क्या ब्लैक होल मौजूद हैं? ब्लैक होल। ब्लैक होल के अंदर क्या है

हबल स्पेस टेलीस्कोप, शायद पहली बार, ब्लैक होल के अस्तित्व के लिए स्पष्ट प्रमाण प्रदान किया है। उन्होंने तथाकथित "घटना क्षितिज" से परे, एक ब्लैक होल की कार्रवाई के क्षेत्र में गिरने वाले पदार्थ के गायब होने का अवलोकन किया।

पराबैंगनी स्पेक्ट्रम में गर्म गैस धाराओं के धुंधले प्रकाश दालों को प्रक्षालित किया गया और फिर गायब हो गया, जिससे सिग्नस एक्सआर -1 नामक एक विशाल, कॉम्पैक्ट वस्तु के चारों ओर एक भंवर बन गया। यह गिरावट तंत्र, उदाहरण के लिए, एक झरने के किनारे पर पानी के गिरने के लिए, एक ब्लैक होल में पदार्थ के गिरने की सैद्धांतिक गणना के साथ एक स्पष्ट समानता से मेल खाती है।

घटना क्षितिज अंतरिक्ष का एक क्षेत्र है जो एक ब्लैक होल को घेरता है, जिसमें एक बार पदार्थ इस क्षेत्र को कभी नहीं छोड़ सकता है और ब्लैक होल में गिर सकता है। प्रकाश अभी भी दूर हो सकता है बहुत अधिक शक्तिगुरुत्वाकर्षण और गायब होने वाले पदार्थ से अंतिम धाराएँ भेजें, लेकिन केवल थोड़े समय के लिए, जब तक कि गिरता हुआ पदार्थ तथाकथित विलक्षणता क्षेत्र में प्रवेश नहीं कर जाता, जिसके आगे प्रकाश भी नहीं जा सकता।

प्रसिद्ध सिद्धांतों के अनुसार, ब्लैक होल को छोड़कर किसी अन्य खगोलीय वस्तु में घटना क्षितिज क्षेत्र नहीं हो सकता है।

ब्लैक होल में तारकीय गैस के द्रव्यमान को चूसने (बहने) के पैटर्न को देखकर प्रकट किया गया था। अंतरिक्ष के एक छोटे से क्षेत्र में कितना द्रव्यमान जाता है, इसका अनुमान लगाकर, यह निर्धारित किया जा सकता है कि एक ब्लैक होल कितना स्थान लेता है और उसका द्रव्यमान।

अब तक, किसी ने भी ऐसा पदार्थ नहीं देखा है जो पहले से ही घटना क्षितिज में गिर गया हो और ब्लैक होल में गिर गया हो। ब्लैक होल से सटे एक तारे से पदार्थ के एक साधारण अतिप्रवाह की तस्वीर आमतौर पर देखी गई थी। उसी समय, ब्लैक होल पूरी तरह से गोलाकार गैस के द्रव्यमान में गोलाकार रूप से ढंका हुआ था और खुद जैसा दिखता था उपस्थितिएक छोटा तारा, लेकिन पराबैंगनी या न्यूट्रॉन के करीब एक स्पेक्ट्रम में प्रकाश उत्सर्जित करना।

यह राज काफी समय से लोगों से छुपा हुआ है। वैज्ञानिक इन आंकड़ों के सावधानीपूर्वक विश्लेषण और सत्यापन में लगे हुए थे।

बेशक, हबल ने घटना क्षितिज क्षेत्र को नहीं देखा - यह अनुमान लगाने के लिए इतनी दूरी पर अंतरिक्ष का एक क्षेत्र बहुत छोटा है। हबल ने ब्लैक होल के गुरुत्वाकर्षण प्रभाव क्षेत्र में फंसी उबलती गैस के पराबैंगनी प्रकाश में अराजक उतार-चढ़ाव को मापा। हबल ने "दालों की लुप्त होती ट्रेन" के अनूठे क्षणों को पकड़ा, जो बहुत जल्दी कमजोर हो गया।

यह तंत्र वैज्ञानिकों द्वारा भविष्यवाणी की गई आम तौर पर स्वीकृत सिद्धांत के अनुरूप है: जब पदार्थ घटना क्षितिज के करीब आता है, तो इससे प्रकाश जल्दी से मंद हो जाता है, क्योंकि ब्लैक होल के केंद्र के करीब, मजबूत बलगुरुत्वाकर्षण और लंबी तरंगें बन जाती हैं, धीरे-धीरे पराबैंगनी से न्यूट्रॉन स्पेक्ट्रम की ओर बढ़ती हैं, और फिर पूरी तरह से गायब हो जाती हैं। इस प्रभाव को "रेडशिफ्ट" कहा जाता है।

गिरने वाले पदार्थ का अवलोकित टुकड़ा हबल दूरबीन के देखने के क्षेत्र से वास्तव में घटना क्षितिज तक पहुँचने से पहले ही गायब हो गया। हबल के तेज फोटोमीटर ने प्रति सेकंड 100,000 माप की दर से प्रकाश दालों का नमूना लिया। हबल के पराबैंगनी विभेदन ने घटना क्षितिज के 1,000 मील के भीतर गिरते हुए पदार्थ की हल्की झिलमिलाहट को देखना संभव बना दिया।

डायनेमिक मॉडल ने पहले ही भविष्यवाणी कर दी थी कि सिग्नस XR-1 "ब्लैक होल से संबंधित है। गैस सीधे इसमें नहीं गिर सकती है, जैसे खाई में, लेकिन एक चिकनी सर्पिल डिस्क के रूप में एक भंवर बनाती है।

लेकिन आज, कुछ वैज्ञानिक उनके अस्तित्व पर संदेह करते हैं। लगभग पूर्ण द्रव्यमान और गुरुत्वाकर्षण वाली सुपरडेंस वस्तुएं विशाल सितारों के विकास का अंतिम उत्पाद हैं, वे अंतरिक्ष और समय को मोड़ते हैं और प्रकाश की अनुमति भी नहीं देते हैं।

हालांकि, उत्तरी कैलिफोर्निया विश्वविद्यालय में भौतिकी के प्रोफेसर लौरा मेर्सिनी-ह्यूटन ने गणितीय रूप से साबित कर दिया कि प्रकृति में ब्लैक होल मौजूद नहीं हो सकते हैं। अपने निष्कर्षों के संबंध में, शोधकर्ता संशोधित करने का प्रस्ताव नहीं करता है आधुनिक विचारअंतरिक्ष-समय के बारे में, लेकिन उनका मानना ​​है कि वैज्ञानिक ब्रह्मांड की उत्पत्ति के सिद्धांतों में कुछ खो रहे हैं।

मेर्सिनी-ह्यूटन ने एक प्रेस विज्ञप्ति में स्वीकार किया, "मैं अभी भी हैरान हूं। आधी सदी से हम ब्लैक होल की घटना का अध्ययन कर रहे हैं, और ये विशाल मात्रा में जानकारी, हमारे नए निष्कर्षों के साथ मिलकर हमें गंभीर विचार के लिए भोजन देती है।" .

आम तौर पर स्वीकृत सिद्धांत यह है कि ब्लैक होल तब बनते हैं जब एक विशाल तारा अपने गुरुत्वाकर्षण के तहत अंतरिक्ष में एक बिंदु पर गिर जाता है। इस प्रकार विलक्षणता, असीम रूप से सघन बिंदु का जन्म होता है। यह तथाकथित घटना क्षितिज से घिरा हुआ है, एक सशर्त रेखा जिसे पार करने वाली हर चीज कभी भी बाहरी अंतरिक्ष में वापस नहीं लौटती है, एक ब्लैक होल का आकर्षण इतना मजबूत निकला।

ऐसी वस्तुओं की असामान्यता का कारण यह है कि ब्लैक होल की प्रकृति का वर्णन विरोधाभासी भौतिक सिद्धांतों - सापेक्षवाद और क्वांटम यांत्रिकी द्वारा किया जाता है। आइंस्टीन का गुरुत्वाकर्षण का सिद्धांत ब्लैक होल के गठन की भविष्यवाणी करता है, लेकिन क्वांटम सिद्धांत का मौलिक नियम कहता है कि ब्रह्मांड से कोई भी जानकारी हमेशा के लिए गायब नहीं हो सकती है, और ब्लैक होल, आइंस्टीन के अनुसार, कण (और उनके बारे में जानकारी) बाकी के लिए गायब हो जाते हैं। घटना क्षितिज से परे ब्रह्मांड हमेशा के लिए।

इन सिद्धांतों को संयोजित करने और ब्रह्मांड में ब्लैक होल के एकीकृत विवरण में आने का प्रयास एक गणितीय घटना के उद्भव के साथ समाप्त हुआ - सूचना हानि का विरोधाभास।

1974 में, प्रसिद्ध ब्रह्माण्ड विज्ञानी स्टीफन हॉकिंग ने क्वांटम यांत्रिकी के नियमों का उपयोग यह साबित करने के लिए किया कि कण अभी भी घटना क्षितिज से आगे जा सकते हैं। "भाग्यशाली" फोटोन की इस काल्पनिक धारा को हॉकिंग विकिरण कहा जाता है। तब से, खगोल भौतिकीविदों ने इस तरह के विकिरण के अस्तित्व के लिए कुछ ठोस सबूतों को उजागर किया है।

(NASA/JPL-Caltech द्वारा सचित्र)।

लेकिन अब मेर्सिनी-ह्यूटन पूरी तरह से वर्णन करता है नई स्क्रिप्टब्रह्मांड का विकास। वह हॉकिंग की इस बात से सहमत हैं कि तारा अपने ही गुरुत्वाकर्षण के कारण ढह जाता है, जिसके बाद वह कणों की धाराएं छोड़ता है। हालाँकि, इसके में नयी नौकरीमेर्सिनी-ह्यूटन ने दिखाया कि, इस विकिरण को उत्सर्जित करके, तारा भी अपना द्रव्यमान खो देता है और ऐसा इतनी दर से करता है कि संकुचित होने पर, यह एक ब्लैक होल का घनत्व प्राप्त नहीं कर सकता है।

अपने लेख में, शोधकर्ता का दावा है कि एक विलक्षणता नहीं बन सकती है और इसके परिणामस्वरूप, . ब्लैक होल के अस्तित्व को खारिज करने वाले दस्तावेज़ ( , ) ArXiv.org प्रीप्रिंट साइट पर देखे जा सकते हैं।

चूंकि यह माना जाता है कि हमारा ब्रह्मांड ही है, इसलिए नए निष्कर्षों के संबंध में बिग बैंग सिद्धांत की सत्यता पर भी सवाल उठाया जा रहा है। मेर्सिनी-ह्यूटन का तर्क है कि उनकी गणना में, क्वांटम भौतिकी और सापेक्षवाद साथ-साथ चलते हैं, जैसा कि वैज्ञानिकों ने हमेशा सपना देखा है, और इसलिए यह उनका परिदृश्य है जो विश्वसनीय हो सकता है।

हां, वहां हैं। ब्लैक होलअंतरिक्ष-समय का क्षेत्र कहा जाता है जिसमें गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र इतना मजबूत होता है कि प्रकाश भी इस क्षेत्र को नहीं छोड़ सकता। यह तब होता है जब शरीर का आयाम उसके गुरुत्वाकर्षण त्रिज्या rg से कम होता है।

यह क्या है?

ब्लैक होल को बहुत मजबूत द्वारा निर्मित किया जाना चाहिए बड़े पैमाने पर संपीड़न, जबकि गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र इतना बढ़ जाता है कि उससे कोई प्रकाश या कोई अन्य विकिरण उत्सर्जित नहीं होता। गुरुत्वाकर्षण पर काबू पाने और ब्लैक होल से बचने के लिए, इसमें समय लगेगा दूसरा पलायन वेग- अधिक रोश्नी। लेकिन, सापेक्षता के सिद्धांत के अनुसार, कोई भी पिंड प्रकाश की गति से अधिक गति विकसित नहीं कर सकता है। इसलिए, ब्लैक होल से कुछ भी नहीं बच सकता है। वहां से भी कोई जानकारी नहीं आ सकती है। यह जानना असंभव है कि ब्लैक होल में गिरे व्यक्ति का क्या हुआ। पहले से ही छिद्रों के पास, अंतरिक्ष और समय के गुण नाटकीय रूप से बदलते हैं।

अंतरिक्ष-समय के ऐसे क्षेत्रों के अस्तित्व की सैद्धांतिक संभावना आइंस्टीन समीकरणों के कुछ सटीक समाधानों से होती है। सीधे शब्दों में कहें, आइंस्टीन ने ब्लैक होल के अद्भुत गुणों की भविष्यवाणी की थीजिनमें से सबसे महत्वपूर्ण ब्लैक होल में घटना क्षितिज की उपस्थिति है। नवीनतम अवलोकन संबंधी आंकड़ों के अनुसार, ब्लैक होल मौजूद हैं और उनमें अद्भुत गुण हैं। गुरुत्वाकर्षण के सिद्धांत से ब्लैक होल का अस्तित्व होता है: यदि यह सिद्धांत सत्य है, तो ब्लैक होल का अस्तित्व सत्य है। इसलिए, ब्लैक होल के अस्तित्व के प्रत्यक्ष प्रमाण के बारे में बयानों को खगोलीय पिंडों के अस्तित्व की पुष्टि करने के अर्थ में समझा जाना चाहिए जो इतने घने और बड़े पैमाने पर हैं, साथ ही कुछ अन्य अवलोकन योग्य गुण हैं, जिन्हें ब्लैक होल के रूप में समझा जा सकता है। सामान्य सिद्धांतसापेक्षता। इसके अलावा, ब्लैक होल को अक्सर ऐसी वस्तुएं कहा जाता है जो ऊपर दी गई परिभाषा से सख्ती से मेल नहीं खाती हैं, लेकिन केवल उनके गुणों में ऐसे ब्लैक होल- उदाहरण के लिए, ये पतन के बाद के चरणों में ढहने वाले तारे हो सकते हैं।

गैर-घूर्णन ब्लैक होल

एक गैर-घूर्णन ब्लैक होल के लिए, घटना क्षितिज की त्रिज्या गुरुत्वाकर्षण त्रिज्या के समान होती है। बाहरी पर्यवेक्षक के लिए घटना क्षितिज पर, समय बीतने बंद हो जाता है। दूर के पर्यवेक्षक के दृष्टिकोण से, एक ब्लैक होल में भेजा गया एक अंतरिक्ष यान कभी भी घटना क्षितिज को पार नहीं करेगा, लेकिन जैसे-जैसे यह उसके करीब आएगा, यह लगातार धीमा होता जाएगा। ब्लैक होल के अंदर घटना क्षितिज के तहत जो कुछ भी होता है, वह बाहरी पर्यवेक्षक को दिखाई नहीं देता है। अपने अंतरिक्ष यान में एक अंतरिक्ष यात्री, सिद्धांत रूप में, घटना क्षितिज के नीचे घुसने में सक्षम है, लेकिन वह किसी बाहरी पर्यवेक्षक को कोई सूचना प्रसारित करने में सक्षम नहीं होगा। इस मामले में, एक अंतरिक्ष यात्री, स्वतंत्र रूप से घटना क्षितिज के नीचे गिरता है, एक अन्य ब्रह्मांड और यहां तक ​​​​कि अपने भविष्य को देखने की संभावना है। यह इस तथ्य के कारण है कि एक ब्लैक होल के अंदर, अंतरिक्ष और समय के निर्देशांक उलट जाते हैं, और अंतरिक्ष यात्रा को यहां समय यात्रा द्वारा बदल दिया जाता है।

घूमता हुआ ब्लैक होल

इसके गुण और भी अद्भुत हैं। उनके घटना क्षितिज का एक छोटा दायरा है, यह एर्गोस्फीयर के अंदर डूबा हुआ है - अंतरिक्ष-समय का एक क्षेत्र जिसमें पिंडों को लगातार चलना चाहिए, एक घूर्णन ब्लैक होल के भंवर गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र द्वारा उठाया जाता है।
ब्लैक होल के ये असामान्य गुण केवल शानदार लगते हैं, इसलिए प्रकृति में उनके अस्तित्व पर अक्सर सवाल उठाया जाता है।

बाइनरी स्टार सिस्टम में ब्लैक होल

इस मामले में, ब्लैक होल के प्रभाव सबसे अधिक स्पष्ट होते हैं, क्योंकि बाइनरी स्टार सिस्टम में, एक तारा एक चमकीला दानव है और दूसरा एक ब्लैक होल है। एक विशाल तारे के खोल से गैस ब्लैक होल में बहती है, इसके चारों ओर घूमती है, एक डिस्क बनाती है। सर्पिल कक्षाओं में डिस्क में गैस की परतें ब्लैक होल के पास आती हैं और उसमें गिर जाती हैं। लेकिन एक ब्लैक होल की सीमा के पास गिरने से पहले, गैस को घर्षण के परिणामस्वरूप लाखों डिग्री के विशाल तापमान तक गर्म किया जाता है और एक्स-रे रेंज में विकिरणित किया जाता है। इस एक्स-रे उत्सर्जन के अनुसार ब्लैक होल बाइनरी स्टार सिस्टम में पाए जाते हैं।

निष्कर्ष

माना जाता है कि बड़े पैमाने पर ब्लैक होल कॉम्पैक्ट स्टार क्लस्टर्स के केंद्रों में उत्पन्न होते हैं। शायद तारामंडल सिग्नस - साइग्नस-एक्स-1 में एक्स-रे स्रोत एक ऐसा ब्लैक होल है।

खगोलविद इस बात को बाहर नहीं करते हैं कि अतीत में ब्रह्मांड के विस्तार की शुरुआत में ब्लैक होल प्रकट हो सकते थे, इसलिए बहुत छोटे ब्लैक होल के गठन को बाहर नहीं किया गया है।

सामूहिक मूल्य एक लंबी संख्यान्यूट्रॉन सितारे और ब्लैक होल ए आइंस्टीन के सापेक्षता के सिद्धांत की भविष्यवाणियों की वैधता की पुष्टि करते हैं। में पिछले साल काब्रह्मांड में ब्लैक होल की परिकल्पना की समस्या एक प्रेक्षणात्मक वास्तविकता बन गई है। इसका मतलब गुणवत्ता है नया मंचब्लैक होल और उनके अद्भुत गुणों के अध्ययन से इस क्षेत्र में नई खोज की उम्मीद जगी है।

2007-09-12 / व्लादिमीर पोक्रोव्स्की

ब्लैक होल पैदा होने से पहले ही मर जाते हैं। कम से कम ओहियो में केस वेस्टर्न रिजर्व यूनिवर्सिटी के अमेरिकी सैद्धांतिक भौतिक विज्ञानी यही कहते हैं। उन्होंने गणितीय सूत्र निकाले जिससे यह पता चलता है कि ब्लैक होल आसानी से नहीं बन सकते। यदि ये सूत्र सही हैं, तो शायद 20वीं शताब्दी का सबसे महत्वपूर्ण ब्रह्माण्ड संबंधी निर्माण ढह जाता है।

ब्लैक होल क्या है? हम सब जानते हैं, हमें इस बारे में कई बार बताया गया है. यह एक ऐसा सुपरमैसिव बॉडी है, जिसका गुरुत्वाकर्षण बस भयानक है। जैसे ही कोई चीज केंद्र से कुछ दूरी पर पहुंचती है, जिसे घटना क्षितिज कहा जाता है, तो सब कुछ कभी भी कुछ नहीं होता है, चाहे वह भौतिक शरीर हो, विद्युत चुम्बकीय विकिरण की मात्रा हो - एक फोटॉन, जो एक भौतिक शरीर भी है, लेकिन उसी समय विद्युत चुम्बकीय तरंग वापस नहीं टूट सकती। इस प्रकार, फोटॉनों के बारे में न जानते हुए, महान लाप्लास ने एक बार एक ब्लैक होल को परिभाषित किया था, फिर 1916 में जर्मन भौतिक विज्ञानी श्वार्ज़चाइल्ड द्वारा इसकी भविष्यवाणी की गई थी, हालाँकि "ब्लैक होल" शब्द केवल 1967 में ही प्रस्तावित किया गया था।

ठीक है, आप कभी नहीं जानते, एक सुपरमैसिव बॉडी जो हर उस चीज़ को खींचती है जो अनजाने में पास हो जाती है - कल्पना से परे हमारे ब्रह्मांड के बारे में क्या खास है? कुछ खास है - यह आइंस्टीन द्वारा पेश किया गया था, हालांकि, स्वयं नहीं, बल्कि उनके सापेक्षता के सिद्धांत की मदद से। इस थ्योरी के मुताबिक, ब्लैक होल में गिरने वाली हर चीज एक गणितीय बिंदु में गिरती है। छेद पूरी तरह से खाली है, उस बिंदु को छोड़कर। और उस बिंदु पर, पूरी तरह से असंभव देखा जाता है - तथाकथित विलक्षणता: शून्य, अनंत घनत्व से विभाजन, और यहां से सबसे शानदार परिणाम आते हैं। उदाहरण के लिए, एक समानांतर ब्रह्मांड में प्रवेश या हमारे अंतरिक्ष में किसी अन्य बिंदु पर तात्कालिक गति।

लेकिन भौतिकी के दृष्टिकोण से हमारी दुनिया के लिए शून्य से विभाजन होना असामान्य है, यह हमेशा किसी न किसी तरह से शर्मनाक रहा है। टाइप करें यह केवल गणित में हो सकता है, लेकिन वास्तव में - कभी नहीं।

1976 में, प्रसिद्ध ब्रिटिश सैद्धांतिक भौतिक विज्ञानी स्टीफन हॉकिंग ने एक क्वांटम प्रभाव की खोज की जिसके कारण एक ब्लैक होल, यानी एक पिंड जिसका गुरुत्वाकर्षण, परिभाषा के अनुसार, प्रकाश का उत्सर्जन नहीं कर सकता, फिर भी इसका उत्सर्जन करता है। उन्होंने दिखाया कि यदि "पार्टिकल-एंटीपार्टिकल", क्वांटम-मैकेनिकल इंटरकनेक्टेड की एक जोड़ी है, और इनमें से एक कण एक छेद में गिर जाता है, तो शेष इसे वहां से बाहर निकाल सकता है। अब क्लीवलैंड के सिद्धांतकारों ने यह साबित कर दिया है कि इस तरह से होने वाले ब्लैक होल का वाष्पीकरण इतना तीव्र होता है कि इसके बनने का मौका मिलने से पहले ही यह वाष्पित हो जाएगा।

उन्होंने यह कैसे किया और वे अपने निष्कर्ष में कितने सही हैं, आइए अनुमान न लगाएं, आइए उन्हें न्याय करने के लिए उनके सहयोगियों पर छोड़ दें। लेकिन वास्तव में, ब्लैक होल के अस्तित्व के बारे में संदेह लंबे समय से व्यक्त किए गए हैं, और समय-समय पर ऐसे प्रकाशन होते हैं जिनके लेखक यह साबित करते हैं कि ब्लैक होल नहीं हैं। इस तथ्य के बावजूद कि आजउनमें से सैकड़ों पहले से ही खुले हैं। "लेकिन ये ब्लैक होल नहीं हैं," क्लीवलैंड सिद्धांतकार कहते हैं। "वे सिर्फ सुपरमैसिव स्पेस ऑब्जेक्ट हैं।"

रूसी एकेडमी ऑफ साइंसेज अनातोली चेरेपाश्चुक के संवाददाता सदस्य, राज्य खगोलीय संस्थान के निदेशक। स्टर्नबर्ग मॉस्को स्टेट यूनिवर्सिटी। एम. वी. लोमोनोसोव, इस अवसर पर, टिप्पणियों में सावधान रहें।

"वास्तव में," उन्होंने एक एनजी संवाददाता के साथ एक साक्षात्कार में कहा, "यहाँ कुछ पारिभाषिक भ्रम है। हम आकाश में वस्तुओं को देखते हैं जो ठीक उसी तरह व्यवहार करते हैं जैसे ब्लैक होल को व्यवहार करना चाहिए, और हम मानते हैं कि वे ब्लैक होल हैं, और हम उन्हें वह कहते हैं, लेकिन यह सिद्ध होना बाकी है कि ये ऐसी वस्तुएं हैं जिनकी सतह नहीं है। लेकिन कई अप्रत्यक्ष संकेत हैं कि उनके पास सिर्फ सतह नहीं है।

तथ्य यह है कि ब्लैक होल वाष्पित हो जाते हैं, चेरेपाश्चुक को कुछ भी नया नहीं दिखता: “वे सभी वाष्पित हो जाते हैं। यदि एक ब्लैक होल का द्रव्यमान एक औसत पर्वत के द्रव्यमान से अधिक नहीं होता है, उदाहरण के लिए, मॉस्को में लेनिन्स्की पर्वत, यानी 1015 ग्राम, तो यह वास्तव में एक विस्फोट के साथ एक पल में वाष्पित हो जाएगा; जबकि कई सूर्यों के द्रव्यमान वाले छिद्रों को पूरी तरह से वाष्पित होने के लिए हजारों ब्रह्माण्ड संबंधी समय की आवश्यकता होगी। सच है, ऐसे विदेशी सिद्धांत हैं जो इस तथ्य को ध्यान में रखते हैं कि हमारे अंतरिक्ष में 4 आयाम नहीं हैं, बल्कि 11 हैं, और इन अतिरिक्त आयामों के अनुसार, ब्लैक होल भी वाष्पित हो जाता है। और, इसलिए, सामान्य चार-आयामी अंतरिक्ष की तुलना में वाष्पीकरण प्रक्रिया बहुत तेज है। एक मायने में आप जिस काम की बात कर रहे हैं वह इन सिद्धांतों का तार्किक विस्तार जैसा है। लेकिन, मैं दोहराता हूं, बहुत सारे अप्रत्यक्ष सबूत हैं कि ब्लैक होल मौजूद हैं।

ब्लैक होल
अंतरिक्ष में एक क्षेत्र जो पदार्थ के पूर्ण गुरुत्वाकर्षण पतन के परिणामस्वरूप उत्पन्न हुआ है, जिसमें गुरुत्वाकर्षण आकर्षण इतना मजबूत है कि न तो पदार्थ, न ही प्रकाश और न ही अन्य सूचना वाहक इसे छोड़ सकते हैं। इसलिए, एक ब्लैक होल का आंतरिक भाग ब्रह्मांड के बाकी हिस्सों से असंबंधित है; ब्लैक होल के अंदर होने वाली भौतिक प्रक्रियाएँ इसके बाहर की प्रक्रियाओं को प्रभावित नहीं कर सकती हैं। एक ब्लैक होल एक सतह से घिरा होता है जिसमें एक यूनिडायरेक्शनल झिल्ली की संपत्ति होती है: पदार्थ और विकिरण इसके माध्यम से ब्लैक होल में स्वतंत्र रूप से गिरते हैं, लेकिन इससे कुछ भी नहीं निकल सकता है। इस सतह को "घटना क्षितिज" कहा जाता है। चूंकि अब तक पृथ्वी से हजारों प्रकाश वर्ष की दूरी पर ब्लैक होल के अस्तित्व के अप्रत्यक्ष संकेत मिले हैं, इसलिए हमारी आगे की प्रस्तुति मुख्य रूप से सैद्धांतिक परिणामों पर आधारित है। ब्लैक होल, सापेक्षता के सामान्य सिद्धांत (1915 में आइंस्टीन द्वारा प्रस्तावित गुरुत्वाकर्षण के सिद्धांत) और गुरुत्वाकर्षण के अन्य आधुनिक सिद्धांतों द्वारा भविष्यवाणी की गई थी, 1939 में आर ओपेनहाइमर और एच। स्नाइडर द्वारा गणितीय रूप से प्रमाणित किया गया था। लेकिन अंतरिक्ष और समय के गुण इन वस्तुओं के आसपास के क्षेत्र इतने असामान्य निकले कि खगोलविदों और भौतिकविदों ने उन्हें 25 वर्षों तक गंभीरता से नहीं लिया। हालांकि, 1960 के दशक के मध्य में खगोलीय खोजों ने हमें ब्लैक होल को संभावित भौतिक वास्तविकता के रूप में देखने के लिए मजबूर किया। उनकी खोज और अध्ययन अंतरिक्ष और समय की हमारी समझ को मौलिक रूप से बदल सकते हैं।
ब्लैक होल का निर्माण।जबकि थर्मोन्यूक्लियर प्रतिक्रियाएं तारे के आंतरिक भाग में होती हैं, वे उच्च तापमान और दबाव बनाए रखते हैं, जिससे तारे को अपने गुरुत्वाकर्षण के प्रभाव में ढहने से रोका जा सके। हालाँकि, समय के साथ, परमाणु ईंधन समाप्त हो जाता है, और तारा सिकुड़ने लगता है। गणना से पता चलता है कि यदि तारे का द्रव्यमान तीन सौर द्रव्यमान से अधिक नहीं है, तो यह "गुरुत्वाकर्षण के साथ लड़ाई" जीत जाएगा: इसका गुरुत्वाकर्षण पतन "पतित" पदार्थ के दबाव से रुक जाएगा, और तारा हमेशा के लिए एक सफेद बौने में बदल जाएगा। या न्यूट्रॉन स्टार। लेकिन अगर किसी तारे का द्रव्यमान तीन सौर से अधिक है, तो उसके विनाशकारी पतन को कोई नहीं रोक सकता है और वह जल्दी से एक ब्लैक होल बनकर घटना क्षितिज के नीचे चला जाएगा। द्रव्यमान M के एक गोलाकार ब्लैक होल के लिए, घटना क्षितिज ब्लैक होल के "गुरुत्वाकर्षण त्रिज्या" RG = 2GM/c2 से 2p गुना भूमध्यरेखीय परिधि के साथ एक गोला बनाता है, जहाँ c प्रकाश की गति है और G गुरुत्वाकर्षण स्थिरांक है। 3 सौर द्रव्यमान वाले एक ब्लैक होल का गुरुत्वाकर्षण त्रिज्या 8.8 किमी है।

यदि कोई खगोलशास्त्री किसी तारे को उसके ब्लैक होल में बदलने के क्षण में देखता है, तो सबसे पहले वह देखेगा कि तारा कैसे तेजी से और तेजी से सिकुड़ता है, लेकिन जैसे-जैसे इसकी सतह गुरुत्वाकर्षण त्रिज्या के करीब पहुंचती है, तब तक संपीड़न धीमा हो जाएगा जब तक कि यह पूरी तरह से बंद न हो जाए। वहीं, तारे से आने वाला प्रकाश कमजोर होकर लाल हो जाएगा, जब तक कि वह पूरी तरह से बुझ न जाए। ऐसा इसलिए है क्योंकि गुरुत्वाकर्षण के विशाल बल के खिलाफ लड़ाई में, प्रकाश ऊर्जा खो देता है और इसे प्रेक्षक तक पहुंचने में अधिक से अधिक समय लगता है। जब तारे की सतह गुरुत्वीय त्रिज्या तक पहुँचती है, तो इससे निकलने वाले प्रकाश को प्रेक्षक तक पहुँचने में अनंत समय लगेगा (और ऐसा करने में, फोटॉन पूरी तरह से अपनी ऊर्जा खो देंगे)। नतीजतन, खगोलशास्त्री कभी भी इस क्षण की प्रतीक्षा नहीं करेंगे, यह देखना तो दूर की बात है कि घटना क्षितिज के नीचे के तारे के साथ क्या होता है। लेकिन सैद्धांतिक रूप से, इस प्रक्रिया का अध्ययन किया जा सकता है। एक आदर्श गोलाकार पतन की गणना से पता चलता है कि के लिए छोटी अवधितारा उस बिंदु तक सिकुड़ जाता है जहाँ घनत्व और गुरुत्वाकर्षण के असीम रूप से उच्च मान पहुँच जाते हैं। ऐसे बिंदु को "विलक्षणता" कहा जाता है। इसके अलावा, सामान्य गणितीय विश्लेषण से पता चलता है कि यदि कोई घटना क्षितिज उत्पन्न हुआ है, तो एक गैर-गोलाकार पतन भी एक विलक्षणता की ओर ले जाता है। हालाँकि, यह सब तभी सच है जब सापेक्षता का सामान्य सिद्धांत बहुत छोटे स्थानिक पैमानों पर लागू होता है, जिसके बारे में हम अभी तक निश्चित नहीं हैं। क्वांटम कानून माइक्रोवर्ल्ड में काम करते हैं, और गुरुत्वाकर्षण का क्वांटम सिद्धांत अभी तक नहीं बनाया गया है। यह स्पष्ट है कि क्वांटम प्रभाव किसी तारे को ब्लैक होल में ढहने से नहीं रोक सकते, लेकिन वे एक विलक्षणता की उपस्थिति को रोक सकते हैं। आधुनिक सिद्धांततारकीय विकास और आकाशगंगा की तारकीय आबादी के बारे में हमारे ज्ञान से संकेत मिलता है कि इसके 100 बिलियन सितारों में सबसे बड़े सितारों के पतन के दौरान लगभग 100 मिलियन ब्लैक होल बनने चाहिए। इसके अलावा, बहुत बड़े द्रव्यमान के ब्लैक होल हमारी सहित बड़ी आकाशगंगाओं के कोर में स्थित हो सकते हैं। जैसा कि पहले ही उल्लेख किया गया है, हमारे युग में, सूर्य के तीन गुना से अधिक द्रव्यमान ही ब्लैक होल बन सकता है। हालांकि, बिग बैंग के तुरंत बाद, जिससे सी. 15 अरब साल पहले, ब्रह्मांड का विस्तार शुरू हुआ, किसी भी द्रव्यमान के ब्लैक होल पैदा हो सकते थे। उनमें से सबसे छोटा, क्वांटम प्रभाव के कारण, वाष्पित हो जाना चाहिए था, विकिरण और कण प्रवाह के रूप में अपना द्रव्यमान खो रहा था। लेकिन 1015 ग्राम से अधिक द्रव्यमान वाले "प्राइमर्डियल ब्लैक होल" आज तक जीवित रह सकते हैं। तारकीय पतन की सभी गणना गोलाकार समरूपता से थोड़ा विचलन मानकर की जाती है और यह दर्शाती है कि घटना क्षितिज हमेशा बनता है। हालांकि, गोलाकार समरूपता से एक मजबूत विचलन के साथ, एक तारे के पतन से असीम रूप से मजबूत गुरुत्वाकर्षण वाले क्षेत्र का निर्माण हो सकता है, लेकिन एक घटना क्षितिज से घिरा नहीं है; इसे "नग्न विलक्षणता" कहा जाता है। जैसा कि हमने ऊपर चर्चा की है, यह अब एक ब्लैक होल नहीं है। नग्न विलक्षणता के निकट भौतिक नियम बहुत अप्रत्याशित रूप ले सकते हैं। वर्तमान में, एक नग्न विलक्षणता को एक असंभावित वस्तु के रूप में माना जाता है, जबकि अधिकांश खगोल वैज्ञानिक ब्लैक होल के अस्तित्व में विश्वास करते हैं।
ब्लैक होल के गुण।एक बाहरी पर्यवेक्षक के लिए, ब्लैक होल की संरचना अत्यंत सरल दिखती है। एक सेकंड के एक छोटे से अंश में एक तारे के ब्लैक होल में गिरने की प्रक्रिया में (दूरस्थ पर्यवेक्षक की घड़ी के अनुसार), इसके सभी बाहरी रूप - रंग , मूल तारे की विषमता से जुड़े, गुरुत्वाकर्षण और विद्युत चुम्बकीय तरंगों के रूप में उत्सर्जित होते हैं। परिणामी स्थिर ब्लैक होल तीन मात्राओं को छोड़कर मूल तारे के बारे में सभी जानकारी "भूल जाता है": कुल द्रव्यमान, कोणीय गति (घूर्णन से संबंधित) और विद्युत आवेश। एक ब्लैक होल का अध्ययन करके, अब यह जानना संभव नहीं है कि मूल तारे में पदार्थ था या प्रतिपदार्थ, चाहे उसका आकार सिगार या पैनकेक का था, और इसी तरह। वास्तविक खगोलभौतिकीय परिस्थितियों में, एक आवेशित ब्लैक होल इंटरस्टेलर माध्यम से विपरीत चिह्न के कणों को आकर्षित करेगा, और इसका आवेश शीघ्रता से शून्य हो जाएगा। शेष स्थिर वस्तु या तो एक गैर-घूर्णन "श्वार्ज़स्चिल्ड ब्लैक होल" होगी, जो केवल द्रव्यमान द्वारा विशेषता है, या एक घूर्णन "केर ब्लैक होल", जो द्रव्यमान और कोणीय गति से विशेषता है। डब्ल्यू. इज़राइल, बी. कार्टर, एस. हॉकिंग और डी. रॉबिन्सन द्वारा सापेक्षता के सामान्य सिद्धांत के ढांचे के भीतर उपरोक्त प्रकार के स्थिर ब्लैक होल की विशिष्टता को सिद्ध किया गया था। सापेक्षता के सामान्य सिद्धांत के अनुसार, अंतरिक्ष और समय बड़े पैमाने पर पिंडों के गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र द्वारा वक्रित होते हैं, जिसमें सबसे बड़ी वक्रता ब्लैक होल के पास होती है। जब भौतिक विज्ञानी समय और स्थान के अंतराल के बारे में बात करते हैं, तो उनका मतलब किसी भी भौतिक घड़ी या शासक से पढ़ी गई संख्याओं से होता है। उदाहरण के लिए, एक घड़ी की भूमिका एक अणु द्वारा दोलनों की एक निश्चित आवृत्ति के साथ निभाई जा सकती है, जिनमें से दो घटनाओं के बीच की संख्या को "समय अंतराल" कहा जा सकता है। उल्लेखनीय रूप से, गुरुत्वाकर्षण सभी भौतिक प्रणालियों पर एक ही तरह से कार्य करता है: सभी घड़ियाँ बताती हैं कि समय धीमा हो रहा है, और सभी शासक दिखाते हैं कि अंतरिक्ष एक ब्लैक होल के पास फैला हुआ है। इसका अर्थ है कि एक ब्लैक होल अंतरिक्ष और समय की ज्यामिति को अपने चारों ओर मोड़ रहा है। ब्लैक होल से दूर, यह वक्रता छोटी है, लेकिन इसके पास इतनी बड़ी है कि प्रकाश की किरणें इसके चारों ओर एक चक्र में घूम सकती हैं। एक ब्लैक होल से दूर, इसके गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र को न्यूटन के सिद्धांत द्वारा उसी द्रव्यमान के एक पिंड के लिए सटीक रूप से वर्णित किया गया है, लेकिन इसके पास न्यूटन के सिद्धांत की भविष्यवाणी की तुलना में गुरुत्वाकर्षण बहुत अधिक मजबूत हो जाता है। ब्लैक होल में गिरने वाला कोई भी पिंड केंद्र से अलग-अलग दूरी पर आकर्षण के अंतर से उत्पन्न होने वाले शक्तिशाली ज्वारीय गुरुत्वाकर्षण बलों द्वारा घटना क्षितिज को पार करने से बहुत पहले ही फट जाएगा। एक ब्लैक होल पदार्थ या विकिरण को अवशोषित करने के लिए हमेशा तैयार रहता है, जिससे उसका द्रव्यमान बढ़ जाता है। बाहरी दुनिया के साथ इसकी बातचीत एक साधारण हॉकिंग सिद्धांत द्वारा निर्धारित की जाती है: यदि आप कणों के क्वांटम उत्पादन को ध्यान में नहीं रखते हैं, तो ब्लैक होल के घटना क्षितिज का क्षेत्र कभी घटता नहीं है। 1973 में जे. बेकेनस्टीन ने सुझाव दिया कि ब्लैक होल उन्हीं भौतिक नियमों का पालन करते हैं जिनका पालन भौतिक निकाय करते हैं जो विकिरण का उत्सर्जन और अवशोषण करते हैं ("ब्लैक बॉडी" मॉडल)। इस विचार से प्रभावित होकर, 1974 में हॉकिंग ने दिखाया कि ब्लैक होल पदार्थ और विकिरण का उत्सर्जन कर सकते हैं, लेकिन यह तभी ध्यान देने योग्य होगा जब ब्लैक होल का द्रव्यमान अपेक्षाकृत छोटा हो। इस तरह के ब्लैक होल बिग बैंग के तुरंत बाद पैदा हो सकते हैं, जिससे ब्रह्मांड का विस्तार शुरू हुआ। इन प्राथमिक ब्लैक होल का द्रव्यमान 1015 ग्राम (एक छोटे क्षुद्रग्रह की तरह), और आकार में 10-15 मीटर (एक प्रोटॉन या न्यूट्रॉन की तरह) से अधिक नहीं होना चाहिए। ब्लैक होल के पास एक शक्तिशाली गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र कण-प्रतिकण जोड़े को जन्म देता है; प्रत्येक जोड़ी के कणों में से एक छेद द्वारा अवशोषित होता है, और दूसरा बाहर उत्सर्जित होता है। 1015 ग्राम के द्रव्यमान वाले एक ब्लैक होल को 1011 K के तापमान वाले शरीर की तरह व्यवहार करना चाहिए। ब्लैक होल के "वाष्पीकरण" का विचार पूरी तरह से उन निकायों के शास्त्रीय विचार का खंडन करता है जो विकीर्ण नहीं कर सकते हैं।
ब्लैक होल की खोज करें।आइंस्टीन के सापेक्षता के सामान्य सिद्धांत के ढांचे के भीतर गणना केवल ब्लैक होल के अस्तित्व की संभावना को इंगित करती है, लेकिन किसी भी तरह से उनकी उपस्थिति को साबित नहीं करती है। असली दुनिया ; वास्तविक ब्लैक होल की खोज भौतिकी के विकास में एक महत्वपूर्ण कदम होगा। अंतरिक्ष में अलग-अलग ब्लैक होल की खोज करना निराशाजनक रूप से कठिन है: हम अंतरिक्ष के कालेपन के खिलाफ एक छोटी सी काली वस्तु का पता नहीं लगा पाएंगे। लेकिन आस-पास के खगोलीय पिंडों के साथ इसकी बातचीत से, उन पर इसके विशिष्ट प्रभाव से एक ब्लैक होल का पता लगाने की उम्मीद है। सुपरमैसिव ब्लैक होल आकाशगंगाओं के केंद्रों में हो सकते हैं, वहां लगातार तारों को खा रहे हैं। ब्लैक होल के चारों ओर ध्यान केंद्रित करते हुए, तारों को आकाशगंगाओं के कोर में चमक के केंद्रीय शिखरों का निर्माण करना चाहिए; उनकी तलाश की जा रही है। एक अन्य खोज विधि आकाशगंगा में केंद्रीय वस्तु के चारों ओर तारों और गैस की गति की गति को मापना है। यदि केंद्रीय वस्तु से उनकी दूरी ज्ञात हो, तो उसके द्रव्यमान और औसत घनत्व की गणना की जा सकती है। यदि यह तारा समूहों के लिए संभव घनत्व से काफी अधिक है, तो यह माना जाता है कि यह एक ब्लैक होल है। इस तरह, 1996 में, जे. मोरन और उनके सहयोगियों ने निर्धारित किया कि आकाशगंगा NGC 4258 के केंद्र में, संभवतः 40 मिलियन सौर द्रव्यमान के द्रव्यमान वाला एक ब्लैक होल है। सबसे आशाजनक बाइनरी सिस्टम में एक ब्लैक होल की खोज है, जहां यह एक सामान्य तारे के साथ मिलकर द्रव्यमान के एक सामान्य केंद्र के चारों ओर घूम सकता है। एक तारे के स्पेक्ट्रम में रेखाओं के आवधिक डॉपलर बदलाव से, कोई यह समझ सकता है कि यह एक निश्चित पिंड के साथ जोड़ा गया है और बाद के द्रव्यमान का अनुमान भी लगा सकता है। यदि यह द्रव्यमान 3 सौर द्रव्यमान से अधिक है, और स्वयं शरीर के विकिरण को नोटिस करना संभव नहीं है, तो बहुत संभव है कि यह एक ब्लैक होल हो। एक कॉम्पैक्ट बाइनरी सिस्टम में, एक ब्लैक होल एक सामान्य तारे की सतह से गैस ग्रहण कर सकता है। ब्लैक होल के चारों ओर कक्षा में घूमते हुए, यह गैस एक डिस्क बनाती है और एक सर्पिल में ब्लैक होल के पास पहुंचकर, दृढ़ता से गर्म होती है और शक्तिशाली एक्स-रे का स्रोत बन जाती है। इस विकिरण में तेजी से उतार-चढ़ाव से संकेत मिलता है कि गैस एक छोटे से बड़े पैमाने पर वस्तु के चारों ओर एक छोटी त्रिज्या कक्षा में तेजी से घूम रही है। 1970 के दशक से, ब्लैक होल की उपस्थिति के स्पष्ट संकेतों के साथ बाइनरी सिस्टम में कई एक्स-रे स्रोत खोजे गए हैं। सबसे आशाजनक एक्स-रे बाइनरी वी 404 साइग्नस माना जाता है, जिसके अदृश्य घटक का द्रव्यमान 6 सौर द्रव्यमान से कम नहीं होने का अनुमान है। अन्य उल्लेखनीय ब्लैक होल उम्मीदवार एक्स-रे बाइनरी सिस्टम सिग्नस एक्स-1, एलएमसीएक्स-3, वी 616 यूनिकॉर्न, क्यूजेड चैंटरेल्स, और एक्स-रे नोवा ओफिचुस 1977, मुखा 1981, और स्कॉर्पियो 1994 में हैं। एलएमसीएक्स के अपवाद के साथ -3, बोल्शोई मैगेलैनिक क्लाउड में स्थित, ये सभी हमारी गैलेक्सी में 8000 sv के क्रम की दूरी पर हैं। पृथ्वी से वर्ष।
यह सभी देखें
ब्रह्मांड विज्ञान;
गुरुत्वाकर्षण ;
गुरुत्वीय संकुचन;
सापेक्षता;
बाह्य वायुमंडलीय खगोल विज्ञान।
साहित्य
चेरेपश्चुक ए.एम. बाइनरी सिस्टम में ब्लैक होल का द्रव्यमान। उसपेखी फ़िज़िचसिख नौक, खंड 166, पृ. 809, 1996

कोलियर एनसाइक्लोपीडिया। - खुला समाज. 2000 .

देखें कि "ब्लैक होल" अन्य शब्दकोशों में क्या है:

BLACK HOLE, बाहरी अंतरिक्ष का एक स्थानीयकृत क्षेत्र जहां से न तो पदार्थ और न ही विकिरण बच सकते हैं, दूसरे शब्दों में, पहला अंतरिक्ष वेग प्रकाश की गति से अधिक होता है। इस क्षेत्र की सीमा को घटना क्षितिज कहा जाता है। वैज्ञानिक और तकनीकी विश्वकोश शब्दकोश

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