Postoje li crne rupe? Crna rupa. Što je unutar crne rupe

Svemirski teleskop Hubble, možda po prvi put, pružio je jasan dokaz o postojanju crnih rupa. Promatrao je nestanak materije padajući u zonu djelovanja crne rupe, iza takozvanog "horizonta događaja".

Promatrani slabašni svjetlosni impulsi struja vrućeg plina u ultraljubičastom spektru su izblijedili i potom nestali, formirajući vrtlog oko masivnog, kompaktnog objekta nazvanog Cygnus XR-1. Taj mehanizam pada, sličan, primjerice, padu vode na rubu vodopada, odgovara jasnoj analogiji s teorijskim izračunima pada materije u crnu rupu.

Horizont događaja je područje svemira koje okružuje crnu rupu, jednom u kojem materija više ne može napustiti ovo područje i pasti u crnu rupu. Svjetlo još uvijek može pobijediti velika moć gravitacije i šalje posljednje mlazove iz materije koja nestaje, ali samo nakratko, dok padajuća materija ne uđe u tzv. zonu singularnosti, izvan koje više ni svjetlost ne može.

Prema poznatim teorijama niti jedan drugi astronomski objekt, osim crne rupe, ne može imati zonu horizonta događaja.

Crne rupe otkrivene su promatranjem uzoraka usisavanja (strujanja) masa zvjezdanog plina u njih. Procjenom koliko mase ulazi u sićušno područje prostora, može se odrediti koliko prostora zauzima crna rupa i njezinu masu.

Do sada nitko nije vidio da materija koja je već pala u horizont događaja pada u crnu rupu. Obično se opažala slika jednostavnog prelijevanja materije sa zvijezde u susjedstvu crne rupe. U isto vrijeme, crna rupa bila je potpuno sferno obavijena masom plina koji je tekao i sama je nalikovala izgled mala zvijezda, ali emitira svjetlost u spektru bliskom ultraljubičastom ili u neutronima.

Ova tajna se dugo skrivala od javnosti. Znanstvenici su se bavili minucioznom analizom i provjerom tih podataka.

Sam Hubble, naravno, nije vidio zonu horizonta događaja - to je premalo područje prostora na takvoj udaljenosti da bi se moglo procijeniti. Hubble je mjerio kaotične fluktuacije u ultraljubičastom svjetlu kipućeg plina zarobljenog u zoni gravitacijskog utjecaja crne rupe. Hubble je uhvatio jedinstvene trenutke "blijedećeg niza pulseva", koji je vrlo brzo oslabio.

Taj je mehanizam u skladu s općeprihvaćenom teorijom koju su predvidjeli znanstvenici: kada materija padne blizu horizonta događaja, svjetlost iz nje brzo se priguši, jer što je bliže središtu crne rupe, jača sila gravitacije i što valovi postaju dulji, postupno prelaze iz ultraljubičastog u neutronski spektar, a zatim potpuno nestaju. Taj se učinak naziva "crveni pomak".

Promatrani fragment padajuće materije nestao je iz vidnog polja Hubble teleskopa prije nego što je zapravo stigao do horizonta događaja. Hubbleov brzi fotometar uzorkovao je svjetlosne impulse brzinom od 100 000 mjerenja u sekundi. Hubbleova ultraljubičasta rezolucija omogućila je da se vidi blijedo treperenje padajuće materije unutar 1000 milja od horizonta događaja.

Dinamički modeli već su predvidjeli da Cygnus XR-1 pripada crnoj rupi. Plin ne može izravno pasti u nju, kao u jarak, već tvori vrtlog u obliku glatkog spiralnog diska.

Ali danas malo znanstvenika sumnja u njihovo postojanje. Supergusti objekti s gotovo apsolutnom masom i gravitacijom krajnji su produkt evolucije divovskih zvijezda, savijaju prostor i vrijeme i ne propuštaju čak ni svjetlost.

Međutim, Laura Mersini-Houghton, profesorica fizike na Sveučilištu Sjeverne Kalifornije, matematički je dokazala da crne rupe možda uopće ne postoje u prirodi. U vezi sa svojim nalazima, istraživačica ne predlaže reviziju moderne ideje o prostor-vremenu, ali smatra da znanstvenicima nešto nedostaje u teorijama o postanku svemira.

"Još uvijek sam šokiran. Pola stoljeća proučavamo fenomen crnih rupa, a te goleme količine informacija, zajedno s našim novim otkrićima, daju nam povod za ozbiljno razmišljanje", priznaje Mersini-Houghton u priopćenju za javnost .

Općeprihvaćena teorija je da crne rupe nastaju kada se masivna zvijezda uruši pod utjecajem vlastite gravitacije na jednu točku u svemiru. Tako se rađa singularnost, beskonačno gusta točka. Okružen je takozvanim horizontom događaja, uvjetnom linijom koju sve što je ikada prešlo nikada nije vratilo u svemir, privlačnost crne rupe pokazala se toliko snažnom.

Razlog neobičnosti takvih objekata je taj što je priroda crnih rupa opisana kontradiktornim fizikalnim teorijama – relativizmom i kvantnom mehanikom. Einsteinova teorija gravitacije predviđa nastanak crnih rupa, ali temeljni zakon kvantne teorije kaže da nijedna informacija iz svemira ne može zauvijek nestati, a crne rupe, prema Einsteinu, čestice (i informacije o njima) nestaju za ostatak svijeta svemir izvan horizonta događaja zauvijek.

Pokušaji da se te teorije spoje i dođe do jedinstvenog opisa crnih rupa u Svemiru završili su pojavom matematičkog fenomena - paradoksa gubitka informacija.

Godine 1974. slavni kozmolog Stephen Hawking upotrijebio je zakone kvantne mehanike kako bi dokazao da čestice još uvijek mogu ići izvan horizonta događaja. Ovaj hipotetski tok "sretnih" fotona naziva se Hawkingovo zračenje. Od tada su astrofizičari otkrili neke prilično čvrste dokaze za postojanje takvog zračenja.

(ilustrirao NASA/JPL-Caltech).

Ali sada Mersini-Houghton opisuje potpuno novi scenarij evolucija svemira. Ona se slaže s Hawkingom da zvijezda kolabira pod vlastitom gravitacijom, nakon čega emitira struje čestica. Međutim, u svom novi posao Mersini-Houghton pokazuje da, emitirajući ovo zračenje, zvijezda također gubi svoju masu i to takvom brzinom da, kada se stisne, ne može dobiti gustoću crne rupe.

U svom članku, istraživačica tvrdi da se singularnost ne može formirati i, kao rezultat toga, . Dokumenti ( , ) koji opovrgavaju postojanje crnih rupa mogu se pronaći na stranici za preprint ArXiv.org.

Budući da se vjeruje da je naš Svemir on sam, onda se u vezi s novim saznanjima propituje i pitanje vjernosti teorije Velikog praska. Mersini-Houghton tvrdi da u njezinim proračunima kvantna fizika i relativizam idu ruku pod ruku, o čemu su znanstvenici oduvijek sanjali, pa bi se stoga njezin scenarij mogao pokazati pouzdanim.

Da, postoje. Crna rupa nazvan područje prostor-vremena u kojem je gravitacijsko polje toliko jako da ni svjetlost ne može napustiti ovo područje. To se događa ako su dimenzije tijela manje od njegovog gravitacijskog radijusa rg.

Što je?

Crne rupe moraju biti proizvedene vrlo jakim kompresija mase, dok se gravitacijsko polje toliko poveća da ne emitira nikakvu svjetlost niti bilo kakvo drugo zračenje. Za nadvladavanje gravitacije i bijeg iz crne rupe, bilo bi potrebno druga brzina bijega- više svijetla. No, prema teoriji relativnosti niti jedno tijelo ne može razviti brzinu veću od brzine svjetlosti. Stoga ništa ne može pobjeći iz crne rupe. Ni odatle ne mogu doći nikakve informacije. Nemoguće je znati što se dogodilo s nekim tko je upao u crnu rupu. Već u blizini rupa dramatično se mijenjaju svojstva prostora i vremena.

Teorijska mogućnost postojanja takvih područja prostor-vremena proizlazi iz nekih egzaktnih rješenja Einsteinovih jednadžbi. Jednostavno rečeno, Einstein je predvidio nevjerojatna svojstva crnih rupa, od kojih je najvažnija prisutnost horizonta događaja u crnoj rupi. Prema najnovijim podacima promatranja, crne rupe postoje i imaju nevjerojatna svojstva. Postojanje crnih rupa proizlazi iz teorije gravitacije: ako je ova teorija istinita, onda je postojanje crnih rupa istinito. Stoga izjave o izravnim dokazima postojanja crnih rupa treba shvatiti u smislu potvrđivanja postojanja astronomskih objekata koji su toliko gusti i masivni, kao i neka druga vidljiva svojstva, da se mogu tumačiti kao crne rupe. opća teorija relativnost. Osim toga, crnim rupama se često nazivaju objekti koji ne odgovaraju striktno gore navedenoj definiciji, već se samo približavaju svojim svojstvima takvim Crna rupa- na primjer, to mogu biti zvijezde u kolapsu u kasnim fazama kolapsa.

nerotirajuća crna rupa

Za nerotirajuću crnu rupu, radijus horizonta događaja je isti kao gravitacijski radijus. Na horizontu događaja za vanjskog promatrača tijek vremena prestaje. Svemirska letjelica poslana u crnu rupu, sa stajališta udaljenog promatrača, nikada neće prijeći horizont događaja, ali će neprestano usporavati dok mu se približava. Sve što se događa ispod horizonta događaja, unutar crne rupe, nije vidljivo vanjskom promatraču. Astronaut u svojoj letjelici načelno je sposoban prodrijeti ispod horizonta događaja, ali neće moći prenijeti nikakvu informaciju vanjskom promatraču. U ovom slučaju, astronaut, koji slobodno pada ispod horizonta događaja, vjerojatno će vidjeti drugi svemir, pa čak i svoju budućnost. To je zbog činjenice da su unutar crne rupe prostorne i vremenske koordinate obrnute, a putovanje kroz svemir ovdje je zamijenjeno putovanjem kroz vrijeme.

Rotirajuća crna rupa

Njegova su svojstva još nevjerojatnija. Njihov horizont događaja ima manji radijus, uronjen je u ergosferu - područje prostor-vremena u kojem se tijela moraju stalno kretati, pokupljena vrtložnim gravitacijskim poljem rotirajuće crne rupe.
Ova neobična svojstva crnih rupa doimaju se jednostavno fantastičnima, pa se njihovo postojanje u prirodi često dovodi u pitanje.

Crna rupa u binarnom zvjezdanom sustavu

U ovom slučaju, učinci crne rupe su najizraženiji, jer U binarnom zvjezdanom sustavu jedna zvijezda je svijetli div, a druga je crna rupa. Plin iz ljuske divovske zvijezde istječe u crnu rupu, vrti se oko nje, tvoreći disk. Slojevi plina u disku u spiralnim orbitama približavaju se crnoj rupi i padaju u nju. Ali prije nego što padne blizu granice crne rupe, plin se zagrijava kao rezultat trenja do enormne temperature od milijuna stupnjeva i zrači u rasponu X-zraka. Prema ovoj emisiji X-zraka, crne rupe nalaze se u binarnim zvjezdanim sustavima.

Zaključak

Pretpostavlja se da masivne crne rupe nastaju u središtima kompaktnih zvjezdanih jata. Možda je izvor X-zraka u zviježđu Cygnus - Cygnus-X-1 takva crna rupa.

Astronomi ne isključuju da su se u prošlosti crne rupe mogle pojaviti na početku širenja Svemira, pa nije isključeno ni stvaranje vrlo malih crnih rupa.

Masovne vrijednosti veliki broj neutronske zvijezde i crne rupe potvrđuju valjanost predviđanja A. Einsteinove teorije relativnosti. U posljednjih godina problem hipoteze o crnim rupama u svemiru postao je promatračka stvarnost. To znači kvalitetu nova pozornica u proučavanju crnih rupa i njihovih nevjerojatnih svojstava, postoji nada za nova otkrića u ovom području.

2007-09-12 / Vladimir Pokrovski

Crne rupe umiru prije nego što se rode. Barem tako tvrde američki teorijski fizičari sa Sveučilišta Case Western Reserve u Ohiju. Izveli su matematičke formule iz kojih proizlazi da crne rupe jednostavno ne mogu nastati. Ako su ove formule točne, onda se možda najvažnija kozmološka konstrukcija 20. stoljeća ruši.

Što je crna rupa? Svi znamo, o tome smo više puta obaviješteni. Ovo je tako supermasivno tijelo, čija je gravitacija jednostavno užasna. Čim mu se nešto približi na udaljenost od središta, zvanu horizont događaja, onda nikad sve nije nešto, bilo materijalno tijelo, bilo samo kvant elektromagnetskog zračenja – foton, koji je također materijalno tijelo, nego u isto vrijeme elektromagnetski Val se ne može vratiti. Tako je, ne znajući za fotone, veliki Laplace svojedobno definirao crnu rupu, zatim ju je 1916. godine predvidio njemački fizičar Schwarzschild, iako je sam termin “crna rupa” predložen tek 1967. godine.

Pa, nikad se ne zna, supermasivno tijelo koje u sebe uvlači sve što se nenamjerno nađe u blizini - što je to posebno za naš kozmos izvan mašte? Ima nešto posebno - to je uveo Einstein, ali ne sam, nego uz pomoć svoje teorije relativnosti. Prema ovoj teoriji, sve što upadne u crnu rupu upada u matematičku točku. Rupa je potpuno prazna, osim upravo te točke. I tu se uočava potpuno nemoguće - takozvana singularnost: dijeljenje s nulom, beskonačna gustoća, a odavde slijede najfantastičnije posljedice. Na primjer, prodor u paralelni svemir ili trenutno kretanje na drugu točku našeg prostora.

Ali nekako je neobično za naš svijet sa stajališta fizike imati dijeljenje s nulom, uvijek je bilo nekako neugodno. Tip to može biti samo u matematici, ali u stvarnosti - nikada.

Godine 1976. slavni britanski teorijski fizičar Stephen Hawking otkrio je kvantni efekt zbog kojeg crna rupa, odnosno tijelo čija gravitacija po definiciji ne može emitirati svjetlost, ipak je emitira. Pokazao je da ako postoji par "čestica-antičestica", kvantno-mehanički međusobno povezan, i jedna od tih čestica padne u rupu, onda je preostala može izvući odatle. Čini se da su teoretičari iz Clevelanda dokazali da je isparavanje crne rupe koje se događa na ovaj način toliko intenzivno da će ispariti prije nego što uopće ima priliku nastati.

Kako su to uspjeli i koliko su u pravu u svojim zaključcima, nemojmo nagađati, prepustimo njihovim kolegama na prosudbu. Ali u stvarnosti, sumnje u postojanje crnih rupa izražene su već duže vrijeme, a s vremena na vrijeme pojavljuju se publikacije čiji autori dokazuju da crne rupe ne postoje. Unatoč činjenici da do danas Otvoreno ih je već na stotine. "Ali to nisu crne rupe", kažu teoretičari Clevelanda. "Oni su samo supermasivni svemirski objekti."

Dopisni član Ruske akademije znanosti Anatolij Čerepaščuk, direktor Državnog astronomskog instituta. Moskovsko državno sveučilište Sternberg. M. V. Lomonosov, ovom prilikom budite oprezni u komentarima.

“Doista,” rekao je u razgovoru s dopisnikom NG, “ovdje postoji određena terminološka zbrka. Vidimo objekte na nebu koji se ponašaju upravo onako kako bi se trebale ponašati crne rupe i vjerujemo da su to crne rupe i tako ih zovemo, ali treba dokazati da su to objekti koji nemaju površinu. No postoje mnoge neizravne indikacije da jednostavno nemaju površinu.

U činjenici da crne rupe isparavaju, Čerepaščuk ne vidi ništa novo: “Sve one ispare. Ako masa crne rupe ne prelazi masu prosječne planine, kao što su, na primjer, Lenjinske planine u Moskvi, dakle 1015 grama, onda će ona doista u jednom trenutku, uz eksploziju, ispariti; dok će rupe s masom od nekoliko Sunaca trebati tisuće kozmoloških vremena da potpuno ispare. Istina, postoje egzotične teorije koje uzimaju u obzir činjenicu da naš prostor nema 4 dimenzije, već 11, a prema tim dodatnim dimenzijama crna rupa također isparava. Stoga je proces isparavanja mnogo brži nego u uobičajenom četverodimenzionalnom prostoru. U određenom smislu, rad o kojem govorite je kao logičan nastavak ovih teorija. Ali, ponavljam, postoji mnogo neizravnih dokaza da crne rupe postoje.”

CRNA RUPA
područje u svemiru koje je nastalo kao posljedica potpunog gravitacijskog kolapsa materije, u kojem je gravitacijska privlačnost toliko jaka da ga ni materija, ni svjetlost, ni drugi nositelji informacija ne mogu napustiti. Stoga je unutrašnjost crne rupe uzročno nepovezana s ostatkom svemira; fizički procesi koji se odvijaju unutar crne rupe ne mogu utjecati na procese izvan nje. Crna rupa je okružena površinom sa svojstvom jednosmjerne membrane: materija i zračenje slobodno padaju kroz nju u crnu rupu, ali ništa ne može pobjeći iz nje. Ta se površina naziva "horizont događaja". Budući da za sada postoje samo neizravne indikacije o postojanju crnih rupa na udaljenostima tisućama svjetlosnih godina od Zemlje, naše daljnje izlaganje temelji se uglavnom na teorijskim rezultatima. Crne rupe, predviđene općom teorijom relativnosti (teorijom gravitacije koju je predložio Einstein 1915.) i drugim modernijim teorijama gravitacije, matematički su potkrijepili R. Oppenheimer i H. Snyder 1939. Ali svojstva prostora i vremena u blizini ovih objekata pokazalo se toliko neobičnim, da ih astronomi i fizičari nisu ozbiljno shvaćali 25 godina. Međutim, astronomska otkrića sredinom 1960-ih natjerala su nas da na crne rupe gledamo kao na moguću fizičku stvarnost. Njihovo otkriće i proučavanje može iz temelja promijeniti naše razumijevanje prostora i vremena.
Nastanak crnih rupa. Dok se termonuklearne reakcije odvijaju u unutrašnjosti zvijezde, one održavaju visoku temperaturu i tlak, sprječavajući kolaps zvijezde pod utjecajem vlastite gravitacije. Međutim, s vremenom se nuklearno gorivo iscrpi i zvijezda se počne smanjivati. Izračuni pokazuju da ako masa zvijezde ne premaši tri solarne mase, tada će ona dobiti "bitku s gravitacijom": njezin će gravitacijski kolaps zaustaviti pritisak "degenerirane" materije, a zvijezda će se zauvijek pretvoriti u bijelog patuljka ili neutronska zvijezda. Ali ako je masa zvijezde veća od tri solarna, tada ništa ne može zaustaviti njezin katastrofalni kolaps i brzo će otići ispod horizonta događaja, postajući crna rupa. Za sfernu crnu rupu mase M, horizont događaja tvori sferu s ekvatorijalnim opsegom 2p puta većim od "gravitacijskog radijusa" crne rupe RG = 2GM/c2, gdje je c brzina svjetlosti, a G gravitacijska konstanta. Crna rupa mase 3 Sunčeve mase ima gravitacijski radijus 8,8 km.

Ako astronom promatra zvijezdu u trenutku njezine transformacije u crnu rupu, tada će u početku vidjeti kako se zvijezda skuplja sve brže i brže, ali kako se njezina površina približava gravitacijskom radijusu, kompresija će se usporavati dok potpuno ne prestane. Pritom će svjetlost koja dolazi od zvijezde oslabiti i pocrvenjeti dok se potpuno ne ugasi. To je zato što u borbi s golemom silom gravitacije svjetlost gubi energiju i treba joj sve više vremena da dođe do promatrača. Kada površina zvijezde dosegne gravitacijski radijus, trebat će beskonačno vrijeme da svjetlost koja joj pobjegne stigne do promatrača (a pritom će fotoni potpuno izgubiti svoju energiju). Posljedično, astronom nikada neće čekati ovaj trenutak, a još manje vidjeti što se događa sa zvijezdom ispod horizonta događaja. Ali teoretski, ovaj se proces može proučavati. Proračun idealiziranog sfernog kolapsa pokazuje da za kratko vrijeme zvijezda se skuplja do točke u kojoj se postižu beskrajno visoke vrijednosti gustoće i gravitacije. Takva se točka naziva "singularitet". Štoviše, opća matematička analiza pokazuje da ako se pojavi horizont događaja, tada čak i nesferni kolaps dovodi do singularnosti. No, sve to vrijedi samo ako je opća teorija relativnosti primjenjiva do vrlo malih prostornih mjerila, u što još nismo sigurni. U mikrosvijetu djeluju kvantni zakoni, a kvantna teorija gravitacije još nije stvorena. Jasno je da kvantni efekti ne mogu spriječiti kolaps zvijezde u crnu rupu, ali bi mogli spriječiti pojavu singulariteta. Moderna teorija zvjezdana evolucija i naše znanje o zvjezdanoj populaciji Galaksije pokazuju da bi među njezinih 100 milijardi zvijezda trebalo biti oko 100 milijuna crnih rupa nastalih tijekom kolapsa najmasivnijih zvijezda. Osim toga, crne rupe vrlo velike mase mogu se nalaziti u jezgrama velikih galaksija, uključujući i našu. Kao što je već spomenuto, u našoj eri samo masa koja je tri puta veća od Sunčeve može postati crna rupa. Međutim, odmah nakon Velikog praska, od kojeg je ca. Prije 15 milijardi godina počelo je širenje Svemira, mogle su se roditi crne rupe bilo koje mase. Najmanji od njih, zbog kvantnih učinaka, trebao je ispariti, izgubiti svoju masu u obliku zračenja i tokova čestica. Ali "primordijalne crne rupe" s masom većom od 1015 g mogle bi preživjeti do danas. Svi izračuni kolapsa zvijezda napravljeni su uz pretpostavku blagog odstupanja od sferne simetrije i pokazuju da se horizont događaja uvijek formira. Međutim, s jakim odstupanjem od sferne simetrije, kolaps zvijezde može dovesti do formiranja područja s beskonačno jakom gravitacijom, ali nije okruženo horizontom događaja; naziva se "goli singularitet". To više nije crna rupa u smislu o kojem smo gore govorili. Fizikalni zakoni u blizini gole singularnosti mogu poprimiti vrlo neočekivani oblik. Trenutno se gola singularnost smatra malo vjerojatnim objektom, dok većina astrofizičara vjeruje u postojanje crnih rupa.
svojstva crnih rupa. Vanjskom promatraču struktura crne rupe izgleda krajnje jednostavno. U procesu kolapsa zvijezde u crnu rupu u malom djeliću sekunde (prema satu udaljenog promatrača), sve njezine vanjske značajke , povezani s nehomogenošću izvorne zvijezde, emitiraju se u obliku gravitacijskih i elektromagnetskih valova. Rezultirajuća stacionarna crna rupa "zaboravlja" sve informacije o izvornoj zvijezdi, osim tri veličine: ukupna masa, kutni moment (povezan s rotacijom) i električni naboj. Proučavanjem crne rupe više se ne može znati je li se izvorna zvijezda sastojala od materije ili antimaterije, je li imala oblik cigare ili palačinke i slično. U stvarnim astrofizičkim uvjetima, nabijena crna rupa će privući čestice suprotnog predznaka iz međuzvjezdanog medija, te će njezin naboj brzo postati nula. Preostali stacionarni objekt bit će ili nerotirajuća "Schwarzschildova crna rupa", koju karakterizira samo masa, ili rotirajuća "Kerrova crna rupa", koju karakteriziraju masa i kutni moment. Jedinstvenost navedenih vrsta stacionarnih crnih rupa dokazali su u okviru opće teorije relativnosti W. Israel, B. Carter, S. Hawking i D. Robinson. Prema općoj teoriji relativnosti, prostor i vrijeme su zakrivljeni gravitacijskim poljem masivnih tijela, a najveća zakrivljenost se javlja u blizini crnih rupa. Kada fizičari govore o intervalima vremena i prostora, misle na brojeve očitane s bilo kojeg fizičkog sata ili ravnala. Na primjer, ulogu sata može imati molekula s određenom frekvencijom oscilacija, čiji se broj između dva događaja može nazvati "vremenskim intervalom". Nevjerojatno, gravitacija djeluje na sve fizičke sustave na isti način: svi satovi pokazuju da vrijeme usporava, a svi ravnali pokazuju da se svemir proteže u blizini crne rupe. To znači da crna rupa savija geometriju prostora i vremena oko sebe. Daleko od crne rupe, ova zakrivljenost je mala, ali u blizini je toliko velika da se zrake svjetlosti mogu kretati oko nje u krug. Daleko od crne rupe, njeno gravitacijsko polje je točno opisano Newtonovom teorijom za tijelo iste mase, ali blizu nje, gravitacija postaje mnogo jača nego što predviđa Newtonova teorija. Svako tijelo koje padne u crnu rupu bit će rastrgano mnogo prije nego što prijeđe horizont događaja snažnim plimnim gravitacijskim silama koje proizlaze iz razlike u privlačnosti na različitim udaljenostima od središta. Crna rupa je uvijek spremna apsorbirati materiju ili zračenje, povećavajući time svoju masu. Njegova interakcija s vanjskim svijetom određena je jednostavnim Hawkingovim načelom: područje horizonta događaja crne rupe nikada se ne smanjuje, ako ne uzmete u obzir kvantnu proizvodnju čestica. J. Bekenstein je 1973. predložio da se crne rupe pokoravaju istim fizikalnim zakonima kao fizička tijela koja emitiraju i apsorbiraju zračenje (model "crnog tijela"). Pod utjecajem te ideje, Hawking je 1974. pokazao da crne rupe mogu emitirati materiju i zračenje, no to će biti vidljivo samo ako je masa same crne rupe relativno mala. Takve crne rupe mogle bi se roditi odmah nakon Velikog praska, kojim je počelo širenje Svemira. Mase ovih primarnih crnih rupa ne bi trebale biti veće od 1015 g (poput malog asteroida) i veličine 10-15 m (poput protona ili neutrona). Snažno gravitacijsko polje u blizini crne rupe stvara parove čestica-antičestica; jednu od čestica svakog para apsorbira rupa, a drugu emitira van. Crna rupa s masom od 1015 g trebala bi se ponašati kao tijelo s temperaturom od 1011 K. Ideja o "isparavanju" crnih rupa potpuno je u suprotnosti s klasičnom idejom o njima kao tijelima koja ne mogu zračiti.
Potraga za crnim rupama. Proračuni u okviru Einsteinove opće teorije relativnosti ukazuju samo na mogućnost postojanja crnih rupa, ali nikako ne dokazuju njihovu prisutnost u stvarni svijet ; otkriće prave crne rupe bio bi važan korak u razvoju fizike. Potraga za izoliranim crnim rupama u svemiru beznadno je teška: nećemo moći uočiti mali tamni objekt u tami svemira. Ali postoji nada da se crna rupa otkrije njezinom interakcijom s okolnim astronomskim tijelima, svojim karakterističnim utjecajem na njih. Supermasivne crne rupe mogu biti u središtima galaksija, tamo neprestano proždirući zvijezde. Koncentrirajući se oko crne rupe, zvijezde bi trebale formirati središnje vrhove sjaja u jezgrama galaksija; njihova potraga je sada u tijeku. Druga metoda pretraživanja je mjerenje brzine kretanja zvijezda i plina oko središnjeg objekta u galaksiji. Ako je poznata njihova udaljenost od središnjeg objekta, tada se može izračunati njegova masa i prosječna gustoća. Ako znatno premašuje gustoću moguću za skupove zvijezda, tada se vjeruje da je riječ o crnoj rupi. Na taj su način 1996. godine J. Moran i suradnici utvrdili da se u središtu galaksije NGC 4258 vjerojatno nalazi crna rupa mase 40 milijuna Sunčevih masa. Najviše obećava potraga za crnom rupom u binarnim sustavima, gdje se ona, zajedno s normalnom zvijezdom, može vrtjeti oko zajedničkog centra mase. Iz periodičkog Dopplerovog pomaka linija u spektru zvijezde može se shvatiti da je uparena s određenim tijelom, pa čak i procijeniti masu potonjeg. Ako ta masa prelazi 3 Sunčeve mase, a nije moguće primijetiti zračenje samog tijela, onda je vrlo moguće da se radi o crnoj rupi. U kompaktnom binarnom sustavu, crna rupa može uhvatiti plin s površine normalne zvijezde. Krećući se po orbiti oko crne rupe, ovaj plin formira disk i, spiralno se približavajući crnoj rupi, snažno se zagrijava i postaje izvor snažnog X-zraka. Brze fluktuacije ovog zračenja trebale bi značiti da se plin brzo kreće u orbiti malog radijusa oko sićušnog masivnog objekta. Od 1970-ih otkriveno je nekoliko izvora X-zraka u binarnim sustavima s jasnim znakovima prisutnosti crnih rupa. Najperspektivnijim se smatra rendgenski binarni V 404 Cygnus, čija se masa nevidljive komponente procjenjuje na ne manje od 6 solarnih masa. Ostali izvanredni kandidati za crne rupe su u rendgenskim binarnim sustavima Cygnus X-1, LMCX-3, V 616 Unicorn, QZ Chanterelles i rendgenskim novima Ophiuchus 1977, Mukha 1981 i Scorpio 1994. Uz iznimku LMCX -3, koji se nalazi u Boljšoj Magellanovom oblaku, svi su u našoj galaksiji na udaljenostima reda veličine 8000 sv. godine sa Zemlje.
vidi također
KOZMOLOGIJA;
GRAVITACIJA ;
GRAVITACIJSKI KOLAPS ;
RELATIVNOST ;
IZVANATMOSFERSKA ASTRONOMIJA.
KNJIŽEVNOST
Cherepashchuk A.M. Mase crnih rupa u binarnim sustavima. Uspekhi fizicheskikh nauk, vol. 166, str. 809, 1996

Collier Encyclopedia. - Otvoreno društvo. 2000 .

Pogledajte što je "CRNA RUPA" u drugim rječnicima:

CRNA RUPA, lokalizirano područje svemira iz kojeg ne mogu pobjeći ni materija ni zračenje, drugim riječima, prva svemirska brzina premašuje brzinu svjetlosti. Granica ovog područja naziva se horizont događaja. Znanstveni i tehnički enciklopedijski rječnik

Prostor predmet nastao kompresijom tijela gravitacijom. sile do veličina manjih od njegovog gravitacijskog radijusa rg=2g/c2 (gdje je M masa tijela, G gravitacijska konstanta, c brojčana vrijednost brzine svjetlosti). Predviđanje o postojanju u ... ... Fizička enciklopedija

Post., broj sinonima: 2 zvjezdice (503) nepoznato (11) Rječnik sinonima ASIS. V.N. Trishin. 2013 ... Rječnik sinonima