Seperti dua matahari: kematian paling lama bintang dalam lubang hitam telah ditangkap dalam gambar. Lubang hitam adalah objek paling misteri di Alam Semesta

rumah / Suami curang

Para saintis mengesyaki bahawa kuasa pancaran radio dari lubang hitam bergantung pada kadar pertambahan, tetapi mereka tidak pernah memerhatikan sambungan ini secara langsung.

Suka cinta Haha Wah Sedih marah

Pada 11 November 2014, rangkaian teleskop global menerima isyarat daripada letupan yang berlaku 300 juta tahun cahaya dari Bumi ketika lohong hitam mengoyakkan bintang yang berlalu. Ahli astronomi telah menyasarkan acara itu dengan teleskop lain, yang telah mendedahkan lebih banyak tentang cara lubang hitam memakan bahan dan mengawal pertumbuhan galaksi.

Para saintis dari Institut Teknologi Massachusetts (AS) dan Universiti Johns Hopkins (AS) menangkap isyarat radio yang bersilang 90% dengan letusan sinar-X yang jauh itu, tetapi berlaku dengan kelewatan selama 13 hari daripadanya. Mereka percaya data itu adalah bukti jet gergasi zarah bertenaga tinggi melarikan diri dari lubang hitam akibat bahan bintang yang jatuh.

Penyerapan bintang oleh lubang hitam seperti yang dilihat oleh artis. Kredit: ESO / L. Calçada

Pengarang utama kajian itu, Dehei Pasham, percaya bahawa kuasa jet yang terpancar dari lubang hitam itu entah bagaimana dikawal oleh kelajuan ia memakan bintang yang musnah. Lubang hitam "penuh" menghasilkan jet yang kuat, manakala lohong hitam yang kurang zat menghasilkan jet yang lemah atau tiada langsung. Para saintis mengesyaki bahawa kuasa pelepasan bergantung pada kadar pertambahan, tetapi mereka tidak pernah memerhatikan hubungan ini secara langsung.

Perkara perbincangan

Berdasarkan model teori evolusi lubang hitam yang digabungkan dengan pemerhatian galaksi jauh, saintis mempunyai pemahaman umum tentang perkara yang berlaku semasa peristiwa pemusnahan pasang surut: apabila bintang melepasi dekat dengan lubang hitam, tarikan graviti lohong hitam mendorong daya pasang surut pada bintang itu. , sama seperti bagaimana Bulan mencipta pasang surut lautan di Bumi. Graviti lohong hitam itu sangat besar sehingga boleh memusnahkan sebuah bintang. Serpihan bintang terperangkap dalam pusaran bahan yang memberi makan kepada raksasa itu.

Keseluruhan proses menjana letupan tenaga yang besar merentasi keseluruhan spektrum elektromagnet. Para saintis telah memerhatikannya dalam jalur optik, ultraungu dan sinar-X, serta pada gelombang radio. Sumber sinar-X dipercayai bahan ultrasejuk dari kawasan dalam cakera pertambahan, yang akan jatuh ke dalam lubang hitam, manakala sinaran optik dan ultraungu berkemungkinan datang dari kawasan luar cakera pertambahan.

Walau bagaimanapun, apa yang menjana pelepasan radio semasa tempoh kemusnahan pasang surut masih dalam perbincangan. Sesetengah saintis membuat spekulasi bahawa pada saat letupan bintang, gelombang kejutan merambat ke luar dan merangsang zarah plasma dalam persekitaran, yang seterusnya, memancarkan gelombang radio. Dalam senario ini, gambar gelombang radio akan berbeza secara radikal daripada gambar sinar-X yang terpancar daripada serpihan bintang, dan penyelidikan baharu mencabar paradigma ini.

Anjakan corak

Dehei Pasham dan rakannya Sjort van Welzen dari Johns Hopkins University melihat data yang direkodkan daripada suar yang ditemui pada 2014 oleh rangkaian teleskop All-sky Automated Survey for Supernovae (ASASSN). Tidak lama selepas penemuan ini, beberapa teleskop memberi tumpuan kepada peristiwa luar biasa ini. Para saintis menjejaki pemerhatian radio terhadap tiga teleskop selama 180 hari dan mendapati kebetulan yang jelas dengan data sinar-X untuk peristiwa yang sama, walaupun sedikit berubah mengikut masa. Ahli astronomi telah mendapati bahawa set data adalah 90 peratus serupa pada peralihan 13 hari. Iaitu, turun naik dalam spektrum sinar-X selepas 13 hari muncul dalam julat radio.

"Hanya proses fizikal boleh menentukan hubungan sedemikian, yang entah bagaimana menghubungkan sinar-X aliran pertambahan dengan kawasan pengeluaran radio," jelas Dehei Pasham.

Daripada data yang sama, saintis telah mengira bahawa saiz kawasan penghasil sinar-X adalah kira-kira 25 kali ganda saiz Matahari, manakala kawasan pemancar radio adalah kira-kira 400,000 kali jejari Matahari. Pasukan itu membuat spekulasi bahawa gelombang radio dipancarkan oleh jet zarah bertenaga tinggi yang mula mengalir keluar dari lubang hitam sejurus selepas menyerap bahan dari bintang yang musnah.

Memandangkan kawasan jet di mana gelombang radio terbentuk dipenuhi dengan elektron yang sangat padat, kebanyakan sinaran diserap dengan serta-merta oleh elektron lain. Ia hanya apabila elektron maju sepanjang jet bahawa gelombang radio dibebaskan. Ini adalah isyarat yang akhirnya ditemui oleh penyelidik. Oleh itu, kuasa jet dikawal oleh kadar pertambahan di mana lubang hitam menyerap serpihan bintang pemancar sinar-X.

Dr. Jane Lisin Dai dan Profesor Enrico Ramirez-Ruiz dari Institut Niels Bohr membentangkan model komputer yang penting. Ia boleh digunakan untuk mengkaji peristiwa kemusnahan pasang surut - kejadian yang jarang berlaku tetapi sangat berkuasa di pusat galaksi.

Kemusnahan pasang surut

Di tengah-tengah setiap galaksi besar adalah lubang hitam supermasif yang berjuta-juta dan berbilion kali jisim Matahari. Tetapi kebanyakannya sukar untuk diperhatikan kerana ia tidak mengeluarkan sinaran. Ini berlaku apabila bentuk bahan tertentu ditarik ke dalam medan graviti lohong hitam yang sangat kuat. Kira-kira setiap 10,000 tahun dalam satu galaksi, sebuah bintang menghampiri jarak berbahaya ke lubang itu, dan graviti yang terakhir mengoyakkan objek itu. Peristiwa ini dipanggil pasang surut graviti.

Dalam proses ini, lubang hitam dipenuhi dengan serpihan bintang untuk masa tertentu. Apabila gas bintang diserap, sejumlah besar sinaran dibebaskan. Ini membolehkan anda mengkaji ciri-ciri lubang.

Model gabungan

Semasa air pasang, beberapa lubang memancarkan sinar-X, manakala yang lain memancarkan cahaya boleh dilihat dan UV. Adalah penting untuk memahami pelbagai ini dan meletakkan keseluruhan teka-teki bersama-sama. Dalam model baru, mereka cuba mengambil kira sudut tontonan pemerhati daratan. Para saintis mengkaji alam semesta, tetapi galaksi berorientasikan secara rawak.

Model baharu ini menggabungkan unsur-unsur daripada kerelatifan am, medan magnet, sinaran dan gas, menjadikannya mungkin untuk mempertimbangkan kejadian pasang surut dari sudut pandangan yang berbeza dan mengumpul semua tindakan ke dalam satu struktur.

Kerjasama dan prospek

Kerja itu dijayakan melalui kerjasama antara Institut Niels Bohr dan Universiti California, Santa Cruz. Penyelidik dari Universiti Maryland juga turut serta. Untuk menyelesaikan masalah, alat pengkomputeran moden telah digunakan. Kejayaan ini memberikan perspektif untuk bidang penyelidikan yang berkembang pesat.

Alam Semesta yang tidak berkesudahan penuh dengan rahsia, misteri dan paradoks. Walaupun fakta bahawa sains moden telah membuat lompatan besar ke hadapan dalam penerokaan angkasa lepas, banyak di dunia yang tidak berkesudahan ini masih tidak dapat difahami oleh pandangan dunia manusia. Kita tahu banyak tentang bintang, nebula, gugusan dan planet. Walau bagaimanapun, dalam keluasan Alam Semesta terdapat objek sedemikian, kewujudan yang kita hanya boleh meneka. Sebagai contoh, kita tahu sangat sedikit tentang lubang hitam. Maklumat asas dan pengetahuan tentang sifat lubang hitam adalah berdasarkan andaian dan tekaan. Ahli astrofizik dan saintis atom telah bergelut dengan isu ini selama lebih daripada sedozen tahun. Apakah lubang hitam di angkasa? Apakah sifat objek sedemikian?

Bercakap tentang lubang hitam secara ringkas

Untuk membayangkan bagaimana rupa lubang hitam, sudah cukup untuk melihat ekor kereta api meninggalkan terowong. Lampu isyarat pada gerabak terakhir, apabila kereta api semakin dalam ke dalam terowong, akan berkurangan saiznya sehingga ia hilang sepenuhnya dari medan pandangan. Dalam erti kata lain, ini adalah objek di mana cahaya pun hilang disebabkan tarikan yang dahsyat. Zarah asas, elektron, proton dan foton tidak dapat mengatasi halangan yang tidak kelihatan, mereka jatuh ke dalam jurang hitam ketiadaan, oleh itu lubang seperti itu di angkasa dipanggil hitam. Tidak ada sedikit pun titik terang dalam dirinya, kegelapan dan infiniti. Apa yang ada di seberang lubang hitam tidak diketahui.

Pembersih hampagas angkasa ini mempunyai graviti yang luar biasa dan mampu menelan seluruh galaksi dengan semua gugusan dan gugusan super bintang, dengan nebula dan jirim gelap untuk but. Bagaimana ini boleh berlaku? Seseorang hanya boleh meneka. Undang-undang fizik yang kita ketahui dalam kes ini adalah pecah dan tidak memberikan penjelasan untuk proses yang berlaku. Intipati paradoks terletak pada fakta bahawa di kawasan Alam Semesta tertentu, interaksi graviti badan ditentukan oleh jisimnya. Proses penyerapan oleh satu objek yang lain tidak dipengaruhi oleh komposisi kualitatif dan kuantitatifnya. Zarah, setelah mencapai jumlah kritikal di kawasan tertentu, memasuki tahap interaksi yang lain, di mana daya graviti menjadi daya tarikan. Jasad, objek, bahan atau jirim di bawah pengaruh graviti mula mengecut, mencapai ketumpatan yang sangat besar.

Kira-kira proses sedemikian berlaku semasa pembentukan bintang neutron, di mana jirim bintang dimampatkan dalam jumlah di bawah pengaruh graviti dalaman. Elektron bebas bergabung dengan proton untuk membentuk zarah neutral elektrik - neutron. Ketumpatan bahan ini sangat besar. Satu zarah jirim sebesar segumpal gula halus mempunyai berat berbilion tan. Di sini adalah sesuai untuk mengingati teori umum relativiti, di mana ruang dan masa adalah kuantiti berterusan. Akibatnya, proses pemampatan tidak boleh dihentikan separuh jalan dan oleh itu tiada had.

Berpotensi, lubang hitam kelihatan seperti lubang, di mana mungkin terdapat peralihan dari satu bahagian ruang ke ruang yang lain. Pada masa yang sama, sifat ruang dan masa itu sendiri berubah, berputar menjadi pusaran ruang-masa. Mencapai bahagian bawah corong ini, apa-apa perkara hancur menjadi quanta. Apa yang ada di seberang lubang hitam, lubang gergasi ini? Mungkin terdapat satu lagi ruang lain di mana undang-undang lain beroperasi dan masa mengalir ke arah yang bertentangan.

Dalam konteks teori relativiti, teori lubang hitam kelihatan seperti ini. Titik dalam ruang, di mana daya graviti telah memampatkan sebarang jirim kepada saiz mikroskopik, mempunyai daya tarikan yang besar, yang magnitudnya meningkat kepada infiniti. Satu lipatan masa muncul, dan ruang melengkung, menutup pada satu titik. Objek yang ditelan oleh lubang hitam tidak dapat menahan daya tarikan pembersih vakum yang dahsyat ini dengan sendirinya. Malah kelajuan cahaya yang dimiliki oleh quanta tidak membenarkan zarah asas untuk mengatasi daya graviti. Mana-mana badan yang memukul titik sedemikian tidak lagi menjadi objek material, bergabung dengan gelembung ruang-masa.

Lubang hitam dari sudut sains

Apabila ditanya, bagaimanakah lubang hitam terbentuk? Tidak akan ada jawapan yang pasti. Terdapat banyak paradoks dan percanggahan di Alam Semesta yang tidak dapat dijelaskan dari sudut sains. Teori relativiti Einstein hanya membenarkan penjelasan teori tentang sifat objek tersebut, tetapi mekanik kuantum dan fizik diam dalam kes ini.

Cuba untuk menerangkan proses yang berlaku oleh undang-undang fizik, gambar akan kelihatan seperti ini. Objek yang terbentuk hasil daripada mampatan graviti besar badan angkasa besar atau supermasif. Proses ini secara saintifik dipanggil keruntuhan graviti. Istilah "lubang hitam" pertama kali dibunyikan dalam komuniti saintifik pada tahun 1968, apabila ahli astronomi dan fizik Amerika John Wheeler cuba menjelaskan keadaan keruntuhan bintang. Menurut teorinya, sebagai ganti bintang besar yang mengalami keruntuhan graviti, jurang spatial dan temporal timbul, di mana mampatan yang sentiasa berkembang bertindak. Segala-galanya yang terdiri daripada bintang itu masuk ke dalam dirinya sendiri.

Penjelasan ini membolehkan kita membuat kesimpulan bahawa sifat lubang hitam sama sekali tidak berkaitan dengan proses yang berlaku di Alam Semesta. Semua yang berlaku di dalam objek ini tidak dicerminkan dalam apa cara sekalipun pada ruang sekeliling dengan satu "TETAPI". Graviti lohong hitam sangat kuat sehingga membengkokkan angkasa, memaksa galaksi berputar mengelilingi lohong hitam. Sehubungan itu, sebab mengapa galaksi berbentuk lingkaran menjadi jelas. Berapa lama masa yang diambil untuk galaksi Bima Sakti yang besar itu hilang ke dalam jurang lubang hitam supermasif tidak diketahui. Fakta menarik ialah lubang hitam boleh muncul di mana-mana di angkasa lepas, di mana keadaan ideal dicipta untuk ini. Lipatan masa dan angkasa sebegitu meneutralkan kelajuan besar bintang berputar dan bergerak dalam ruang galaksi. Masa dalam lubang hitam mengalir dalam dimensi lain. Dalam bidang ini, tiada undang-undang graviti yang sesuai untuk tafsiran dari sudut pandangan fizik. Keadaan ini dipanggil singulariti lubang hitam.

Lubang hitam tidak menunjukkan sebarang tanda pengenalan luaran; kewujudannya boleh dinilai oleh kelakuan objek angkasa lain, yang dipengaruhi oleh medan graviti. Seluruh gambaran perjuangan hidup dan mati berlaku di sempadan lubang hitam, yang diliputi oleh membran. Permukaan khayalan corong ini dipanggil "ufuk peristiwa." Semua yang kita lihat sehingga sempadan ini adalah ketara dan material.

Senario untuk pembentukan lubang hitam

Membangunkan teori John Wheeler, kita boleh membuat kesimpulan bahawa rahsia lubang hitam mungkin tidak dalam proses pembentukannya. Pembentukan lohong hitam berlaku akibat daripada keruntuhan bintang neutron. Selain itu, jisim objek sedemikian harus melebihi jisim Matahari sebanyak tiga kali atau lebih. Bintang neutron mengecut sehingga cahayanya sendiri tidak lagi dapat melepaskan diri daripada pelukan kuat daya graviti. Terdapat had untuk saiz bintang yang boleh mengecut, melahirkan lubang hitam. Jejari ini dipanggil jejari graviti. Bintang-bintang besar pada peringkat akhir perkembangannya sepatutnya mempunyai jejari graviti beberapa kilometer.

Hari ini, saintis telah memperoleh bukti keadaan kehadiran lubang hitam dalam sedozen binari X-ray. Bintang sinar-X, pulsar, atau burster tidak mempunyai permukaan pepejal. Di samping itu, jisim mereka lebih besar daripada jisim tiga Matahari. Keadaan semasa angkasa lepas dalam buruj Cygnus, bintang sinar-X Cygnus X-1, memungkinkan untuk mengesan pembentukan objek ingin tahu ini.

Berdasarkan kajian dan andaian teori, terdapat empat senario untuk pembentukan bintang hitam dalam sains hari ini:

keruntuhan graviti bintang besar pada peringkat akhir evolusinya;
keruntuhan kawasan tengah galaksi;
pembentukan lubang hitam semasa Big Bang;
pembentukan lubang hitam kuantum.

Senario pertama adalah yang paling realistik, tetapi bilangan bintang hitam yang kita kenal hari ini melebihi bilangan bintang neutron yang diketahui. Dan usia Alam Semesta tidak begitu hebat sehingga sejumlah bintang besar dapat melalui proses evolusi penuh.

Senario kedua mempunyai hak untuk hidup, dan terdapat contoh yang jelas tentang ini - lubang hitam supermasif Sagittarius A *, terletak di tengah-tengah galaksi kita. Jisim objek ini ialah 3.7 jisim suria. Mekanisme senario ini adalah serupa dengan senario keruntuhan graviti dengan satu-satunya perbezaan bahawa keruntuhan itu bukan bintang, tetapi gas antara bintang. Di bawah pengaruh daya graviti, gas dimampatkan kepada jisim dan ketumpatan kritikal. Pada saat genting, jirim mereput menjadi quanta, membentuk lohong hitam. Walau bagaimanapun, teori ini menimbulkan keraguan, sejak baru-baru ini ahli astronomi di Universiti Columbia telah mengenal pasti satelit lubang hitam Sagittarius A *. Mereka ternyata banyak lubang hitam kecil, yang mungkin terbentuk dengan cara lain.

Senario ketiga lebih bersifat teori dan dikaitkan dengan kewujudan teori Big Bang. Pada saat pembentukan Alam Semesta, sebahagian daripada jirim dan medan graviti mengalami turun naik. Dalam erti kata lain, proses itu mengambil jalan yang berbeza, tidak berkaitan dengan proses mekanik kuantum dan fizik nuklear yang terkenal.

Senario terakhir tertumpu pada fizik letupan nuklear. Dalam gumpalan bahan dalam proses tindak balas nuklear di bawah pengaruh daya graviti, letupan berlaku, di tempat di mana lubang hitam terbentuk. Jirim meletup ke dalam, menyerap semua zarah.

Kewujudan dan evolusi lubang hitam

Mempunyai idea anggaran tentang sifat objek angkasa yang aneh itu, sesuatu yang lain menarik. Apakah saiz sebenar lubang hitam, berapa cepat ia berkembang? Saiz lubang hitam ditentukan oleh jejari gravitinya. Untuk lubang hitam, jejari lubang hitam ditentukan oleh jisimnya dan dipanggil jejari Schwarzschild. Sebagai contoh, jika objek mempunyai jisim yang sama dengan jisim planet kita, maka jejari Schwarzschild dalam kes ini ialah 9 mm. Cahaya utama kami mempunyai jejari 3 km. Ketumpatan purata lohong hitam yang terbentuk menggantikan bintang dengan jisim 10⁸ jisim suria akan hampir dengan ketumpatan air. Jejari pembentukan sedemikian akan menjadi 300 juta kilometer.

Kemungkinan besar lubang hitam gergasi itu terletak di tengah-tengah galaksi. Sehingga kini, 50 galaksi diketahui, di tengah-tengahnya terdapat telaga temporal dan spatial yang besar. Jisim gergasi tersebut adalah berbilion jisim Matahari. Orang hanya boleh bayangkan betapa besar dan dahsyat daya tarikan yang dimiliki oleh lubang sedemikian.

Bagi lubang kecil, ini adalah objek mini, jejarinya mencapai nilai yang boleh diabaikan, hanya 10¯¹² cm. Jisim serbuk sedemikian ialah 10¹⁴gr. Pembentukan sedemikian timbul pada masa Big Bang, tetapi lama-kelamaan ia bertambah besar dan hari ini mereka memamerkan di angkasa lepas sebagai raksasa. Keadaan di mana pembentukan lubang hitam kecil berlaku, saintis hari ini cuba mencipta semula dalam keadaan darat. Untuk tujuan ini, eksperimen sedang dijalankan dalam pelanggar elektron, dengan cara zarah asas dipercepatkan kepada kelajuan cahaya. Eksperimen pertama memungkinkan untuk mendapatkan plasma quark-gluon dalam keadaan makmal - bahan yang wujud pada awal pembentukan Alam Semesta. Eksperimen sedemikian membolehkan kita berharap bahawa lubang hitam di Bumi adalah masalah masa. Perkara lain sama ada pencapaian sains manusia seperti itu akan menjadi malapetaka bagi kita dan planet kita. Dengan mencipta lubang hitam tiruan, kita boleh membuka kotak Pandora.

Pemerhatian terbaru galaksi lain telah membolehkan saintis menemui lubang hitam, yang saiznya melebihi semua jangkaan dan andaian yang boleh dibayangkan. Evolusi yang berlaku dengan objek sedemikian memungkinkan untuk memahami dengan lebih baik mengapa jisim lubang hitam tumbuh, apakah had sebenar. Para saintis telah membuat kesimpulan bahawa semua lubang hitam yang diketahui telah berkembang ke saiz sebenar dalam tempoh 13-14 bilion tahun. Perbezaan saiz adalah disebabkan oleh kepadatan ruang sekeliling. Jika lubang hitam mempunyai makanan yang cukup dalam jangkauan daya graviti, ia tumbuh dengan pesat, mencapai jisim ratusan dan ribuan jisim suria. Oleh itu saiz gergasi objek tersebut terletak di pusat galaksi. Kelompok besar bintang, jisim besar gas antara bintang adalah makanan yang banyak untuk pertumbuhan. Apabila galaksi bergabung, lubang hitam boleh bergabung bersama untuk membentuk objek supermasif baharu.

Berdasarkan analisis proses evolusi, adalah kebiasaan untuk membezakan dua kelas lubang hitam:

objek dengan jisim 10 kali jisim suria;
objek besar, jisimnya ratusan ribu, berbilion jisim suria.

Terdapat lubang hitam dengan jisim pertengahan purata sama dengan 100-10 ribu jisim suria, tetapi sifatnya masih tidak diketahui. Terdapat kira-kira satu objek sedemikian bagi setiap galaksi. Kajian bintang sinar-X memungkinkan untuk mencari pada jarak 12 juta tahun cahaya di galaksi M82 sekaligus dua lubang hitam berjisim purata. Jisim satu objek berbeza dalam julat 200-800 jisim suria. Objek lain jauh lebih besar dan mempunyai jisim 10-40 ribu jisim suria. Nasib objek sedemikian adalah menarik. Mereka terletak berhampiran gugusan bintang, secara beransur-ansur tertarik kepada lubang hitam supermasif yang terletak di bahagian tengah galaksi.

Planet dan lubang hitam kita

Walaupun mencari petunjuk tentang sifat lubang hitam, dunia saintifik mengambil berat tentang tempat dan peranan lohong hitam dalam nasib galaksi Bima Sakti dan, khususnya, dalam nasib planet Bumi. Lipatan masa dan ruang yang wujud di tengah-tengah Bima Sakti secara beransur-ansur menyerap semua objek di sekelilingnya. Berjuta-juta bintang dan trilion tan gas antara bintang telah pun ditelan dalam lubang hitam. Lama kelamaan, giliran akan datang ke tangan Cygnus dan Sagittarius, di mana sistem suria terletak, setelah menempuh jarak 27 ribu tahun cahaya.

Satu lagi lubang hitam supermasif berdekatan terletak di bahagian tengah galaksi Andromeda. Jaraknya kira-kira 2.5 juta tahun cahaya. Mungkin, sehingga masa objek kita Sagittarius A * menelan galaksinya sendiri, kita harus mengharapkan penggabungan dua galaksi jiran. Sehubungan itu, dua lubang hitam supermasif akan bergabung menjadi satu, saiz yang dahsyat dan dahsyat.

Lubang hitam kecil adalah perkara yang sama sekali berbeza. Lohong hitam dengan jejari beberapa sentimeter sudah cukup untuk menelan planet Bumi. Masalahnya ialah, dengan sifatnya, lubang hitam adalah objek tanpa wajah sepenuhnya. Tiada sinaran atau sinaran yang terpancar dari rahimnya, jadi agak sukar untuk melihat objek misteri tersebut. Hanya pada jarak dekat kita boleh mengesan kelengkungan cahaya latar, yang menunjukkan bahawa terdapat lubang di angkasa di rantau Alam Semesta ini.

Sehingga kini, saintis telah menetapkan bahawa lubang hitam yang paling hampir dengan Bumi ialah objek V616 Monocerotis. Raksasa itu terletak 3,000 tahun cahaya dari sistem kami. Dengan saiznya, ini adalah pembentukan besar, jisimnya ialah 9-13 jisim suria. Satu lagi objek dekat yang menimbulkan ancaman kepada dunia kita ialah lubang hitam Gygnus X-1. Dengan raksasa ini kita dipisahkan dengan jarak 6,000 tahun cahaya. Lubang hitam yang ditemui di kawasan kejiranan kami adalah sebahagian daripada sistem binari, i.e. wujud berdekatan dengan bintang yang memberi makan kepada objek yang tidak boleh kenyang.

Kesimpulan

Kewujudan di ruang angkasa objek misteri dan misteri seperti lubang hitam, sudah tentu membuatkan kita sentiasa berjaga-jaga. Walau bagaimanapun, semua yang berlaku kepada lubang hitam berlaku agak jarang, memandangkan usia Alam Semesta dan jarak yang sangat jauh. Selama 4.5 bilion tahun, sistem suria telah diam, wujud mengikut undang-undang yang kita tahu. Pada masa ini, tiada apa-apa jenis, tiada herotan ruang, tiada lipatan masa berhampiran sistem suria muncul. Mungkin tiada syarat yang sesuai untuk ini. Bahagian Bima Sakti itu, di mana sistem bintang Matahari berada, adalah kawasan angkasa yang tenang dan stabil.

Para saintis mengakui idea bahawa kemunculan lubang hitam tidak disengajakan. Objek sebegitu memainkan peranan pengawas di Alam Semesta, memusnahkan lebihan badan kosmik. Mengenai nasib raksasa itu sendiri, evolusi mereka masih belum difahami sepenuhnya. Terdapat versi bahawa lubang hitam tidak kekal dan mungkin tidak lagi wujud pada peringkat tertentu. Ia bukan lagi rahsia bagi sesiapa sahaja bahawa objek sedemikian adalah sumber tenaga yang paling berkuasa. Apakah jenis tenaga itu dan bagaimana ia diukur adalah perkara lain.

Melalui usaha Stephen Hawking, sains dibentangkan dengan teori bahawa lohong hitam masih mengeluarkan tenaga, kehilangan jisimnya. Dalam andaian beliau, saintis dipandu oleh teori relativiti, di mana semua proses saling berkaitan antara satu sama lain. Tiada apa-apa yang hilang begitu sahaja tanpa muncul di tempat lain. Sebarang jirim boleh diubah menjadi bahan lain, manakala satu jenis tenaga berpindah ke tahap tenaga yang lain. Ini mungkin berlaku dengan lubang hitam, yang merupakan portal peralihan, dari satu negeri ke negeri yang lain.

Jika anda mempunyai sebarang soalan - tinggalkan dalam komen di bawah artikel. Kami atau pelawat kami dengan senang hati akan menjawabnya.

Ahli astrofizik telah merekodkan kematian paling lama bintang dalam lubang hitam dalam keseluruhan sejarah pemerhatian - tempoh proses melebihi kes yang sama sebanyak lebih daripada 10 kali. Hakikatnya ialah lubang hitam menelan bintang dua kali ganda jisim Matahari. Menurut saintis, semasa pemerhatian aktif Alam Semesta, kematian bintang sebesar itu dalam lubang hitam telah diperhatikan buat kali pertama. Mengenai sama ada proses yang ditemui akan dapat menjelaskan pembentukan lubang hitam berjisim besar satu bilion tahun selepas kemunculan Alam Semesta - dalam bahan RT.

Kematian seorang bintang di lubang hitam XJ1500 + 0154 seperti yang dilihat oleh artis. Di bahagian bawah - foto apa yang sedang berlaku: dalam spektrum yang boleh dilihat (kiri), dalam julat sinar-X
nasa.gov

rawak pembukaan

Proses itu direkodkan oleh pasukan saintis antarabangsa yang diketuai oleh Dacheng Lin dari Pusat Sains Angkasa Universiti New Hampshire. Peristiwa serupa dalam ingatan saintis mengambil masa maksimum kira-kira setahun, manakala proses yang berlaku di lubang hitam yang dipanggil XJ1500 + 0154 bermula pada tahun 2005. Bintang yang mati di bawah pengaruh kuasa pasang surut telah terkoyak, dan lubang hitam supermasif terus memakan sisa-sisanya.

X-ray yang dipancarkan oleh serpihan bintang yang dipanaskan hingga berjuta-juta darjah secara tidak sengaja disedari oleh ahli astrofizik menggunakan teleskop angkasa XMM-Newton. Pada masa itu, mereka sedang mengkaji gugusan galaksi yang dipanggil NGC 5813 dalam buruj Virgo, 105 juta tahun cahaya dari Bumi. Sinaran yang kuat menarik perhatian saintis pada peringkat menganalisis imej NGC 5813. Pada tahun 2008, teleskop Chandra merekodkan bahawa intensiti sinaran objek yang secara tidak sengaja jatuh ke dalam imej dan jauh lebih jauh daripada gugusan galaksi yang dikaji melebihi yang pertama. nilai direkodkan sebanyak 100 kali. Pada tahun-tahun berikutnya, termasuk 2014 dan 2016, teleskop Swift menerima data tambahan.

Perkara utama adalah makan dengan betul

"Objek itu berkembang pesat kebanyakan masa pemerhatian, " kata James Gilochon dari Pusat Astrofizik Harvard-Smithsonian. "Ini menunjukkan sesuatu yang luar biasa: lubang hitam menelan bintang dua kali ganda jisim Matahari."

Menurut saintis, semasa pemerhatian aktif Alam Semesta, kematian bintang sebesar itu dalam lubang hitam telah diperhatikan buat kali pertama.

Di samping itu, para penyelidik menyatakan bahawa sinaran sinar-X yang direkodkan kerap berada di luar julat yang boleh diterima dari apa yang dipanggil had Eddington. Parameter ini menunjukkan nisbah bahan panas yang dipancarkan kepada daya graviti yang menarik bahan ke pusat objek. Berdasarkan bagaimana hubungan ini dilanggar di sekitar lubang hitam yang diperhatikan, ahli astrofizik telah membuat kesimpulan bahawa ia berkembang lebih cepat daripada kadar biasa. Menurut mereka, lubang hitam supermasif boleh muncul dengan cara ini hanya satu bilion tahun selepas pembentukan alam semesta. Ini adalah kesimpulan penting, kerana objek purba dengan jisim yang begitu besar - berbilion kali lebih besar daripada Matahari - telah direkodkan, tetapi asalnya tidak jelas sepenuhnya.

Sejak 1990-an, ahli astronomi telah berulang kali memerhatikan perpecahan bintang dan penyerapannya oleh lubang hitam. Dalam proses ini, jatuh di bawah pengaruh daya graviti objek besar, bintang hancur menjadi serpihan. Bahan yang mengandunginya diedarkan dalam bentuk cakera rata. Kebanyakannya diserap oleh lubang hitam, dan selebihnya bertaburan di angkasa.

Dalam kes yang direkodkan, sebagai tambahan kepada kematian bintang besar, terdapat pilihan lain, tidak kurang menariknya. Jika bintang bersaiz lebih sederhana menghampiri lubang hitam dan hancur sepenuhnya, kesan yang diperhatikan adalah sama. Biasanya, penyerapan lengkap tidak berlaku, jadi peristiwa ini akan dilihat buat kali pertama semasa penerokaan angkasa lepas.

X-ray terkini

Tempat di mana lubang hitam itu terletak, yang secara berseloroh dipanggil paling rakus pernah diperhatikan, bertepatan dengan lokasi yang dikatakan objek angkasa berjisim besar di tengah-tengah galaksi kecil, di mana pembentukan bintang sedang aktif berlaku. Jelas sekali, tidak perlu bercakap tentang gambar terperinci tentang apa yang berlaku pada jarak sedemikian dari Bumi - 1.8 bilion tahun cahaya. Walau bagaimanapun, para artis membentangkan visi mereka tentang kematian bintang besar akibat lubang hitam.

Dalam beberapa tahun akan datang, pakar menjangkakan penurunan intensiti sinaran: serpihan bintang besar yang memakan lubang hitam akan berakhir. Sebahagian daripada mereka akan berselerak di angkasa. Ahli astrofizik menyatakan bahawa sinaran telah mula menurun, tetapi objek masih mengekalkan kecerahan yang luar biasa.

Seperti yang dikatakan para penyelidik, mengetahui tentang kemungkinan proses dengan sifat yang mereka dapat wujudkan, mereka akan mula mencari kes yang serupa. Walau bagaimanapun, mereka ambil perhatian bahawa mereka akan terus memantau XJ1500 + 0154 juga. Pertama, mereka akan dapat mengesan perubahan dalam sinaran, yang, menurut ramalan mereka, akan berterusan selama 10 tahun lagi. Kedua, kesimpulan mereka sendiri masih memerlukan pengesahan tambahan.

Lubang hitam adalah satu-satunya badan kosmik yang mampu menarik cahaya melalui graviti. Mereka juga merupakan objek terbesar di Alam Semesta. Kami tidak mungkin mengetahui dalam masa terdekat apa yang berlaku berhampiran ufuk acara mereka (dikenali sebagai "titik tiada kembali"). Ini adalah tempat paling misteri di dunia kita, yang mengenainya, walaupun penyelidikan selama beberapa dekad, sangat sedikit yang diketahui. Artikel ini mengandungi 10 fakta yang boleh dikatakan paling menarik.

Lubang hitam tidak menghisap jirim

Ramai orang membayangkan lubang hitam sebagai sejenis "pembersih hampagas ruang" yang menarik di ruang sekeliling. Sebenarnya, lubang hitam adalah objek angkasa biasa dengan medan graviti yang sangat kuat.

Jika lubang hitam dengan saiz yang sama muncul di tempat Matahari, Bumi tidak akan ditarik ke dalam, ia akan berputar dalam orbit yang sama seperti hari ini. Bintang yang terletak di sebelah lubang hitam kehilangan sebahagian daripada jisimnya dalam bentuk angin bintang (ini berlaku semasa kewujudan mana-mana bintang) dan lohong hitam hanya menyerap bahan ini.

Kewujudan lubang hitam telah diramalkan oleh Karl Schwarzschild

Karl Schwarzschild adalah orang pertama yang menggunakan teori relativiti umum Einstein untuk membuktikan kewujudan "titik tiada kembali". Einstein sendiri tidak memikirkan tentang lubang hitam, walaupun teorinya memungkinkan untuk meramalkan kewujudan mereka.

Schwarzschild membuat andaian pada tahun 1915, sejurus selepas Einstein menerbitkan relativiti am. Pada masa yang sama, istilah "jejari Schwarzschild" timbul - ini adalah kuantiti yang menunjukkan berapa banyak anda perlu memerah objek agar ia menjadi lubang hitam.

Secara teori, apa-apa sahaja boleh menjadi lubang hitam, jika diberi pemampatan yang mencukupi. Semakin padat objek, semakin kuat medan graviti yang dihasilkannya. Sebagai contoh, Bumi akan menjadi lubang hitam jika objek sebesar kacang tanah mempunyai jisimnya.

Lubang hitam boleh melahirkan alam semesta baru

Idea bahawa lubang hitam boleh melahirkan alam semesta baru kelihatan tidak masuk akal (terutamanya kerana kita masih tidak pasti tentang kewujudan alam semesta lain). Namun begitu, teori tersebut sedang giat dibangunkan oleh saintis.

Versi yang sangat mudah bagi salah satu teori ini adalah seperti berikut. Dunia kita mempunyai keadaan yang sangat baik untuk kemunculan kehidupan di dalamnya. Jika mana-mana pemalar fizikal berubah walaupun sedikit, kita tidak akan berada di dunia ini. Keistimewaan lubang hitam mengatasi undang-undang fizik biasa dan boleh (sekurang-kurangnya dalam teori) melahirkan alam semesta baharu yang berbeza daripada kita.

Lubang hitam boleh mengubah anda (dan apa sahaja) menjadi spageti

Lubang hitam meregangkan objek yang berdekatan dengannya. Item ini mula menyerupai spageti (malah terdapat istilah khas - "spaghettification").

Ini disebabkan oleh cara graviti berfungsi. Pada masa ini, kaki anda lebih dekat ke pusat bumi daripada kepala anda, jadi mereka lebih tertarik. Di permukaan lubang hitam, perbezaan graviti mula bekerja terhadap anda. Kaki ditarik ke arah tengah lubang hitam dengan lebih cepat dan lebih pantas, supaya bahagian atas badan tidak dapat bersaing dengannya. Keputusan: spageti!

Lubang hitam menguap dari semasa ke semasa

Lubang hitam bukan sahaja menyerap angin bintang, tetapi juga menguap. Fenomena ini ditemui pada tahun 1974 dan dinamakan radiasi Hawking (selepas Stephen Hawking, yang membuat penemuan itu).

Dari masa ke masa, lubang hitam boleh melepaskan semua jisimnya ke ruang sekeliling bersama-sama dengan sinaran ini dan hilang.

Lubang hitam memperlahankan masa berhampiran mereka

Masa semakin perlahan apabila anda semakin hampir ke ufuk acara. Untuk memahami mengapa ini berlaku, seseorang mesti beralih kepada "paradoks kembar", eksperimen pemikiran yang sering digunakan untuk menggambarkan asas-asas teori relativiti am Einstein.

Salah seorang daripada saudara kembar kekal di Bumi, dan yang kedua terbang pada perjalanan angkasa, bergerak pada kelajuan cahaya. Kembali ke Bumi, kembarnya mendapati bahawa abangnya lebih tua daripadanya, kerana apabila bergerak pada kelajuan yang hampir dengan kelajuan cahaya, masa berlalu dengan lebih perlahan.

Apabila anda menghampiri ufuk peristiwa lubang hitam, anda akan bergerak pada kelajuan yang begitu tinggi sehingga masa akan menjadi perlahan untuk anda.

Lubang hitam adalah loji kuasa yang paling maju

Lubang hitam menjana tenaga lebih baik daripada Matahari dan bintang lain. Ini berikutan perkara yang berlegar di sekeliling mereka. Mengatasi ufuk peristiwa pada kelajuan yang luar biasa, jirim dalam orbit lubang hitam memanas sehingga suhu yang sangat tinggi. Ini dipanggil sinaran badan hitam.

Sebagai perbandingan, pelakuran nuklear menukarkan 0.7% jirim kepada tenaga. Berhampiran lubang hitam, 10% jirim menjadi tenaga!

Lubang hitam meledingkan ruang di sebelahnya

Ruang boleh dianggap sebagai jalur getah yang diregangkan dengan garisan dilukis di atasnya. Jika anda meletakkan sebarang objek di atas pinggan, ia akan berubah bentuknya. Lubang hitam berfungsi dengan cara yang sama. Jisim melampau mereka menarik segala-galanya, termasuk cahaya (yang sinarnya, untuk meneruskan analogi, boleh dipanggil garis di atas pinggan).

Lubang hitam mengehadkan bilangan bintang di alam semesta

Bintang muncul dari awan gas. Untuk membentuk bintang, awan mesti menjadi sejuk.

Sinaran dari badan hitam menghalang awan gas daripada menyejuk dan menghalang penampilan bintang.

Secara teori, sebarang objek boleh menjadi lubang hitam.

Satu-satunya perbezaan antara Matahari kita dan lohong hitam ialah daya graviti. Ia jauh lebih kuat di tengah-tengah lubang hitam daripada di tengah-tengah bintang. Jika Matahari kita dimampatkan kepada diameter kira-kira lima kilometer, ia boleh menjadi lubang hitam.

Secara teori, apa sahaja boleh menjadi lubang hitam. Dalam amalan, kita tahu bahawa lubang hitam timbul hanya akibat keruntuhan bintang besar yang melebihi jisim Matahari sebanyak 20-30 kali.