiçik çuxurlara gəldikdə, bunlar radiusu əhəmiyyətsiz dəyərlərə çatan mini-obyektlərdir, cəmi 10¯¹² sm.Belə bir qırıntının kütləsi 10¹⁴gr-dir. Bu cür birləşmələr Böyük Partlayış zamanı yarandı, lakin zaman keçdikcə ölçüləri artdı və bu gün onlar kosmosda canavar kimi lovğalanırlar. Kiçik qara dəliklərin meydana gəlməsinin hansı şəraitdə baş verdiyini elm adamları bu gün yer şəraitində yenidən yaratmağa çalışırlar. Bu məqsədlər üçün elementar hissəciklərin işıq sürətinə qədər sürətləndirildiyi elektron toqquşdurucularda təcrübələr aparılır. İlk təcrübələr laboratoriya şəraitində kvark-qluon plazmasını - Kainatın yaranmasının başlanğıcında mövcud olan maddəni əldə etməyə imkan verdi. Bu cür təcrübələr Yerdəki qara dəliyin zaman məsələsi olduğuna ümid etməyə imkan verir. Bəşər elminin belə bir nailiyyətinin bizim və planetimiz üçün fəlakətlə nəticələnəcəyi başqa məsələdir. Süni bir qara dəlik yaratmaqla Pandoranın qutusunu aça bilərik.

Digər qalaktikaların son müşahidələri alimlərə ölçüləri bütün təsəvvür edilən gözləntiləri və fərziyyələri üstələyən qara dəlikləri kəşf etməyə imkan verib. Bu cür obyektlərlə baş verən təkamül, qara dəliklərin kütləsinin niyə böyüdüyünü, onun real həddi nə olduğunu daha yaxşı anlamağa imkan verir. Alimlər belə qənaətə gəliblər ki, bütün məlum qara dəliklər 13-14 milyard il ərzində öz həqiqi ölçülərinə çatıblar. Ölçü fərqi ətrafdakı məkanın sıxlığı ilə bağlıdır. Əgər qara dəliyin cazibə qüvvələrinin çata biləcəyi yerdə kifayət qədər qidası varsa, o, sıçrayışla böyüyür və yüzlərlə və minlərlə günəş kütləsinə çatır. Beləliklə, qalaktikaların mərkəzində yerləşən bu cür obyektlərin nəhəng ölçüsü. Kütləvi ulduz qrupları, nəhəng ulduzlararası qaz kütlələri böyümə üçün bol qidadır. Qalaktikalar birləşdikdə, qara dəliklər birləşərək yeni superkütləli obyekt əmələ gələ bilər.

Təkamül proseslərinin təhlilinə əsasən, qara dəliklərin iki sinfini ayırmaq adətdir:

kütləsi günəş kütləsindən 10 dəfə böyük olan obyektlər;
kütləsi yüz minlərlə, milyardlarla günəş kütləsi olan nəhəng obyektlər.

Orta aralıq kütləsi 100-10 min günəş kütləsinə bərabər olan qara dəliklər var, lakin onların təbiəti hələ də məlum deyil. Hər qalaktikada təxminən bir belə obyekt var. Rentgen ulduzlarının tədqiqi M82 qalaktikasında eyni vaxtda 12 milyon işıq ili məsafədə orta kütləli iki qara dəlik tapmağa imkan verdi. Bir obyektin kütləsi 200-800 günəş kütləsi diapazonunda dəyişir. Başqa bir obyekt isə daha böyükdür və 10-40 min günəş kütləsi kütləsinə malikdir. Belə obyektlərin taleyi maraqlıdır. Onlar ulduz klasterlərinin yaxınlığında yerləşir və tədricən qalaktikanın mərkəzi hissəsində yerləşən superkütləvi qara dəliyə cəlb olunurlar.

Planetimiz və qara dəliklər

Qara dəliklərin təbiəti ilə bağlı ipuçlarının axtarışına baxmayaraq, elm dünyası qara dəliyin Samanyolu qalaktikasının və xüsusən də Yer planetinin taleyində yeri və rolundan narahatdır. Süd Yolunun mərkəzində mövcud olan zaman və məkan qatı yavaş-yavaş ətrafındakı bütün obyektləri özünə çəkir. Milyonlarla ulduz və trilyonlarla ton ulduzlararası qaz artıq qara dəlikdə udulub. Zamanla növbə 27 min işıq ili məsafə qət edərək Günəş sisteminin yerləşdiyi Qu quşunun və Oxatan bürcünün qollarına gələcək.

Yaxınlıqdakı digər superkütləvi qara dəlik Andromeda qalaktikasının mərkəzi hissəsində yerləşir. O, təxminən 2,5 milyon işıq ili uzaqlıqdadır. Yəqin ki, Oxatan A * obyektimiz öz qalaktikasını əhatə edənə qədər biz iki qonşu qalaktikanın birləşməsini gözləməliyik. Müvafiq olaraq, iki superkütləli qara dəlik birləşərək dəhşətli və dəhşətli ölçüdə olacaq.

Kiçik qara dəliklər tamam başqa məsələdir. Bir neçə santimetr radiuslu qara dəlik Yer planetini udmaq üçün kifayətdir. Problem ondadır ki, öz təbiətinə görə qara dəlik tamamilə siması olmayan bir obyektdir. Onun bətnindən heç bir radiasiya və ya radiasiya çıxmır, ona görə də belə sirli obyekti görmək olduqca çətindir. Yalnız yaxın məsafədən biz fon işığının əyriliyini aşkar edə bilərik ki, bu da Kainatın bu bölgəsində kosmosda bir dəlik olduğunu göstərir.

Bu günə qədər elm adamları Yerə ən yaxın qara dəliyin V616 Monocerotis obyekti olduğunu müəyyən ediblər. Canavar bizim sistemimizdən 3000 işıq ili uzaqda yerləşir. Ölçüsünə görə bu, böyük bir formasiyadır, kütləsi 9-13 günəş kütləsidir. Dünyamız üçün təhlükə yaradan digər yaxın obyekt Gygnus X-1 qara dəliyidir. Bu canavarla bizi 6000 işıq ili məsafəsi ayırır. Bizim məhəllədə aşkar edilən qara dəliklər ikili sistemin bir hissəsidir, yəni. doymaz obyekti qidalandıran ulduzun yaxınlığında mövcuddur.

Nəticə

Kosmosda qara dəliklər kimi sirli və sirli obyektlərin olması, əlbəttə ki, bizi oyaq olmağa vadar edir. Bununla belə, qara dəliklərin başına gələn hər şey Kainatın yaşını və nəhəng məsafələri nəzərə alsaq, olduqca nadir hallarda baş verir. 4,5 milyard ildir ki, günəş sistemi bizim bildiyimiz qanunlara uyğun olaraq dinc vəziyyətdədir. Bu müddət ərzində günəş sisteminin yaxınlığında heç bir növ, kosmosun təhrifi, heç bir zaman qatı görünmədi. Bunun üçün yəqin ki, uyğun şərait yoxdur. Süd Yolunun Günəş ulduz sisteminin yerləşdiyi həmin hissəsi sakit və sabit kosmos sahəsidir.

Alimlər qara dəliklərin meydana gəlməsinin təsadüfi olmadığı fikrini etiraf edirlər. Bu cür obyektlər Kainatda nizamlı rolunu oynayır, kosmik cisimlərin artıqlığını məhv edir. Canavarların özlərinin taleyinə gəlincə, onların təkamülü hələ tam başa düşülməyib. Belə bir versiya var ki, qara dəliklər əbədi deyil və müəyyən mərhələdə mövcudluğunu dayandıra bilər. Bu cür obyektlərin ən güclü enerji mənbəyi olması artıq heç kimə sirr deyil. Onun hansı enerji olduğu və necə ölçüldüyü başqa məsələdir.

Stiven Hokinqin səyləri ilə elmə qara dəliyin hələ də öz kütləsini itirərək enerji yayması nəzəriyyəsi təqdim edildi. Alim öz fərziyyələrində bütün proseslərin bir-biri ilə əlaqəli olduğu nisbilik nəzəriyyəsini rəhbər tuturdu. Heç bir şey başqa yerdə görünmədən yox olmur. Hər hansı bir maddə başqa bir maddəyə çevrilə bilər, bir növ enerji digər enerji səviyyəsinə keçir. Bu, bir vəziyyətdən digərinə keçid portalı olan qara dəliklərlə bağlı ola bilər.

Hər hansı bir sualınız varsa - məqalənin altındakı şərhlərdə buraxın. Biz və ya qonaqlarımız onlara cavab verməkdən məmnun qalacağıq.

Astrofiziklər bütün müşahidələr tarixində qara dəlikdə ulduzun ən uzun ölümünü qeydə alıblar - prosesin müddəti oxşar hadisələri 10 dəfədən çox ötüb. Fakt budur ki, qara dəlik Günəşin kütləsindən iki dəfə böyük olan ulduzu udur. Alimlərin fikrincə, Kainatın aktiv müşahidəsi zamanı belə böyük ulduzun qara dəlikdə ölməsi ilk dəfə müşahidə olunub. Kəşf edilmiş prosesin Kainatın yaranmasından bir milyard il sonra nəhəng kütləli qara dəliklərin əmələ gəlməsinə işıq sala bilməyəcəyi haqqında - RT materialında.

XJ1500 + 0154 qara dəliyində bir ulduzun ölümü rəssamın gördüyü kimi. Aşağıda - baş verənlərin fotoşəkili: görünən spektrdə (solda), rentgen diapazonunda
nasa.gov

Təsadüfi açılış

Proses Nyu-Hempşir Universitetinin Kosmik Elm Mərkəzindən Daçenq Linin rəhbərlik etdiyi beynəlxalq alimlər qrupu tərəfindən qeydə alınıb. Alimlərin yaddaşında oxşar hadisələr maksimum bir il çəkdi, XJ1500 + 0154 adlı qara dəlikdə baş verən proses hələ 2005-ci ildə başladı. Gelgit qüvvələrinin təsiri altında ölən ulduz parçalandı və superkütləvi qara dəlik onun qalıqlarını yeməyə davam edir.

Milyonlarla dərəcəyə qədər qızdırılan ulduz qalıqlarının yaydığı rentgen şüaları XMM-Nyuton kosmik teleskopundan istifadə edən astrofiziklər tərəfindən təsadüfən fərq edilib. Həmin vaxt onlar Yerdən 105 milyon işıq ili uzaqlıqda yerləşən Qız bürcündə NGC 5813 adlı qalaktikalar çoxluğunu tədqiq edirdilər. NGC 5813-ün təsvirlərinin təhlili mərhələsində güclü radiasiya alimlərin diqqətini çəkdi. 2008-ci ildə Chandra teleskopu təsadüfən təsvirə düşən və tədqiq edilmiş qalaktikalar klasterindən xeyli uzaqda olan obyektin şüalanma intensivliyinin birincidən çox olduğunu qeyd etdi. dəyərləri 100 dəfə qeyd etdi. Sonrakı illərdə, o cümlədən 2014 və 2016-cı illərdə Swift teleskopu əlavə məlumatlar əldə edib.

Əsas odur ki, düzgün yemək

Harvard-Smithsonian Astrofizika Mərkəzindən Ceyms Giloçon, "Obyekt müşahidə müddətinin çox hissəsində sürətlə böyüyür" dedi. “Bu, qeyri-adi bir şeydən xəbər verir: qara dəlik Günəşin kütləsindən iki dəfə böyük olan ulduzu udur.”

Alimlərin fikrincə, Kainatın aktiv müşahidəsi zamanı belə böyük ulduzun qara dəlikdə ölməsi ilk dəfə müşahidə olunub.

Bundan əlavə, tədqiqatçılar qeyd ediblər ki, qeydə alınan rentgen şüalanması mütəmadi olaraq Eddinqton həddi adlanan məqbul diapazondan kənara çıxır. Bu parametr, yayılan qızdırılan maddənin maddəni cismin mərkəzinə çəkən cazibə qüvvəsinə nisbətini göstərir. Müşahidə olunan qara dəlik ətrafında bu əlaqənin necə pozulduğuna əsaslanaraq, astrofiziklər onun normal sürətdən daha sürətlə böyüdüyü qənaətinə gəliblər. Onların fikrincə, superkütləli qara dəliklər kainatın yaranmasından cəmi bir milyard il sonra bu şəkildə görünə bilər. Bu mühüm nəticədir, çünki belə böyük kütləyə malik qədim obyektlər - Günəşdən milyardlarla dəfə böyük - artıq qeydə alınıb, lakin onların mənşəyi tam aydın deyil.

1990-cı illərdən bəri astronomlar dəfələrlə ulduzun parçalanmasını və onun qara dəlik tərəfindən udulmasını müşahidə ediblər. Bu prosesdə böyük bir cismin cazibə qüvvəsinin təsiri altına düşən ulduz parçalara parçalanır. Tərkibindəki maddə düz bir disk şəklində paylanır. Onun böyük hissəsi qara dəlik tərəfindən udulur, qalan hissəsi isə kosmosa səpələnir.

Qeydə alınmış vəziyyətdə, kütləvi bir ulduzun ölümü ilə yanaşı, daha az maraqlı olmayan başqa bir seçim var. Əgər daha təvazökar ölçülü bir ulduz qara dəliyə yaxınlaşıb tamamilə parçalansaydı, müşahidə olunan təsir eyni olacaq. Adətən, tam udma baş vermir, ona görə də bu hadisə ilk dəfə kosmosun kəşfiyyatı zamanı görüləcəkdi.

Ən son rentgen şüaları

Zarafatla indiyə qədər müşahidə edilən ən qarmaqarışıq adlandırılan qara dəliyin yerləşdiyi yer ulduzların əmələ gəlməsinin aktiv şəkildə baş verdiyi kiçik qalaktikanın mərkəzində nəhəng kütləyə malik kosmik obyektin iddia edilən yeri ilə üst-üstə düşür. Aydındır ki, Yerdən belə bir məsafədə - 1,8 milyard işıq ili məsafəsində baş verənlərin təfərrüatlı şəkillərindən danışmağa ehtiyac yoxdur. Bununla belə, sənətçilər nəhəng ulduzun qara dəlik səbəbiylə ölməsi ilə bağlı fikirlərini təqdim ediblər.

Yaxın bir neçə ildə ekspertlər radiasiyanın intensivliyinin aşağı düşəcəyini gözləyirlər: qara dəliklə qidalanan nəhəng ulduzun fraqmentləri sona çatacaq. Onların bəziləri kosmosa səpələnəcək. Astrofiziklər qeyd edirlər ki, radiasiya artıq azalmağa başlayıb, lakin obyekt hələ də inanılmaz parlaqlığını saxlayır.

Tədqiqatçıların dediyinə görə, qura bildikləri xassələrə malik proseslərin mümkünlüyünü bilərək, oxşar halları axtarmağa başlayacaqlar. Bununla belə, onlar XJ1500 + 0154-ü də izləməyə davam edəcəklərini qeyd edirlər. Birincisi, onlar radiasiyanın dəyişməsini izləyə biləcəklər ki, bu da onların proqnozlarına görə daha 10 il davam edəcək. İkincisi, onların öz nəticələri hələ də əlavə yoxlamaya ehtiyac duyur.

Qara dəliklər cazibə qüvvəsi ilə işığı cəlb edə bilən yeganə kosmik cisimlərdir. Onlar həm də Kainatın ən böyük obyektləridir. Onların hadisə üfüqünün yaxınlığında nə baş verdiyini ("qayıtılmayan nöqtə" kimi tanınır) tezliklə bilmək çətin ki. Bunlar dünyamızın ən sirli yerləridir, onlar haqqında onilliklər ərzində aparılan araşdırmalara baxmayaraq, çox az şey məlumdur. Bu yazıda ən maraqlısı adlandırıla bilən 10 fakt var.

Qara dəliklər maddəni udmaz

Bir çox insanlar qara dəliyi ətrafdakı kosmosu çəkən bir növ "kosmik tozsoran" kimi təsəvvür edirlər. Əslində qara dəliklər son dərəcə güclü qravitasiya sahəsinə malik adi kosmik obyektlərdir.

Günəşin yerində eyni ölçüdə qara dəlik meydana çıxsaydı, Yer içəriyə çəkilməz, indiki orbitdə fırlanırdı. Qara dəliklərin yanında yerləşən ulduzlar ulduz küləyi şəklində kütlələrinin bir hissəsini itirirlər (bu, hər hansı bir ulduzun mövcudluğu zamanı baş verir) və qara dəliklər yalnız bu maddəni udur.

Qara dəliklərin mövcudluğunu Karl Şvartsşild proqnozlaşdırmışdı

Eynşteynin ümumi nisbilik nəzəriyyəsini ilk dəfə Karl Şvartsşild “qayıtılmayan nöqtə”nin mövcudluğunu əsaslandırmaq üçün tətbiq etmişdir. Eynşteyn özü qara dəliklər haqqında düşünmürdü, baxmayaraq ki, onun nəzəriyyəsi onların mövcudluğunu proqnozlaşdırmağa imkan verir.

Schwarzschild öz fərziyyəsini 1915-ci ildə, Eynşteyn ümumi nisbi nəzəriyyəni dərc etdikdən dərhal sonra etdi. Eyni zamanda, "Şvartsşild radiusu" termini yarandı - bu, bir cismin qara dəliyə çevrilməsi üçün onu nə qədər sıxmaq lazım olduğunu göstərən bir kəmiyyətdir.

Nəzəriyyə olaraq, kifayət qədər sıxılma ilə hər şey qara dəliyə çevrilə bilər. Cisim nə qədər sıx olarsa, onun yaratdığı cazibə sahəsi bir o qədər güclüdür. Məsələn, fıstıq ölçüsündə bir cismin kütləsi olsaydı, Yer qara dəliyə çevrilərdi.

Qara dəliklər yeni kainatlar yarada bilər

Qara dəliklərin yeni kainatlar yarada biləcəyi fikri absurd görünür (xüsusən də digər kainatların mövcudluğuna hələ də əmin olmadığımıza görə). Buna baxmayaraq, bu cür nəzəriyyələr elm adamları tərəfindən fəal şəkildə inkişaf etdirilir.

Bu nəzəriyyələrdən birinin çox sadələşdirilmiş variantı aşağıdakı kimidir. Dünyamızda həyatın yaranması üçün son dərəcə əlverişli şərait var. Fiziki sabitlərdən hər hansı biri azacıq da olsa dəyişsəydi, biz bu dünyada olmazdıq. Qara dəliklərin təkliyi adi fizika qanunlarını üstələyir və (ən azı nəzəri olaraq) bizimkindən fərqli yeni bir kainat yarada bilər.

Qara dəliklər sizi (və hər şeyi) spagettiyə çevirə bilər

Qara dəliklər onlara yaxın olan obyektləri uzadır. Bu maddələr spagettiyə bənzəməyə başlayır (hətta xüsusi bir termin də var - "spagettiləşdirmə").

Bu, cazibə qüvvəsinin işləmə üsulu ilə bağlıdır. Hazırda ayaqlarınız başınızdan daha çox yerin mərkəzinə yaxındır, ona görə də onları daha çox cəlb edir. Qara dəliyin səthində cazibə fərqi sizə qarşı işləməyə başlayır. Ayaqlar daha sürətli və sürətlə qara dəliyin mərkəzinə doğru çəkilir ki, bədənin yuxarı yarısı onlara çata bilmir. Nəticə: spagettiləşmə!

Qara dəliklər zamanla buxarlanır

Qara dəliklər təkcə ulduz küləyini udmur, həm də buxarlanır. Bu fenomen 1974-cü ildə kəşf edildi və Hawking radiasiyası adlandırıldı (kəşf edən Stiven Hokinqin şərəfinə).

Zamanla qara dəlik bütün kütləsini bu şüalanma ilə birlikdə ətrafdakı kosmosa buraxıb yoxa çıxa bilər.

Qara dəliklər onların yaxınlığında vaxtı yavaşlatır

Hadisə üfüqünə yaxınlaşdıqca vaxt yavaşlayır. Bunun niyə baş verdiyini başa düşmək üçün Eynşteynin ümumi nisbilik nəzəriyyəsinin əsaslarını göstərmək üçün tez-tez istifadə edilən düşüncə təcrübəsi olan "əkizlər paradoksu"na müraciət etmək lazımdır.

Əkiz qardaşlardan biri Yer kürəsində qalır, ikincisi isə işıq sürəti ilə kosmosa uçur. Yerə qayıdan əkiz qardaşının özündən böyük olduğunu kəşf edir, çünki işıq sürətinə yaxın sürətlə hərəkət edərkən zaman daha yavaş keçir.

Qara dəliyin hadisə üfüqünə yaxınlaşdıqca elə yüksək sürətlə hərəkət edəcəksiniz ki, zaman sizin üçün yavaşlayacaq.

Qara dəliklər ən inkişaf etmiş elektrik stansiyalarıdır

Qara dəliklər Günəş və digər ulduzlardan daha yaxşı enerji istehsal edir. Bu, onların ətrafında fırlanan məsələ ilə bağlıdır. Hadisə üfüqünü böyük sürətlə aşaraq, qara dəliyin orbitindəki maddə son dərəcə yüksək temperaturlara qədər qızır. Buna qara cisim şüalanması deyilir.

Müqayisə üçün qeyd edək ki, nüvə sintezi maddənin 0,7%-ni enerjiyə çevirir. Qara dəliyin yaxınlığında maddənin 10%-i enerjiyə çevrilir!

Qara dəliklər onların yanındakı boşluğu əyir

Kosmos, üzərində xətlər çəkilmiş gərilmiş rezin zolaq kimi düşünülə bilər. Boşqaba hər hansı bir əşya qoysanız, o, şəklini dəyişəcək. Qara dəliklər də eyni şəkildə işləyir. Onların həddindən artıq kütləsi hər şeyi, o cümlədən işığı özünə cəlb edir (onun şüalarını, bənzətməyə davam etmək üçün, boşqabdakı xətlər adlandırmaq olar).

Qara dəliklər kainatdakı ulduzların sayını məhdudlaşdırır

Ulduzlar qaz buludlarından çıxır. Ulduzun əmələ gəlməsi üçün bulud soyumalıdır.

Qara cisimlərdən gələn radiasiya qaz buludlarının soyumasının qarşısını alır və ulduzların görünməsinin qarşısını alır.

Nəzəri olaraq istənilən obyekt qara dəliyə çevrilə bilər.

Günəşimizlə qara dəlik arasındakı yeganə fərq cazibə qüvvəsidir. Qara dəliyin mərkəzində ulduzun mərkəzindəkindən qat-qat güclüdür. Günəşimiz diametri təxminən beş kilometrə qədər sıxılmış olsaydı, o, qara dəlik ola bilərdi.

Nəzəri olaraq hər şey qara dəliyə çevrilə bilər. Təcrübədə bilirik ki, qara dəliklər yalnız Günəşin kütləsini 20-30 dəfə aşan nəhəng ulduzların çökməsi nəticəsində yaranır.