Tulad ng dalawang araw: ang pinakamahabang pagkamatay ng isang bituin sa isang black hole ay nakunan sa mga larawan. Ang black hole ay ang pinaka mahiwagang bagay sa Uniberso

bahay / Manloloko ng asawa

Hinala ng mga siyentipiko na ang kapangyarihan ng mga radio-emitting emissions mula sa isang black hole ay nakadepende sa accretion rate, ngunit hindi pa nila naobserbahan nang direkta ang koneksyon na ito.

Gaya ng Pag-ibig Haha Wow Malungkot Galit

Noong Nobyembre 11, 2014, nakatanggap ang pandaigdigang network ng teleskopyo ng mga senyales mula sa isang pagsabog na naganap 300 milyong light-years mula sa Earth bilang isang black hole na napunit ang isang dumaraan na bituin. Na-target ng mga astronomo ang kaganapan sa iba pang mga teleskopyo, na nagsiwalat ng higit pa tungkol sa kung paano kumonsumo ng bagay ang mga black hole at kinokontrol ang paglaki ng mga kalawakan.

Nakuha ng mga siyentipiko mula sa Massachusetts Institute of Technology (USA) at Johns Hopkins University (USA) ang mga signal ng radyo na nagsa-intersect ng 90% sa mga malalayong pagsabog ng X-ray na iyon, ngunit nangyayari nang may pagkaantala ng 13 araw mula sa mga ito. Naniniwala sila na ang data ay katibayan ng isang higanteng balahibo ng mga high-energy na particle na tumakas mula sa black hole bilang resulta ng pagbagsak ng stellar material.

Ang pagsipsip ng isang bituin sa pamamagitan ng isang black hole na nakikita ng artist. Pinasasalamatan: ESO / L. Calçada

Ang nangungunang may-akda ng pag-aaral, si Dehei Pasham, ay naniniwala na ang kapangyarihan ng jet na nagmumula sa black hole ay kahit papaano ay kontrolado ng bilis kung saan ito kumakain sa nawasak na bituin. Ang isang "full" black hole ay gumagawa ng malakas na jet, habang ang malnourished black hole ay gumagawa ng mahinang jet o wala. Pinaghihinalaan ng mga siyentipiko na ang kapangyarihan ng mga emisyon ay nakasalalay sa rate ng pagtaas, ngunit hindi pa nila naobserbahan nang direkta ang koneksyon na ito.

Paksa ng talakayan

Batay sa mga teoretikal na modelo ng ebolusyon ng black hole na sinamahan ng mga obserbasyon sa malalayong mga kalawakan, ang mga siyentipiko ay may pangkalahatang pag-unawa sa kung ano ang nangyayari sa panahon ng isang kaganapan ng pagkasira ng tubig: kapag ang isang bituin ay dumaan malapit sa isang black hole, ang gravitational pull ng black hole ay nag-uudyok ng mga puwersa ng tidal sa bituin , katulad ng kung paano lumilikha ang buwan ng mga pagtaas ng tubig sa karagatan sa Earth. Ang gravity ng black hole ay napakalaki na kaya nitong sirain ang isang bituin. Nahuhuli ang mga star debris sa isang vortex ng materyal na nagpapakain sa halimaw.

Ang buong proseso ay bumubuo ng napakalaking pagsabog ng enerhiya sa buong electromagnetic spectrum. Napagmasdan sila ng mga siyentipiko sa mga optical, ultraviolet at X-ray band, gayundin sa mga radio wave. Ang pinagmulan ng X-ray ay pinaniniwalaang ultracold na materyal mula sa mga panloob na rehiyon ng accretion disk, na malapit nang mahulog sa isang black hole, habang ang optical at ultraviolet radiation ay malamang na magmumula sa mga panlabas na rehiyon ng accretion disk.

Gayunpaman, kung ano ang bumubuo ng radio emission sa panahon ng pagkawasak ng tubig ay tinatalakay pa rin. Ang ilang mga siyentipiko ay nag-iisip na sa sandali ng isang pagsabog ng bituin, ang shock wave ay lumalaganap palabas at pinasisigla ang mga particle ng plasma sa kapaligiran, na, naman, ay naglalabas ng mga radio wave. Sa senaryo na ito, ang larawan ng mga radio wave ay magiging lubhang kakaiba sa larawan ng mga X-ray na nagmumula sa mga stellar debris, at hinahamon ng bagong pananaliksik ang paradigm na ito.

Shift pattern

Tiningnan ni Dehei Pasham at ng kanyang kasamahan na si Sjort van Welzen ng Johns Hopkins University ang data na naitala mula sa flare na natuklasan noong 2014 ng All-sky Automated Survey for Supernovae (ASASSN) telescope network. Di-nagtagal pagkatapos ng pagtuklas na ito, maraming teleskopyo ang tumutok sa hindi pangkaraniwang pangyayaring ito. Sinusubaybayan ng mga siyentipiko ang mga obserbasyon sa radyo ng tatlong teleskopyo sa loob ng 180 araw at natagpuan ang isang malinaw na pagkakaisa sa data ng X-ray para sa parehong kaganapan, kahit na bahagyang lumipat sa oras. Natuklasan ng mga astronomo na ang mga dataset ay 90 porsiyentong magkapareho sa isang 13-araw na paglilipat. Iyon ay, ang mga pagbabago sa X-ray spectrum pagkatapos ng 13 araw ay lumitaw sa hanay ng radyo.

"Tanging isang pisikal na proseso ang maaaring matukoy ang gayong relasyon, na sa paanuman ay nag-uugnay sa X-ray ng accretion stream sa lugar ng produksyon ng radyo," paliwanag ni Dehei Pasham.

Mula sa parehong data, nakalkula ng mga siyentipiko na ang laki ng rehiyong gumagawa ng X-ray ay humigit-kumulang 25 beses ang laki ng Araw, habang ang rehiyong naglalabas ng radyo ay humigit-kumulang 400,000 beses ang radius ng Araw. Ang koponan ay nag-isip na ang mga radio wave ay ibinubuga ng isang jet ng mga high-energy na particle na nagsimulang umagos palabas ng black hole sa ilang sandali lamang matapos ang pagsipsip ng materyal mula sa nawasak na bituin.

Dahil ang rehiyon ng jet kung saan nabuo ang mga radio wave ay hindi kapani-paniwalang puno ng mga electron, karamihan sa radiation ay agad na hinihigop ng ibang mga electron. Ito ay lamang kapag ang mga electron ay sumulong sa kahabaan ng jet na ang mga radio wave ay pinakawalan. Ito ang hudyat na natagpuan ng mga mananaliksik sa kalaunan. Kaya, ang kapangyarihan ng jet ay kinokontrol ng accretion rate kung saan ang black hole ay sumisipsip ng X-ray-emitting stellar debris.

Si Dr. Jane Lisin Dai at Propesor Enrico Ramirez-Ruiz ng Niels Bohr Institute ay nagpakita ng isang mahalagang modelo ng computer. Maaari itong magamit upang pag-aralan ang kaganapan ng pagkawasak ng tubig - bihira ngunit napakalakas na mga kaganapan sa mga sentro ng galactic.

Pagkawasak ng tidal

Sa gitna ng bawat malaking kalawakan ay isang napakalaking black hole na milyun-milyon at bilyun-bilyong beses ang mass ng Araw. Ngunit karamihan sa kanila ay mahirap obserbahan dahil hindi sila naglalabas ng radiation. Nangyayari ito kapag ang isang tiyak na hugis ng materyal ay hinila sa napakalakas na gravitational field ng black hole. Humigit-kumulang sa bawat 10,000 taon sa isang kalawakan, ang isang bituin ay lumalapit sa isang mapanganib na distansya sa butas, at ang gravity ng huli ay pumupunit sa bagay. Ang kaganapang ito ay tinatawag na gravitational tide.

Sa prosesong ito, ang black hole ay napupuno ng mga stellar debris para sa isang tiyak na oras. Kapag ang stellar gas ay nasisipsip, ang isang malaking halaga ng radiation ay inilabas. Pinapayagan ka nitong pag-aralan ang mga katangian ng butas.

Ang pinagsamang modelo

Sa panahon ng high tide, ang ilang mga butas ay naglalabas ng X-ray, habang ang iba ay naglalabas ng nakikitang liwanag at UV. Mahalagang maunawaan ang iba't-ibang ito at pagsama-samahin ang buong palaisipan. Sa bagong modelo, sinubukan nilang isaalang-alang ang viewing angle ng terrestrial observer. Pinag-aaralan ng mga siyentipiko ang uniberso, ngunit ang mga kalawakan ay naka-orient nang random.

Pinagsasama ng bagong modelo ang mga elemento mula sa pangkalahatang relativity, magnetic field, radiation at gas, na ginagawang posible na isaalang-alang ang isang tidal na kaganapan mula sa iba't ibang mga punto ng view at kolektahin ang lahat ng mga aksyon sa isang solong istraktura.

Kooperasyon at mga prospect

Ang gawain ay naging posible sa pamamagitan ng pakikipagtulungan sa pagitan ng Niels Bohr Institute at ng Unibersidad ng California, Santa Cruz. Ang mga mananaliksik mula sa Unibersidad ng Maryland ay sumali din. Upang malutas ang problema, ginamit ang mga modernong tool sa pag-compute. Ang pambihirang tagumpay ay nagbigay ng pananaw para sa mabilis na lumalagong larangan ng pananaliksik.

Ang walang katapusang Universe ay puno ng mga lihim, misteryo at kabalintunaan. Sa kabila ng katotohanan na ang modernong agham ay gumawa ng isang malaking hakbang pasulong sa paggalugad sa kalawakan, marami sa walang katapusang mundong ito ay nananatiling hindi maunawaan sa pananaw ng tao sa mundo. Marami tayong alam tungkol sa mga bituin, nebula, kumpol at planeta. Gayunpaman, sa kalawakan ng Uniberso mayroong mga naturang bagay, ang pagkakaroon nito ay maaari lamang nating hulaan. Halimbawa, kakaunti lang ang alam natin tungkol sa mga black hole. Ang pangunahing impormasyon at kaalaman tungkol sa likas na katangian ng mga black hole ay batay sa mga pagpapalagay at hula. Ang mga astrophysicist at atomic scientist ay nakikipagpunyagi sa isyung ito nang higit sa isang dosenang taon. Ano ang black hole sa kalawakan? Ano ang katangian ng gayong mga bagay?

Ang pakikipag-usap tungkol sa mga black hole sa mga simpleng termino

Upang isipin kung ano ang hitsura ng isang black hole, sapat na upang makita ang buntot ng isang tren na umaalis sa lagusan. Ang mga ilaw ng signal sa huling karwahe, habang lumalalim ang tren sa lagusan, ay bababa sa laki hanggang sa tuluyang mawala sa larangan ng view. Sa madaling salita, ito ay mga bagay kung saan kahit liwanag ay nawawala dahil sa napakalaking atraksyon. Ang mga elementarya na particle, electron, proton at photon ay hindi kayang pagtagumpayan ang hindi nakikitang hadlang, nahulog sila sa itim na kailaliman ng kawalan, samakatuwid ang gayong butas sa espasyo ay tinatawag na itim. Walang kahit katiting na maliwanag na lugar sa loob niya, ang kadiliman at kawalang-hanggan. Kung ano ang nasa kabilang panig ng black hole ay hindi alam.

Ang space vacuum cleaner na ito ay may napakalaking gravity at kayang lunukin ang isang buong kalawakan kasama ang lahat ng mga kumpol at supercluster ng mga bituin, na may nebulae at dark matter sa boot. Paano ito posible? Maaari lamang hulaan ng isa. Ang mga batas ng pisika na kilala sa amin sa kasong ito ay sumasabog sa mga tahi at hindi nagbibigay ng paliwanag para sa mga prosesong nagaganap. Ang kakanyahan ng kabalintunaan ay nakasalalay sa katotohanan na sa isang partikular na lugar ng Uniberso, ang pakikipag-ugnayan ng gravitational ng mga katawan ay tinutukoy ng kanilang masa. Ang proseso ng pagsipsip ng isang bagay ng isa pa ay hindi naiimpluwensyahan ng kanilang qualitative at quantitative na komposisyon. Ang mga particle, na umabot sa isang kritikal na halaga sa isang tiyak na lugar, ay pumapasok sa isa pang antas ng pakikipag-ugnayan, kung saan ang mga puwersa ng gravitational ay nagiging mga puwersa ng atraksyon. Ang isang katawan, bagay, sangkap o bagay sa ilalim ng impluwensya ng gravity ay nagsisimulang lumiit, na umaabot sa napakalaking density.

Humigit-kumulang ang mga naturang proseso ay nangyayari sa panahon ng pagbuo ng isang neutron star, kung saan ang stellar matter ay na-compress sa dami sa ilalim ng impluwensya ng internal gravity. Ang mga libreng electron ay pinagsama sa mga proton upang bumuo ng mga neutral na particle na elektrikal - mga neutron. Ang densidad ng sangkap na ito ay napakalaki. Ang isang butil ng bagay na kasing laki ng isang bukol ng pinong asukal ay tumitimbang ng bilyun-bilyong tonelada. Dito magiging angkop na alalahanin ang pangkalahatang teorya ng relativity, kung saan ang espasyo at oras ay tuluy-tuloy na dami. Dahil dito, ang proseso ng compression ay hindi maaaring ihinto sa kalahati at samakatuwid ay walang limitasyon.

Posible, ang isang black hole ay mukhang isang butas, kung saan maaaring mayroong paglipat mula sa isang piraso ng espasyo patungo sa isa pa. Kasabay nito, ang mga katangian ng espasyo at oras mismo ay nagbabago, na umiikot sa isang space-time vortex. Pag-abot sa ilalim ng funnel na ito, ang anumang bagay ay nawasak sa quanta. Ano ang nasa kabilang bahagi ng black hole, itong higanteng butas? Marahil ay may isa pang espasyo kung saan gumagana ang ibang mga batas at ang oras ay dumadaloy sa kabilang direksyon.

Sa konteksto ng teorya ng relativity, ganito ang hitsura ng teorya ng black hole. Ang punto sa kalawakan, kung saan ang mga puwersa ng gravitational ay nag-compress ng anumang bagay sa mga mikroskopikong laki, ay may napakalaking puwersa ng pagkahumaling, na ang laki nito ay tumataas hanggang sa kawalang-hanggan. Lumilitaw ang isang fold ng oras, at ang espasyo ay kurbado, nagsasara sa isang punto. Ang mga bagay na nilamon ng black hole ay hindi makayanan ang lakas ng paghila ng napakapangit na vacuum cleaner na ito nang mag-isa. Kahit na ang bilis ng liwanag na taglay ng quanta ay hindi nagpapahintulot ng elementarya na mga particle na madaig ang puwersa ng grabidad. Ang anumang katawan na tumama sa ganoong punto ay hindi na magiging isang materyal na bagay, na nagsasama sa isang bula ng espasyo-oras.

Black hole mula sa punto ng view ng agham

Kapag tinanong, paano nabubuo ang mga black hole? Walang tiyak na sagot. Maraming mga kabalintunaan at kontradiksyon sa Uniberso na hindi maipaliwanag mula sa pananaw ng agham. Ang teorya ng relativity ni Einstein ay nagbibigay-daan lamang sa isang teoretikal na paliwanag ng likas na katangian ng naturang mga bagay, ngunit ang quantum mechanics at physics ay tahimik sa kasong ito.

Sinusubukang ipaliwanag ang mga prosesong nagaganap sa pamamagitan ng mga batas ng pisika, ang larawan ay magiging ganito. Isang bagay na nabuo bilang resulta ng napakalaking gravitational compression ng isang napakalaking o supermassive space body. Ang prosesong ito ay tinatawag na siyentipikong pagbagsak ng gravitational. Ang terminong "black hole" ay unang tumunog sa siyentipikong komunidad noong 1968, nang sinubukan ng American astronomer at physicist na si John Wheeler na ipaliwanag ang estado ng pagbagsak ng bituin. Ayon sa kanyang teorya, sa halip na isang napakalaking bituin na sumailalim sa pagbagsak ng gravitational, isang spatial at temporal na puwang ang lumitaw, kung saan ang isang patuloy na lumalagong compression ay kumikilos. Lahat ng binubuo ng bituin ay pumapasok sa sarili nito.

Ang paliwanag na ito ay nagbibigay-daan sa amin upang tapusin na ang likas na katangian ng mga black hole ay hindi konektado sa anumang paraan sa mga prosesong nagaganap sa Uniberso. Ang lahat ng nangyayari sa loob ng bagay na ito ay hindi makikita sa anumang paraan sa nakapalibot na espasyo na may isang "PERO". Ang gravity ng black hole ay napakalakas kaya nababaluktot nito ang espasyo, na nagpipilit sa mga kalawakan na umikot sa paligid ng mga black hole. Alinsunod dito, nagiging malinaw ang dahilan kung bakit anyong mga spiral ang mga kalawakan. Hindi alam kung gaano katagal bago mawala ang malaking Milky Way galaxy sa kailaliman ng isang napakalaking black hole. Ang isang kagiliw-giliw na katotohanan ay ang mga itim na butas ay maaaring lumitaw kahit saan sa kalawakan, kung saan ang mga perpektong kondisyon ay nilikha para dito. Ang ganitong tiklop ng oras at espasyo ay neutralisahin ang napakalaking bilis ng pag-ikot at paggalaw ng mga bituin sa espasyo ng kalawakan. Ang oras sa isang black hole ay dumadaloy sa ibang dimensyon. Sa loob ng lugar na ito, walang mga batas ng grabidad ang nagbibigay ng kanilang sarili sa interpretasyon mula sa punto ng view ng pisika. Ang estado na ito ay tinatawag na black hole singularity.

Ang mga black hole ay hindi nagpapakita ng anumang mga panlabas na palatandaan ng pagkakakilanlan; ang kanilang pag-iral ay maaaring hatulan ng pag-uugali ng iba pang mga bagay sa kalawakan, na apektado ng mga patlang ng gravitational. Ang buong larawan ng isang buhay-at-kamatayang pakikibaka ay nagaganap sa hangganan ng isang black hole, na natatakpan ng isang lamad. Ang haka-haka na ibabaw ng funnel ay tinatawag na "horizon ng kaganapan." Lahat ng nakikita natin hanggang sa hangganang ito ay nahahawakan at materyal.

Mga sitwasyon para sa pagbuo ng mga black hole

Sa pagbuo ng teorya ni John Wheeler, maaari nating tapusin na ang sikreto ng mga black hole ay malamang na wala sa proseso ng pagbuo nito. Ang pagbuo ng isang black hole ay nangyayari bilang isang resulta ng pagbagsak ng isang neutron star. Bukod dito, ang masa ng naturang bagay ay dapat na lumampas sa masa ng Araw ng tatlo o higit pang beses. Kumunot ang neutron star hanggang sa hindi na makawala ang sariling liwanag mula sa mahigpit na yakap ng puwersa ng grabidad. May limitasyon ang laki kung saan ang isang bituin ay maaaring lumiit, na nagsilang ng isang black hole. Ang radius na ito ay tinatawag na gravitational radius. Ang napakalaking bituin sa huling yugto ng kanilang pag-unlad ay dapat magkaroon ng gravitational radius na ilang kilometro.

Ngayon, ang mga siyentipiko ay nakakuha ng circumstantial evidence ng pagkakaroon ng black holes sa isang dosenang X-ray binary. Ang mga X-ray na bituin, isang pulsar, o isang burster ay walang solidong ibabaw. Bilang karagdagan, ang kanilang masa ay mas malaki kaysa sa masa ng tatlong Araw. Ang kasalukuyang estado ng outer space sa konstelasyon na Cygnus, ang X-ray star na Cygnus X-1, ay ginagawang posible na masubaybayan ang pagbuo ng mga kakaibang bagay na ito.

Batay sa pananaliksik at teoretikal na pagpapalagay, mayroong apat na senaryo para sa pagbuo ng mga itim na bituin sa agham ngayon:

gravitational collapse ng isang napakalaking bituin sa huling yugto ng ebolusyon nito;
pagbagsak ng gitnang rehiyon ng kalawakan;
ang pagbuo ng mga black hole sa panahon ng Big Bang;
ang pagbuo ng quantum black hole.

Ang unang senaryo ay ang pinaka-makatotohanan, ngunit ang bilang ng mga itim na bituin na pamilyar sa atin ngayon ay lumampas sa bilang ng mga kilalang neutron na bituin. At ang edad ng Uniberso ay hindi napakalaki na ang napakaraming malalaking bituin ay maaaring dumaan sa buong proseso ng ebolusyon.

Ang pangalawang senaryo ay may karapatang mabuhay, at mayroong isang matingkad na halimbawa nito - ang napakalaking black hole na Sagittarius A *, na matatagpuan sa gitna ng ating kalawakan. Ang masa ng bagay na ito ay 3.7 solar masa. Ang mekanismo ng senaryo na ito ay katulad ng senaryo ng gravitational collapse na may pagkakaiba lamang na ang pagbagsak ay hindi isang bituin, ngunit interstellar gas. Sa ilalim ng impluwensya ng mga puwersa ng gravitational, ang gas ay na-compress sa isang kritikal na masa at density. Sa isang kritikal na sandali, ang bagay ay nabubulok sa quanta, na bumubuo ng isang black hole. Gayunpaman, ang teoryang ito ay nagdudulot ng mga pagdududa, dahil kamakailan ay nakilala ng mga astronomo sa Columbia University ang mga satellite ng Sagittarius A * black hole. Ang mga ito ay naging maraming maliliit na itim na butas, na marahil ay nabuo sa ibang paraan.

Ang ikatlong senaryo ay mas teoretikal at nauugnay sa pagkakaroon ng teorya ng Big Bang. Sa sandali ng pagbuo ng Uniberso, isang bahagi ng mga bagay at mga patlang ng gravitational ay sumailalim sa mga pagbabago. Sa madaling salita, ang mga proseso ay kumuha ng ibang landas, na hindi nauugnay sa mga kilalang proseso ng quantum mechanics at nuclear physics.

Ang huling senaryo ay nakatuon sa physics ng isang nuclear explosion. Sa mga clots ng bagay sa proseso ng mga reaksyong nuklear sa ilalim ng impluwensya ng mga puwersa ng gravitational, nangyayari ang isang pagsabog, sa lugar kung saan nabuo ang isang itim na butas. Ang bagay ay sumasabog sa loob, sumisipsip ng lahat ng mga particle.

Ang pagkakaroon at ebolusyon ng mga black hole

Ang pagkakaroon ng isang tinatayang ideya ng likas na katangian ng gayong kakaibang mga bagay sa kalawakan, iba pa ang kawili-wili. Ano ang tunay na sukat ng mga black hole, gaano kabilis ang paglaki ng mga ito? Ang laki ng mga black hole ay tinutukoy ng kanilang gravitational radius. Para sa mga black hole, ang radius ng isang black hole ay tinutukoy ng masa nito at tinatawag na Schwarzschild radius. Halimbawa, kung ang isang bagay ay may mass na katumbas ng masa ng ating planeta, kung gayon ang Schwarzschild radius sa kasong ito ay 9 mm. Ang aming pangunahing luminary ay may radius na 3 km. Ang average na density ng isang black hole na nabuo bilang kapalit ng isang bituin na may mass na 10⁸ solar mass ay magiging malapit sa density ng tubig. Ang radius ng naturang pormasyon ay magiging 300 milyong kilometro.

Malamang na ang mga higanteng black hole ay matatagpuan sa gitna ng mga kalawakan. Sa ngayon, 50 kalawakan ang kilala, sa gitna kung saan mayroong malalaking temporal at spatial na balon. Ang masa ng naturang mga higante ay bilyun-bilyon ng masa ng Araw. Maaari lamang isipin ng isang tao kung ano ang isang napakalaki at napakalaking puwersa ng pang-akit na taglay ng naturang butas.

Tulad ng para sa maliliit na butas, ito ay mga mini-object, ang radius nito ay umaabot sa mga hindi gaanong halaga, 10¯¹² cm lamang. Ang bigat ng naturang mumo ay 10¹⁴gr. Ang ganitong mga pormasyon ay lumitaw sa panahon ng Big Bang, ngunit sa paglipas ng panahon sila ay tumaas sa laki at ngayon sila ay nagpaparangalan sa kalawakan bilang mga halimaw. Ang mga kondisyon kung saan naganap ang pagbuo ng mga maliliit na itim na butas, sinusubukan ng mga siyentipiko ngayon na muling likhain sa mga kondisyon ng terrestrial. Para sa mga layuning ito, ang mga eksperimento ay isinasagawa sa mga electron collider, kung saan ang mga elementarya na particle ay pinabilis sa bilis ng liwanag. Ang mga unang eksperimento ay naging posible upang makakuha sa mga kondisyon ng laboratoryo ng isang quark-gluon plasma - bagay na umiral sa bukang-liwayway ng pagbuo ng Uniberso. Ang ganitong mga eksperimento ay nagpapahintulot sa amin na umasa na ang isang black hole sa Earth ay isang bagay ng oras. Isa pang usapin kung ang gayong tagumpay ng siyensya ng tao ay magiging isang sakuna para sa atin at para sa ating planeta. Sa pamamagitan ng paggawa ng artipisyal na black hole, mabubuksan natin ang kahon ng Pandora.

Ang mga kamakailang obserbasyon ng iba pang mga kalawakan ay nagbigay-daan sa mga siyentipiko na tumuklas ng mga black hole, na ang laki nito ay lumampas sa lahat ng maiisip na inaasahan at pagpapalagay. Ang ebolusyon na nangyayari sa gayong mga bagay ay ginagawang posible na mas maunawaan kung bakit lumalaki ang masa ng mga black hole, kung ano ang tunay na limitasyon nito. Ang mga siyentipiko ay dumating sa konklusyon na ang lahat ng kilalang black hole ay lumaki sa kanilang tunay na laki sa loob ng 13-14 bilyong taon. Ang pagkakaiba sa laki ay dahil sa density ng nakapalibot na espasyo. Kung ang isang black hole ay may sapat na pagkain na naaabot ng mga puwersa ng grabidad, ito ay lumalaki nang mabilis, na umaabot sa isang masa ng daan-daan at libu-libong solar na masa. Kaya naman ang napakalaking sukat ng naturang mga bagay ay matatagpuan sa gitna ng mga kalawakan. Napakalaking kumpol ng mga bituin, malalaking masa ng interstellar gas ay masaganang pagkain para sa paglaki. Kapag nagsanib ang mga kalawakan, maaaring magsanib ang mga itim na butas upang bumuo ng bagong supermassive na bagay.

Sa paghusga sa pamamagitan ng pagsusuri ng mga proseso ng ebolusyon, kaugalian na makilala ang dalawang klase ng mga black hole:

mga bagay na may mass na 10 beses ang solar mass;
napakalaking bagay, na ang bigat nito ay daan-daang libo, bilyun-bilyong solar mass.

May mga black hole na may average na intermediate mass na katumbas ng 100-10 thousand solar mass, ngunit hindi pa rin alam ang kanilang kalikasan. Mayroong humigit-kumulang isang bagay sa bawat kalawakan. Ang pag-aaral ng mga X-ray na bituin ay naging posible upang mahanap sa layo na 12 milyong light years sa M82 galaxy nang sabay-sabay ang dalawang black hole ng average na masa. Ang masa ng isang bagay ay nag-iiba sa hanay na 200-800 solar masa. Ang isa pang bagay ay mas malaki at may mass na 10-40 thousand solar mass. Ang kapalaran ng naturang mga bagay ay kawili-wili. Matatagpuan ang mga ito malapit sa mga kumpol ng bituin, unti-unting naaakit sa isang napakalaking black hole na matatagpuan sa gitnang bahagi ng kalawakan.

Ang ating planeta at mga black hole

Sa kabila ng paghahanap ng mga pahiwatig tungkol sa likas na katangian ng mga black hole, ang siyentipikong mundo ay nababahala tungkol sa lugar at papel ng isang black hole sa kapalaran ng Milky Way galaxy at, sa partikular, sa kapalaran ng planetang Earth. Ang fold ng oras at espasyo na umiiral sa gitna ng Milky Way ay unti-unting sumisipsip ng lahat ng bagay sa paligid nito. Milyun-milyong bituin at trilyong tonelada ng interstellar gas ang nilamon na sa black hole. Sa paglipas ng panahon, ang pagliko ay darating sa mga bisig ng Cygnus at Sagittarius, kung saan matatagpuan ang solar system, na naglakbay sa layo na 27 libong light years.

Ang isa pang malapit na supermassive black hole ay matatagpuan sa gitnang bahagi ng Andromeda galaxy. Ito ay humigit-kumulang 2.5 milyong light years ang layo. Marahil, hanggang sa oras na ang ating bagay na Sagittarius A * ay lumamon sa sarili nitong kalawakan, dapat nating asahan ang pagsasama ng dalawang magkatabing kalawakan. Alinsunod dito, dalawang napakalaking black hole ang magsasama sa isa, kakila-kilabot at napakapangit na laki.

Ang mga maliliit na black hole ay isang ganap na naiibang bagay. Ang isang black hole na may radius na ilang sentimetro ay sapat na upang lamunin ang planetang Earth. Ang problema ay, sa likas na katangian nito, ang isang black hole ay isang ganap na walang mukha na bagay. Walang radiation o radiation na nagmumula sa sinapupunan nito, kaya medyo mahirap mapansin ang isang misteryosong bagay. Sa malapit lang natin makikita ang curvature ng background light, na nagpapahiwatig na may butas sa espasyo sa rehiyong ito ng Uniberso.

Sa ngayon, itinatag ng mga siyentipiko na ang pinakamalapit na black hole sa Earth ay ang V616 Monocerotis object. Ang halimaw ay matatagpuan 3,000 light years mula sa aming system. Sa laki nito, ito ay isang malaking pormasyon, ang masa nito ay 9-13 solar na masa. Ang isa pang malapit na bagay na nagdudulot ng banta sa ating mundo ay ang black hole na Gygnus X-1. Sa halimaw na ito tayo ay pinaghihiwalay ng layo na 6,000 light years. Ang mga black hole na natuklasan sa aming kapitbahayan ay bahagi ng isang binary system, i.e. umiiral sa malapit sa isang bituin na nagpapakain ng isang bagay na walang kabusugan.

Konklusyon

Ang pag-iral sa espasyo ng mga mahiwaga at mahiwagang bagay tulad ng mga black hole, siyempre, ay ginagawa tayong mapagbantay. Gayunpaman, ang lahat ng nangyayari sa mga black hole ay bihirang mangyari, dahil sa edad ng uniberso at sa napakalaking distansya. Sa loob ng 4.5 bilyong taon, ang solar system ay tahimik, na umiiral ayon sa mga batas na alam natin. Sa panahong ito, walang ganito, ni pagbaluktot ng espasyo, o mga tiklop ng oras malapit sa solar system ang lumitaw. Marahil ay walang angkop na mga kondisyon para dito. Ang bahagi ng Milky Way, kung saan naninirahan ang Sun star system, ay isang kalmado at matatag na lugar ng kalawakan.

Inamin ng mga siyentipiko ang ideya na ang hitsura ng mga itim na butas ay hindi sinasadya. Ang ganitong mga bagay ay gumaganap ng papel ng mga orderlies sa Uniberso, na sinisira ang labis ng mga cosmic na katawan. Kung tungkol sa kapalaran ng mga halimaw mismo, ang kanilang ebolusyon ay hindi pa ganap na nauunawaan. Mayroong isang bersyon na ang mga black hole ay hindi walang hanggan at maaaring tumigil sa pag-iral sa isang tiyak na yugto. Hindi na lihim para sa sinuman na ang gayong mga bagay ay ang pinakamakapangyarihang pinagmumulan ng enerhiya. Anong uri ng enerhiya ito at kung paano ito sinusukat ay isa pang bagay.

Sa pamamagitan ng mga pagsisikap ni Stephen Hawking, ipinakita sa agham ang teorya na ang isang black hole ay nagpapalabas pa rin ng enerhiya, nawawala ang masa nito. Sa kanyang mga pagpapalagay, ang siyentipiko ay ginagabayan ng teorya ng relativity, kung saan ang lahat ng mga proseso ay magkakaugnay sa bawat isa. Walang basta-basta nawawala nang hindi lumilitaw sa ibang lugar. Ang anumang bagay ay maaaring mabago sa ibang sangkap, habang ang isang uri ng enerhiya ay pumasa sa isa pang antas ng enerhiya. Maaaring ito ang kaso sa mga black hole, na isang transisyonal na portal, mula sa isang estado patungo sa isa pa.

Kung mayroon kang anumang mga katanungan - iwanan ang mga ito sa mga komento sa ibaba ng artikulo. Kami o ang aming mga bisita ay magiging masaya na sagutin ang mga ito.

Naitala ng mga astrophysicist ang pinakamahabang pagkamatay ng isang bituin sa isang black hole sa buong kasaysayan ng mga obserbasyon - ang tagal ng proseso ay lumampas sa mga katulad na kaso ng higit sa 10 beses. Ang katotohanan ay ang isang itim na butas ay lumulunok ng isang bituin nang dalawang beses sa masa ng Araw. Ayon sa mga siyentipiko, sa panahon ng aktibong pagmamasid sa Uniberso, ang pagkamatay ng gayong malaking bituin sa isang black hole ay naobserbahan sa unang pagkakataon. Tungkol sa kung ang natuklasang proseso ay makakapagbigay liwanag sa pagbuo ng mga itim na butas ng malaking masa isang bilyong taon pagkatapos ng paglitaw ng Uniberso - sa materyal na RT.

Ang pagkamatay ng isang bituin sa black hole XJ1500 + 0154 na nakita ng artist. Sa ibaba - isang larawan ng kung ano ang nangyayari: sa nakikitang spectrum (kaliwa), sa hanay ng X-ray
nasa.gov

Random pagbubukas

Ang proseso ay naitala ng isang internasyonal na pangkat ng mga siyentipiko na pinamumunuan ni Dacheng Lin mula sa Space Science Center ng University of New Hampshire. Ang mga katulad na kaganapan sa memorya ng mga siyentipiko ay tumagal ng halos isang taon, habang ang prosesong nagaganap sa isang black hole na tinatawag na XJ1500 + 0154 ay nagsimula noong 2005. Ang bituin na namatay sa ilalim ng impluwensya ng tidal forces ay napunit, at ang napakalaking black hole ay patuloy na nilalamon ang mga labi nito.

Ang mga X-ray na ibinubuga ng mga stellar debris na pinainit sa milyun-milyong degree ay hindi sinasadyang napansin ng mga astrophysicist gamit ang XMM-Newton space telescope. Noong panahong iyon, pinag-aaralan nila ang isang kumpol ng mga kalawakan na tinatawag na NGC 5813 sa konstelasyong Virgo, 105 milyong light-years mula sa Earth. Ang malakas na radiation ay nakakuha ng atensyon ng mga siyentipiko sa yugto ng pagsusuri ng mga imahe ng NGC 5813. Noong 2008, naitala ng teleskopyo ng Chandra na ang intensity ng radiation ng isang bagay na hindi sinasadyang nahulog sa imahe at higit pa kaysa sa pinag-aralan na kumpol ng mga kalawakan ay lumampas sa unang naitala ang mga halaga ng 100 beses. Sa mga sumunod na taon, kabilang ang 2014 at 2016, nakatanggap ang Swift telescope ng karagdagang data.

Ang pangunahing bagay ay kumain ng tama

"Ang bagay ay mabilis na lumalaki sa halos lahat ng oras ng pagmamasid," sabi ni James Gilochon ng Harvard-Smithsonian Center para sa Astrophysics. "Ito ay nagmumungkahi ng isang bagay na hindi karaniwan: ang isang itim na butas ay lumalamon ng isang bituin nang dalawang beses sa masa ng Araw."

Ayon sa mga siyentipiko, sa panahon ng aktibong pagmamasid sa Uniberso, ang pagkamatay ng gayong malaking bituin sa isang black hole ay naobserbahan sa unang pagkakataon.

Bilang karagdagan, nabanggit ng mga mananaliksik na ang naitala na X-ray radiation ay regular na bumabagsak sa labas ng katanggap-tanggap na saklaw ng tinatawag na limitasyon ng Eddington. Ang parameter na ito ay nagpapahiwatig ng ratio ng emitted heated substance sa gravitational force na umaakit sa substance sa gitna ng object. Batay sa kung paano nilalabag ang relasyon na ito sa paligid ng naobserbahang black hole, napagpasyahan ng mga astrophysicist na ito ay lumalaki nang mas mabilis kaysa sa normal na rate. Ayon sa kanila, ang napakalaking black hole ay maaaring lumitaw sa ganitong paraan isang bilyong taon lamang pagkatapos ng pagbuo ng uniberso. Ito ay isang mahalagang konklusyon, dahil ang mga sinaunang bagay na napakalaking masa - bilyun-bilyong beses na mas malaki kaysa sa Araw - ay naitala na, ngunit ang kanilang pinagmulan ay hindi ganap na malinaw.

Mula noong 1990s, paulit-ulit na naobserbahan ng mga astronomo ang pagkawatak-watak ng isang bituin at ang pagsipsip nito sa pamamagitan ng isang black hole. Sa prosesong ito, nahuhulog sa ilalim ng impluwensya ng puwersa ng gravitational ng isang napakalaking bagay, ang bituin ay naghiwa-hiwalay sa mga fragment. Ang sangkap kung saan ito ay binubuo ay ipinamamahagi sa anyo ng isang flat disc. Karamihan sa mga ito ay hinihigop ng black hole, at ang iba ay nakakalat sa kalawakan.

Sa naitala na kaso, bilang karagdagan sa pagkamatay ng isang napakalaking bituin, mayroong isa pang pagpipilian, hindi gaanong nakakaintriga. Kung ang isang bituin na may mas katamtamang laki ay lumapit sa itim na butas at ganap na nawasak, ang naobserbahang epekto ay magiging pareho. Karaniwan, ang kumpletong pagsipsip ay hindi nangyayari, kaya ang kaganapang ito ay makikita sa unang pagkakataon sa panahon ng paggalugad sa kalawakan.

Pinakabagong X-ray

Ang lugar kung saan matatagpuan ang black hole, na pabirong tinatawag na pinaka matakaw na naobserbahan, ay kasabay ng sinasabing lokasyon ng isang space object na may malaking masa sa gitna ng isang maliit na kalawakan, kung saan ang pagbuo ng mga bituin ay aktibong nagaganap. Malinaw, hindi na kailangang pag-usapan ang mga detalyadong larawan ng kung ano ang nangyayari sa ganoong distansya mula sa Earth - 1.8 bilyong light years. Gayunpaman, ipinakita ng mga artista ang kanilang pananaw sa pagkamatay ng isang malaking bituin dahil sa isang black hole.

Sa susunod na ilang taon, inaasahan ng mga eksperto ang pagbaba sa intensity ng radiation: ang mga fragment ng isang malaking bituin na kumakain sa black hole ay magwawakas. Ang ilan sa kanila ay magkakalat sa kalawakan. Napansin ng mga Astrophysicist na ang radiation ay nagsimula nang bumaba, ngunit ang bagay ay nagpapanatili pa rin ng hindi kapani-paniwalang ningning.

Tulad ng sinabi ng mga mananaliksik, alam ang tungkol sa posibilidad ng mga proseso na may mga katangian na kanilang naitatag, magsisimula silang maghanap ng mga katulad na kaso. Gayunpaman, tandaan nila na patuloy nilang susubaybayan ang XJ1500 + 0154 din. Una, masusubaybayan nila ang mga pagbabago sa radiation, na, ayon sa kanilang mga pagtataya, ay magpapatuloy sa isa pang 10 taon. Pangalawa, ang kanilang sariling mga konklusyon ay nangangailangan pa rin ng karagdagang pag-verify.

Ang mga black hole ay ang tanging cosmic body na may kakayahang umakit ng liwanag sa pamamagitan ng gravity. Sila rin ang pinakamalaking bagay sa Uniberso. Malamang na hindi natin malalaman anumang oras sa lalong madaling panahon kung ano ang nangyayari malapit sa abot-tanaw ng kanilang kaganapan (kilala bilang "point of no return"). Ito ang mga pinaka-mahiwagang lugar sa ating mundo, tungkol sa kung saan, sa kabila ng mga dekada ng pananaliksik, napakakaunti ang nalalaman. Ang artikulong ito ay naglalaman ng 10 katotohanan na maaaring tawaging pinaka nakakaintriga.

Ang mga black hole ay hindi sumipsip sa bagay

Iniisip ng maraming tao ang isang black hole bilang isang uri ng "space vacuum cleaner" na gumuguhit sa nakapalibot na espasyo. Sa katunayan, ang mga black hole ay mga ordinaryong bagay sa kalawakan na may napakalakas na gravitational field.

Kung ang isang itim na butas na may parehong laki ay lumitaw sa lugar ng Araw, ang Earth ay hindi mahihila papasok, ito ay iikot sa parehong orbit tulad ng ngayon. Ang mga bituin na matatagpuan sa tabi ng mga black hole ay nawawalan ng bahagi ng kanilang masa sa anyo ng isang stellar wind (nangyayari ito sa panahon ng pagkakaroon ng anumang bituin) at ang mga black hole ay sumisipsip lamang ng bagay na ito.

Ang pagkakaroon ng mga black hole ay hinulaan ni Karl Schwarzschild

Si Karl Schwarzschild ang unang naglapat ng pangkalahatang teorya ng relativity ni Einstein upang patunayan ang pagkakaroon ng "point of no return". Si Einstein mismo ay hindi nag-isip tungkol sa mga black hole, bagaman ang kanyang teorya ay ginagawang posible na mahulaan ang kanilang pag-iral.

Ginawa ni Schwarzschild ang kanyang palagay noong 1915, pagkatapos na mailathala ni Einstein ang pangkalahatang relativity. Kasabay nito, ang terminong "Schwarzschild radius" ay lumitaw - ito ay isang dami na nagpapakita kung gaano karaming kailangan mong pisilin ang isang bagay upang ito ay maging isang black hole.

Sa teorya, ang anumang bagay ay maaaring maging isang black hole, kung bibigyan ng sapat na compression. Ang mas siksik na bagay, mas malakas ang gravitational field na nalilikha nito. Halimbawa, ang Earth ay magiging isang black hole kung ang isang bagay na kasing laki ng mani ay may mass.

Ang mga black hole ay maaaring magbunga ng mga bagong uniberso

Ang ideya na ang mga black hole ay maaaring magbunga ng mga bagong uniberso ay tila walang katotohanan (lalo na dahil hindi pa rin tayo sigurado tungkol sa pagkakaroon ng ibang mga uniberso). Gayunpaman, ang mga naturang teorya ay aktibong binuo ng mga siyentipiko.

Ang isang napakasimpleng bersyon ng isa sa mga teoryang ito ay ang mga sumusunod. Ang ating mundo ay may lubos na kanais-nais na mga kondisyon para sa paglitaw ng buhay dito. Kung ang alinman sa mga pisikal na pare-pareho ay nagbago kahit kaunti, wala tayo sa mundong ito. Ang kaisahan ng mga black hole ay sumasalungat sa mga karaniwang batas ng pisika at maaaring (kahit man lang sa teorya) ay magbunga ng bagong uniberso na iba sa atin.

Ang mga black hole ay maaaring gawing spaghetti ka (at anumang bagay).

Ang mga black hole ay nag-uunat ng mga bagay na malapit sa kanila. Ang mga item na ito ay nagsisimulang maging katulad ng spaghetti (mayroong kahit isang espesyal na termino - "spaghettification").

Ito ay dahil sa paraan ng paggana ng gravity. Sa ngayon, ang iyong mga paa ay mas malapit sa gitna ng mundo kaysa sa iyong ulo, kaya mas naaakit sila. Sa ibabaw ng black hole, ang pagkakaiba sa gravity ay nagsisimulang gumana laban sa iyo. Ang mga binti ay hinihila patungo sa gitna ng black hole nang mas mabilis at mas mabilis, upang ang itaas na kalahati ng katawan ay hindi makasabay sa kanila. Resulta: spaghettification!

Ang mga itim na butas ay sumingaw sa paglipas ng panahon

Ang mga black hole ay hindi lamang sumisipsip ng stellar wind, ngunit din sumingaw. Ang kababalaghang ito ay natuklasan noong 1974 at pinangalanang Hawking radiation (pagkatapos kay Stephen Hawking, na nakatuklas).

Sa paglipas ng panahon, mailalabas ng black hole ang lahat ng masa nito sa nakapalibot na espasyo kasama ng radiation na ito at mawala.

Ang mga black hole ay nagpapabagal ng oras malapit sa kanila

Bumabagal ang oras habang papalapit ka sa horizon ng kaganapan. Upang maunawaan kung bakit ito nangyayari, dapat bumaling ang isa sa "kambal na kabalintunaan," isang eksperimento sa pag-iisip na kadalasang ginagamit upang ilarawan ang mga batayan ng teorya ng pangkalahatang relativity ni Einstein.

Ang isa sa mga kambal na kapatid ay nananatili sa Earth, at ang pangalawa ay lumilipad sa paglalakbay sa kalawakan, na gumagalaw sa bilis ng liwanag. Pagbalik sa Earth, natuklasan ng kambal na ang kanyang kapatid ay mas matanda kaysa sa kanya, dahil kapag gumagalaw sa bilis na malapit sa bilis ng liwanag, ang oras ay lumilipas nang mas mabagal.

Habang papalapit ka sa abot-tanaw ng kaganapan ng isang black hole, kikilos ka sa napakabilis na bilis na ang oras ay bumagal para sa iyo.

Ang mga black hole ay ang pinaka-advanced na power plant

Ang mga black hole ay bumubuo ng enerhiya na mas mahusay kaysa sa Araw at iba pang mga bituin. Ito ay dahil sa usaping umiikot sa kanila. Ang pagdaig sa horizon ng kaganapan sa napakabilis na bilis, ang bagay sa orbit ng isang black hole ay umiinit hanggang sa napakataas na temperatura. Ito ay tinatawag na blackbody radiation.

Sa paghahambing, ang nuclear fusion ay nagpapalit ng 0.7% ng bagay sa enerhiya. Malapit sa black hole, 10% ng matter ay nagiging enerhiya!

Ang mga itim na butas ay nagpapaikut-ikot sa espasyo sa tabi nila

Ang espasyo ay maaaring isipin bilang isang naka-stretch na rubber strip na may mga linyang iginuhit dito. Kung maglalagay ka ng anumang bagay sa plato, magbabago ito ng hugis. Gumagana ang mga black hole sa parehong paraan. Ang kanilang matinding masa ay umaakit sa lahat sa sarili nito, kabilang ang liwanag (na ang mga sinag, upang ipagpatuloy ang pagkakatulad, ay maaaring tawaging mga linya sa isang plato).

Nililimitahan ng mga black hole ang bilang ng mga bituin sa uniberso

Lumilitaw ang mga bituin mula sa mga ulap ng gas. Para magsimulang mabuo ang isang bituin, dapat lumamig ang ulap.

Pinipigilan ng radiation mula sa mga itim na katawan ang mga ulap ng gas mula sa paglamig at pinipigilan ang paglitaw ng mga bituin.

Sa teorya, ang anumang bagay ay maaaring maging isang black hole.

Ang pagkakaiba lamang sa pagitan ng ating Araw at ng black hole ay ang puwersa ng grabidad. Ito ay mas malakas sa gitna ng isang black hole kaysa sa gitna ng isang bituin. Kung ang ating Araw ay na-compress sa halos limang kilometro ang diyametro, maaari itong maging isang black hole.

Sa teorya, kahit ano ay maaaring maging black hole. Sa pagsasagawa, alam natin na ang mga itim na butas ay lumitaw lamang bilang resulta ng pagbagsak ng malalaking bituin na lumampas sa masa ng Araw ng 20-30 beses.