Ar egzistuoja juodosios skylės? Juodoji skylė. Kas yra juodosios skylės viduje

Hablo kosminis teleskopas, ko gero, pirmą kartą pateikė aiškių juodųjų skylių egzistavimo įrodymų. Jis stebėjo materijos išnykimą, patenkančią į juodosios skylės veikimo zoną, už vadinamojo „įvykių horizonto“.

Stebimi silpni karštų dujų srautų šviesos impulsai ultravioletiniame spektre išbalo, o paskui išnyko, sudarant sūkurį aplink masyvų, kompaktišką objektą, vadinamą Cygnus XR-1. Šis kritimo mechanizmas, panašus, pavyzdžiui, į vandens kritimą krioklio pakraštyje, atitinka aiškią analogiją su teoriniais medžiagos kritimo į juodąją skylę skaičiavimais.

Įvykių horizontas yra erdvės sritis, supanti juodąją skylę, kurioje materija niekada negali palikti šios srities ir įkristi į juodąją skylę. Šviesa vis tiek gali įveikti didelė galia gravitaciją ir siųsti paskutinius srautus iš nykstančios materijos, bet tik trumpam, kol krintanti medžiaga pateks į vadinamąją singuliarumo zoną, už kurios net šviesa nebegali išeiti.

Remiantis gerai žinomomis teorijomis, joks kitas astronominis objektas, išskyrus juodąją skylę, negali turėti įvykių horizonto zonos.

Juodosios skylės buvo atskleistos stebint, kaip į jas įsiurbia (teka) žvaigždžių dujų masė. Įvertinus, kiek masės patenka į mažą erdvės sritį, galima nustatyti, kiek vietos užima juodoji skylė ir jos masę.

Iki šiol niekas nematė, kad materija, kuri jau pateko į įvykių horizontą, patenka į juodąją skylę. Paprastai buvo stebimas paprastos medžiagos perpildymo vaizdas iš žvaigždės, esančios šalia juodosios skylės. Tuo pat metu juodoji skylė buvo visiškai sferiškai apgaubta tekančių dujų masės ir pati buvo panaši išvaizda maža žvaigždė, bet spinduliuojanti šviesą spektre, artima ultravioletiniams spinduliams arba neutronais.

Ši paslaptis ilgą laiką buvo slepiama nuo visuomenės. Mokslininkai kruopščiai analizavo ir tikrino šiuos duomenis.

Pats Hablas, žinoma, nematė įvykių horizonto zonos – tai per mažas erdvės regionas tokiu atstumu, kad jį būtų galima įvertinti. Hablas išmatavo chaotiškus juodosios skylės gravitacinio poveikio zonoje įstrigusių verdančių dujų ultravioletinės šviesos svyravimus. Hablas užfiksavo unikalias „blėstančio impulsų traukinio“ akimirkas, kurios labai greitai susilpnėjo.

Šis mechanizmas atitinka visuotinai priimtą mokslininkų numatytą teoriją: kai materija patenka arti įvykių horizonto, šviesa iš jos greitai pritemsta, nes kuo arčiau juodosios skylės centro, stipresnė jėga gravitacija ir kuo ilgesnės bangos tampa, palaipsniui pereina iš ultravioletinių į neutronų spektrą, o tada visiškai išnyksta. Šis efektas vadinamas „raudonuoju poslinkiu“.

Stebėtas krintančios medžiagos fragmentas dingo iš Hablo teleskopo regėjimo lauko dar nepasiekęs įvykių horizonto. Hablo greitasis fotometras atrinko šviesos impulsus 100 000 matavimų per sekundę greičiu. Hablo ultravioletinė skiriamoji geba leido pamatyti neryškų krintančios medžiagos mirgėjimą 1000 mylių atstumu nuo įvykio horizonto.

Dinaminiai modeliai anksčiau numatė, kad Cygnus XR-1 "s priklauso juodajai skylei. Dujos negali tiesiogiai patekti į ją, kaip į griovį, bet sudaro sūkurį išlyginto spiralinio disko pavidalu.

Tačiau šiandien nedaugelis mokslininkų abejoja jų egzistavimu. Supertankūs objektai, turintys beveik absoliučią masę ir gravitaciją, yra galutinis milžiniškų žvaigždžių evoliucijos produktas, jie sulenkia erdvę ir laiką ir net nepraleidžia šviesos.

Tačiau Laura Mersini-Houghton, Šiaurės Kalifornijos universiteto fizikos profesorė, matematiškai įrodė, kad juodųjų skylių gamtoje gali iš viso nebūti. Dėl savo išvadų tyrėja nesiūlo peržiūrėti šiuolaikinės idėjos apie erdvėlaikį, tačiau mano, kad mokslininkams kažko trūksta teorijose apie visatos kilmę.

"Aš vis dar šokiruotas. Pusę šimtmečio tyrinėjome juodųjų skylių reiškinį, o šie milžiniški informacijos kiekiai kartu su mūsų naujais atradimais verčia rimtai susimąstyti", - pranešime spaudai pripažįsta Mersini-Houghton. .

Visuotinai priimta teorija teigia, kad juodosios skylės susidaro, kai didžiulė žvaigždė, veikiama savo gravitacijos, griūva į vieną erdvės tašką. Taip gimsta singuliarumas, be galo tankus taškas. Jį juosia vadinamasis įvykių horizontas, sąlyginė linija, kurią viskas, kas kada nors peržengė, niekada negrįžo atgal į kosmosą, juodosios skylės trauka pasirodė tokia stipri.

Tokių objektų neįprastumo priežastis yra ta, kad juodųjų skylių prigimtį apibūdina prieštaringos fizikinės teorijos – reliatyvizmas ir kvantinė mechanika. Einšteino gravitacijos teorija numato juodųjų skylių susidarymą, tačiau pagrindinis kvantinės teorijos dėsnis sako, kad jokia informacija iš Visatos negali išnykti amžinai, o juodosios skylės, anot Einšteino, dalelės (ir informacija apie jas) išnyksta visam likusiam pasauliui. Visata už įvykių horizonto amžinai.

Bandymai sujungti šias teorijas ir pasiekti vieningą juodųjų skylių Visatoje aprašymą baigėsi matematinio reiškinio – informacijos praradimo paradokso – atsiradimu.

1974 metais garsus kosmologas Stephenas Hawkingas panaudojo kvantinės mechanikos dėsnius, kad įrodytų, jog dalelės vis dar gali peržengti įvykių horizontą. Šis hipotetinis „laimingų“ fotonų srautas vadinamas Hokingo spinduliuote. Nuo tada astrofizikai atskleidė keletą gana tvirtų tokios spinduliuotės egzistavimo įrodymų.

(iliustravo NASA/JPL-Caltech).

Tačiau dabar Mersini-Houghton aprašo visiškai naujas scenarijus visatos evoliucija. Ji sutinka su Hokingu, kad žvaigždė griūva veikiama savo pačios gravitacijos, o po to išskiria dalelių srautus. Tačiau savo naujas darbas Mersini-Houghton rodo, kad skleisdama šią spinduliuotę žvaigždė taip pat praranda savo masę ir tai daro tokiu greičiu, kad suspaudus ji negali įgyti juodosios skylės tankio.

Savo straipsnyje mokslininkė teigia, kad singuliarumas negali susiformuoti ir dėl to . Dokumentus ( , ), paneigiančius juodųjų skylių egzistavimą, galite rasti ArXiv.org išankstinio spausdinimo svetainėje.

Kadangi manoma, kad mūsų Visata yra pati, tai ir Didžiojo sprogimo teorijos ištikimybės klausimas keliamas dėl naujų atradimų. Mersini-Houghton teigia, kad jos skaičiavimuose kvantinė fizika ir reliatyvizmas eina koja kojon, apie ką visada svajojo mokslininkai, todėl būtent jos scenarijus gali pasirodyti patikimas.

Taip, yra. Juodoji skylė vadinama erdvės laiko sritimi, kurioje gravitacinis laukas yra toks stiprus, kad net šviesa negali palikti šios srities. Taip atsitinka, jei kūno matmenys yra mažesni už jo gravitacinį spindulį rg.

Kas tai yra?

Juodąsias skyles turi sukurti labai stiprūs masinis suspaudimas, o gravitacinis laukas padidėja tiek, kad neskleidžia jokios šviesos ar kitokios spinduliuotės. Norint įveikti gravitaciją ir ištrūkti iš juodosios skylės, prireiktų antrasis pabėgimo greitis- daugiau šviesos. Tačiau, remiantis reliatyvumo teorija, joks kūnas negali išvystyti didesnio greičio nei šviesos greitis. Todėl niekas negali ištrūkti iš juodosios skylės. Iš ten taip pat negali būti jokios informacijos. Neįmanoma žinoti, kas atsitiko tam, kuris pateko į juodąją skylę. Jau šalia skylių erdvės ir laiko savybės smarkiai pasikeičia.

Teorinė tokių erdvės laiko sričių egzistavimo galimybė išplaukia iš kai kurių tikslių Einšteino lygčių sprendinių. Paprasčiau pasakius, Einšteinas numatė nuostabias juodųjų skylių savybes, iš kurių svarbiausias yra įvykių horizonto buvimas juodojoje skylėje. Remiantis naujausiais stebėjimų duomenimis, juodosios skylės tikrai egzistuoja ir turi nuostabių savybių. Juodųjų skylių egzistavimas išplaukia iš gravitacijos teorijos: jei ši teorija yra teisinga, tai juodųjų skylių egzistavimas yra tiesa. Todėl teiginiai apie tiesioginius juodųjų skylių egzistavimo įrodymus turėtų būti suprantami taip, kad patvirtintų astronominių objektų, kurie yra tokie tankūs ir masyvūs, taip pat turintys kitų stebimų savybių, egzistavimą, kad juos galima interpretuoti kaip juodąsias skyles. bendroji teorija reliatyvumo. Be to, juodosios skylės dažnai vadinamos objektais, kurie griežtai neatitinka aukščiau pateikto apibrėžimo, o tik savo savybėmis priartėja prie tokių. Juodoji skylė- pavyzdžiui, tai gali būti griūvančios žvaigždės vėlyvose žlugimo stadijose.

nesisukanti juodoji skylė

Nesisukančios juodosios skylės atveju įvykių horizonto spindulys yra toks pat kaip gravitacinis spindulys. Įvykio horizonte išoriniam stebėtojui laikas sustoja. Erdvėlaivis, nusiųstas į juodąją skylę, tolimo stebėtojo požiūriu, niekada neperžengs įvykių horizonto, bet nuolat sulėtins greitį artėdamas prie jo. Viskas, kas vyksta po įvykių horizontu, juodosios skylės viduje, nėra matoma išoriniam stebėtojui. Astronautas savo erdvėlaivyje iš principo gali prasiskverbti po įvykių horizontu, tačiau jis negalės perduoti jokios informacijos išoriniam stebėtojui. Tokiu atveju astronautas, laisvai patenkantis po įvykių horizontu, greičiausiai išvys kitą Visatą ir net savo ateitį. Taip yra dėl to, kad juodosios skylės viduje erdvės ir laiko koordinatės pasikeičia, o keliones erdvėje čia pakeičia kelionės laiku.

Besisukanti juodoji skylė

Jo savybės dar nuostabesnės. Jų įvykių horizontas yra mažesnio spindulio, jis yra panardintas į ergosferą – erdvėlaikio sritį, kurioje kūnai turi nuolat judėti, paimami besisukančios juodosios skylės sūkurinio gravitacinio lauko.
Šios neįprastos juodųjų skylių savybės atrodo tiesiog fantastiškos, todėl dažnai kyla abejonių dėl jų egzistavimo gamtoje.

Juodoji skylė dvejetainėje žvaigždžių sistemoje

Šiuo atveju juodosios skylės poveikis yra ryškiausias, nes Dvejetainėje žvaigždžių sistemoje viena žvaigždė yra ryškus milžinas, o kita – juodoji skylė. Dujos iš milžiniškos žvaigždės apvalkalo išteka į juodąją skylę, sukasi aplink ją, sudarydamos diską. Dujų sluoksniai diske spiralinėmis orbitomis priartėja prie juodosios skylės ir patenka į ją. Tačiau prieš patenkant prie juodosios skylės ribos, dujos dėl trinties įkaista iki milžiniškos milijonų laipsnių temperatūros ir spinduliuoja rentgeno spindulių diapazone. Remiantis šia rentgeno spinduliuote, juodosios skylės randamos dvinarių žvaigždžių sistemose.

Išvada

Didžiulės juodosios skylės turėtų atsirasti kompaktiškų žvaigždžių spiečių centruose. Galbūt rentgeno šaltinis Cygnus žvaigždyne – Cygnus-X-1 yra tokia juodoji skylė.

Astronomai neatmeta, kad anksčiau juodosios skylės galėjo atsirasti Visatos plėtimosi pradžioje, todėl neatmetama ir labai mažų juodųjų skylių susidarymas.

Masinės vertės didelis skaičius neutroninės žvaigždės ir juodosios skylės patvirtina A. Einšteino reliatyvumo teorijos spėjimų pagrįstumą. IN pastaraisiais metais juodųjų skylių visatoje hipotezės problema tapo stebėjimo realybe. Tai reiškia kokybę naujas etapas tiriant juodąsias skyles ir nuostabias jų savybes, šioje srityje yra vilties naujiems atradimams.

2007-09-12 / Vladimiras Pokrovskis

Juodosios skylės miršta prieš gimstant. Bent jau taip teigia Amerikos teoriniai fizikai iš Case Western Reserve universiteto Ohajo valstijoje. Jie išvedė matematines formules, iš kurių išplaukia, kad juodosios skylės tiesiog negali susidaryti. Jeigu šios formulės teisingos, tuomet žlunga bene svarbiausia XX amžiaus kosmologinė konstrukcija.

Kas yra juodoji skylė? Visi žinome, buvome daug kartų apie tai informuoti. Tai toks supermasyvus kūnas, kurio gravitacija tiesiog siaubinga. Kai tik kažkas priartėja prie jo per atstumą nuo centro, vadinamą įvykių horizontu, tada viskas niekada nėra kažkas, ar tai būtų materialus kūnas, ar tai tik elektromagnetinės spinduliuotės kvantas - fotonas, kuris taip pat yra materialus kūnas, bet kartu ir elektromagnetinis Banga negali lūžti atgal. Taigi, nežinodamas apie fotonus, didysis Laplasas kažkada apibrėžė juodąją skylę, o 1916 m. ją numatė vokiečių fizikas Schwarzschildas, nors pats terminas „juodoji skylė“ buvo pasiūlytas tik 1967 m.

Na, jūs niekada nežinote, supermasyvus kūnas, kuris traukia viską, kas netyčia pasirodo šalia – kuo tai ypatinga mūsų kosmosui, neįsivaizduojamai? Yra kažkas ypatingo – tai Einšteinas įvedė ne pats, o pasitelkęs savo reliatyvumo teoriją. Pagal šią teoriją viskas, kas patenka į juodąją skylę, patenka į matematinį tašką. Skylė visiškai tuščia, išskyrus tą patį tašką. Ir tuo momentu pastebimas visiškai neįmanomas dalykas – vadinamasis singuliarumas: dalijimas iš nulio, begalinis tankis, o iš čia seka pačios fantastiškiausios pasekmės. Pavyzdžiui, įsiskverbimas į paralelinę visatą arba momentinis judėjimas į kitą mūsų erdvės tašką.

Bet mūsų pasauliui fizikos požiūriu kažkaip neįprasta dalytis iš nulio, visada buvo kažkaip gėda. Įveskite tai gali būti tik matematikoje, bet iš tikrųjų - niekada.

1976 metais garsus britų fizikas teoretikas Stephenas Hawkingas atrado kvantinį efektą, dėl kurio juodoji skylė, tai yra kūnas, kurio gravitacija pagal apibrėžimą negali skleisti šviesos, ją vis dar skleidžia. Jis parodė, kad jei yra „dalelių-antidalelių“ pora, kvantmechaniškai sujungta ir viena iš šių dalelių patenka į skylę, likusioji gali ją iš ten ištraukti. Dabar Klivlando teoretikai, atrodo, įrodė, kad tokiu būdu atsirandančios juodosios skylės garavimas yra toks intensyvus, kad išgaruos net nespėjus susidaryti.

Kaip jie tai padarė ir kiek teisūs savo išvadose, nespėkime, palikime spręsti kolegoms. Tačiau iš tikrųjų abejonės dėl juodųjų skylių egzistavimo buvo reiškiamos jau seniai, karts nuo karto atsiranda publikacijų, kurių autoriai įrodo, kad juodųjų skylių nėra. Nepaisant to, kad šiandien Jų jau atidaryta šimtai. „Tačiau tai nėra juodosios skylės“, – sako Klivlando teoretikai. „Jie yra tiesiog supermasyvūs kosminiai objektai.

Rusijos mokslų akademijos narys korespondentas Anatolijus Čerepaščiukas, Valstybinio astronomijos instituto direktorius. Sternbergo Maskvos valstybinis universitetas. M.V.Lomonosova, šia proga būkite atsargūs komentaruose.

„Iš tiesų, – sakė jis interviu NG korespondentui, – čia yra tam tikra terminologinė painiava. Matome danguje objektus, kurie elgiasi lygiai taip, kaip turėtų elgtis juodosios skylės, ir manome, kad tai juodosios skylės, ir mes jas taip vadiname, tačiau belieka įrodyti, kad tai objektai, kurie neturi paviršiaus. Tačiau yra daug netiesioginių požymių, kad jie tiesiog neturi paviršiaus.

Tai, kad juodosios skylės išgaruoja, Čerepaščiukas nemato nieko naujo: „Jos visos išgaruoja. Jei juodosios skylės masė neviršija vidutinio kalno masės, pavyzdžiui, Leninskio kalnų Maskvoje, tai yra, 1015 gramų, tada ji tikrai išgaruos per vieną akimirką, įvykus sprogimui; tuo tarpu kelių Saulių masės skylėms visiškai išgaruoti prireiks tūkstančių kosmologinių kartų. Tiesa, yra egzotiškų teorijų, kuriose atsižvelgiama į tai, kad mūsų erdvė turi ne 4, o 11, o pagal šiuos papildomus matmenis išgaruoja ir juodoji skylė. Ir todėl garavimo procesas yra daug greitesnis nei įprastoje keturių matmenų erdvėje. Tam tikra prasme darbas, apie kurį kalbate, yra tarsi logiškas šių teorijų tęsinys. Tačiau kartoju, yra daug netiesioginių įrodymų, kad juodosios skylės egzistuoja.

JUODOJI SKYLĖ
erdvė erdvėje, atsiradusi dėl visiško gravitacinio materijos griūties, kurioje gravitacinė trauka tokia stipri, kad nei materija, nei šviesa, nei kiti informacijos nešėjai negali iš jos išeiti. Todėl juodosios skylės vidus yra priežastiniu ryšiu nesusijęs su likusia visatos dalimi; fiziniai procesai, vykstantys juodosios skylės viduje, negali paveikti procesų už jos ribų. Juodąją skylę supa paviršius, turintis vienkryptės membranos savybę: pro ją medžiaga ir spinduliuotė laisvai patenka į juodąją skylę, tačiau iš jos niekas negali ištrūkti. Šis paviršius vadinamas „įvykių horizontu“. Kadangi iki šiol yra tik netiesioginių požymių, kad juodosios skylės egzistuoja tūkstančius šviesmečių atstumu nuo Žemės, mūsų tolesnis pristatymas daugiausia grindžiamas teoriniais rezultatais. Juodosios skylės, kurias numatė bendroji reliatyvumo teorija (1915 m. Einšteino pasiūlyta gravitacijos teorija) ir kitos modernesnės gravitacijos teorijos, matematiškai pagrindė R. Oppenheimeris ir H. Snyderis 1939 m. Tačiau erdvės ir laiko savybės netoli šių objektų pasirodė tokie neįprasti, kad astronomai ir fizikai į juos rimtai nežiūrėjo 25 metus. Tačiau astronominiai atradimai septintojo dešimtmečio viduryje privertė į juodąsias skyles žiūrėti kaip į galimą fizinę realybę. Jų atradimas ir tyrimas gali iš esmės pakeisti mūsų supratimą apie erdvę ir laiką.
Juodųjų skylių susidarymas. Nors termobranduolinės reakcijos vyksta žvaigždės viduje, jos palaiko aukštą temperatūrą ir slėgį, neleidžiant žvaigždei žlugti veikiant savo gravitacijai. Tačiau laikui bėgant branduolinis kuras išsenka, o žvaigždė pradeda trauktis. Skaičiavimai rodo, kad jei žvaigždės masė neviršys trijų Saulės masių, tai ji laimės „kovą su gravitacija“: jos gravitacinį kolapsą sustabdys „išsigimusios“ materijos slėgis, o žvaigždė amžiams pavirs baltąja nykštuke. arba neutroninė žvaigždė. Bet jei žvaigždės masė yra didesnė nei trys saulės, niekas negali sustabdyti jos katastrofiško žlugimo ir ji greitai pateks po įvykių horizontu, tapdama juodąja skyle. Sferinės juodosios skylės, kurios masė M, įvykių horizontas sudaro sferą, kurios pusiaujo perimetras yra 2 p kartus didesnis už juodosios skylės „gravitacinį spindulį“ RG = 2GM/c2, kur c yra šviesos greitis, o G yra gravitacinė konstanta. Juodosios skylės, kurios masė siekia 3 Saulės mases, gravitacinis spindulys yra 8,8 km.

Jei astronomas stebi žvaigždę tuo metu, kai ji virsta juodąja skyle, tada iš pradžių jis matys, kaip žvaigždė susitraukia vis greičiau, tačiau jos paviršiui artėjant prie gravitacinio spindulio, suspaudimas sulėtės, kol visiškai sustos. Tuo pačiu metu iš žvaigždės sklindanti šviesa susilpnės ir taps raudona, kol visiškai užges. Taip yra todėl, kad kovojant su milžiniška gravitacijos jėga šviesa praranda energiją ir prireikia vis daugiau laiko, kad ji pasiektų stebėtoją. Kai žvaigždės paviršius pasieks gravitacinį spindulį, prireiks begalinio laiko, kol iš jo išbėgusi šviesa pasieks stebėtoją (ir tai darydami fotonai visiškai praras savo energiją). Vadinasi, astronomas niekada nelauks šios akimirkos, juo labiau nepamatys, kas atsitiks su žvaigžde žemiau įvykių horizonto. Tačiau teoriškai šį procesą galima ištirti. Idealizuoto sferinio griūties apskaičiavimas rodo, kad už trumpam laikuižvaigždė susitraukia iki taško, kuriame pasiekiamos be galo didelės tankio ir gravitacijos vertės. Toks taškas vadinamas „singuliarumu“. Be to, bendroji matematinė analizė rodo, kad jei atsirado įvykių horizontas, tai net ir nesferinis griūtis sukelia singuliarumą. Tačiau visa tai tiesa tik tuo atveju, jei bendroji reliatyvumo teorija yra taikoma iki labai mažų erdvinių mastelių, dėl kurių kol kas nesame tikri. Mikropasaulyje veikia kvantiniai dėsniai, o kvantinė gravitacijos teorija dar nesukurta. Akivaizdu, kad kvantiniai efektai negali sustabdyti žvaigždės subyrėjimo į juodąją skylę, tačiau jie gali užkirsti kelią singuliarumo atsiradimui. Šiuolaikinė teorijaŽvaigždžių evoliucija ir mūsų žinios apie Galaktikos žvaigždžių populiaciją rodo, kad tarp 100 milijardų jos žvaigždžių turėtų būti apie 100 milijonų juodųjų skylių, susidariusių masyviausių žvaigždžių žlugimo metu. Be to, labai didelės masės juodosios skylės gali būti didelių galaktikų, įskaitant mūsų, branduoliuose. Kaip jau minėta, mūsų eroje juodąja skyle gali tapti tik masė, daugiau nei tris kartus didesnė už saulę. Tačiau iškart po Didžiojo sprogimo, nuo kurio apytiksliai. Prieš 15 milijardų metų prasidėjo Visatos plėtimasis, galėjo atsirasti bet kokios masės juodosios skylės. Mažiausias iš jų dėl kvantinių efektų turėjo išgaruoti, praradęs masę radiacijos ir dalelių srautų pavidalu. Tačiau „pirminės juodosios skylės“, kurių masė didesnė nei 1015 g, gali išlikti iki šių dienų. Visi žvaigždžių žlugimo skaičiavimai atlikti darant prielaidą, kad yra nedidelis nukrypimas nuo sferinės simetrijos ir parodo, kad įvykių horizontas visada susidaro. Tačiau esant stipriam nukrypimui nuo sferinės simetrijos, žvaigždės žlugimas gali lemti regiono, turinčio be galo stiprią gravitaciją, formavimąsi, bet neapsuptą įvykių horizonto; jis vadinamas „nuogu singuliarumu“. Tai nebėra juodoji skylė ta prasme, kurią aptarėme aukščiau. Fiziniai dėsniai, esantys šalia nuogo singuliarumo, gali įgauti labai netikėtą formą. Šiuo metu nuogas singuliarumas laikomas mažai tikėtinu objektu, o dauguma astrofizikų tiki juodųjų skylių egzistavimu.
juodųjų skylių savybės. Išoriniam stebėtojui juodosios skylės struktūra atrodo itin paprasta. Kai žvaigždė per nedidelę sekundės dalį (pagal nuotolinio stebėtojo laikrodį) griūva į juodąją skylę, visa jos išorinės savybės , siejami su pradinės žvaigždės nehomogeniškumu, skleidžiami gravitacinių ir elektromagnetinių bangų pavidalu. Susidariusi stacionari juodoji skylė „pamiršta“ visą informaciją apie pirminę žvaigždę, išskyrus tris dydžius: bendrą masę, kampinį momentą (susijusią su sukimu) ir elektros krūvį. Tiriant juodąją skylę nebeįmanoma sužinoti, ar pirminė žvaigždė susidarė iš materijos ar antimedžiagos, ar ji turėjo cigaro ar blyno formą ir pan. Realiomis astrofizinėmis sąlygomis įkrauta juodoji skylė iš tarpžvaigždinės terpės pritrauks priešingo ženklo daleles, o jos krūvis greitai taps nuliu. Likęs stacionarus objektas bus arba nesisukanti „Schwarzschild juodoji skylė“, kuriai būdinga tik masė, arba besisukanti „Kerro juodoji skylė“, kuriai būdinga masė ir kampinis momentas. Minėtų stacionarių juodųjų skylių tipų unikalumą bendrosios reliatyvumo teorijos rėmuose įrodė W. Israel, B. Carteris, S. Hawkingas ir D. Robinsonas. Pagal bendrąją reliatyvumo teoriją, erdvę ir laiką išlenkia masyvių kūnų gravitacinis laukas, o didžiausias kreivumas būna šalia juodųjų skylių. Kai fizikai kalba apie laiko ir erdvės intervalus, jie turi omenyje skaičius, nuskaitomus iš bet kurio fizinio laikrodžio ar liniuotės. Pavyzdžiui, laikrodžio vaidmenį gali atlikti tam tikrą svyravimų dažnį turinti molekulė, kurios skaičių tarp dviejų įvykių galima pavadinti „laiko intervalu“. Pažymėtina, kad gravitacija visas fizines sistemas veikia vienodai: visi laikrodžiai rodo, kad laikas lėtėja, o visos liniuotės rodo, kad erdvė driekiasi šalia juodosios skylės. Tai reiškia, kad juodoji skylė iškreipia erdvės ir laiko geometriją aplink save. Toli nuo juodosios skylės šis kreivumas yra mažas, bet šalia toks didelis, kad šviesos spinduliai gali judėti aplink ją ratu. Toli nuo juodosios skylės jos gravitacinis laukas tiksliai aprašytas Niutono teorijoje tos pačios masės kūnui, tačiau šalia jo gravitacija tampa daug stipresnė, nei prognozuoja Niutono teorija. Bet koks kūnas, patenkantis į juodąją skylę, bus sudraskytas dar ilgai, kol peržengs įvykių horizontą, veikiant galingoms potvynio gravitacinėms jėgoms, atsirandančioms dėl traukos skirtumo skirtingais atstumais nuo centro. Juodoji skylė visada pasirengusi sugerti medžiagą ar spinduliuotę, taip padidindama jos masę. Jos sąveiką su išoriniu pasauliu lemia paprastas Hokingo principas: juodosios skylės įvykių horizonto plotas niekada nemažėja, jei neatsižvelgiama į kvantinę dalelių gamybą. J. Bekensteinas 1973 metais pasiūlė, kad juodosios skylės paklūsta tiems patiems fizikiniams dėsniams kaip ir fiziniai kūnai, skleidžiantys ir sugeriantys spinduliuotę („juodojo kūno“ modelis). Šios idėjos paveiktas Hawkingas 1974 metais parodė, kad juodosios skylės gali skleisti medžiagą ir spinduliuotę, tačiau tai bus pastebima tik tuo atveju, jei pačios juodosios skylės masė bus palyginti maža. Tokios juodosios skylės galėjo gimti iškart po Didžiojo sprogimo, nuo kurio prasidėjo Visatos plėtimasis. Šių pirminių juodųjų skylių masė turėtų būti ne didesnė kaip 1015 g (kaip mažas asteroidas) ir 10–15 m dydžio (kaip protonas ar neutronas). Galingas gravitacinis laukas šalia juodosios skylės sukuria dalelių ir antidalelių poras; vieną iš kiekvienos poros dalelių sugeria skylė, o antroji išmetama į lauką. Juodoji skylė, kurios masė yra 1015 g, turėtų elgtis kaip kūnas, kurio temperatūra yra 1011 K. Juodųjų skylių „išgaravimo“ idėja visiškai prieštarauja klasikinei idėjai apie jas kaip apie kūnus, kurie negali spinduliuoti.
Ieškokite juodųjų skylių. Skaičiavimai pagal Einšteino bendrąją reliatyvumo teoriją rodo tik juodųjų skylių egzistavimo galimybę, bet jokiu būdu neįrodo jų buvimo realus pasaulis ; tikros juodosios skylės atradimas būtų svarbus fizikos vystymosi žingsnis. Ieškoti izoliuotų juodųjų skylių erdvėje yra beviltiškai sunku: mes negalėsime pastebėti mažo tamsaus objekto prieš kosmoso juodumą. Tačiau yra vilties aptikti juodąją skylę pagal jos sąveiką su aplinkiniais astronominiais kūnais, pagal būdingą įtaką jiems. Supermasyvios juodosios skylės gali būti galaktikų centruose, jose nuolat ryja žvaigždes. Susitelkusios aplink juodąją skylę, žvaigždės turėtų suformuoti centrinius ryškumo viršūnes galaktikų šerdyje; jų paieška dabar vyksta. Kitas paieškos būdas – išmatuoti žvaigždžių ir dujų judėjimo aplink centrinį galaktikos objektą greitį. Jei žinomas jų atstumas nuo centrinio objekto, tada galima apskaičiuoti jo masę ir vidutinį tankį. Jei jis žymiai viršija žvaigždžių spiečių tankį, manoma, kad tai juodoji skylė. Tokiu būdu 1996 metais J. Moranas su kolegomis nustatė, kad galaktikos NGC 4258 centre tikriausiai yra juodoji skylė, kurios masė siekia 40 milijonų Saulės masių. Perspektyviausia yra juodosios skylės paieška dvejetainėse sistemose, kur ji kartu su įprasta žvaigžde gali suktis apie bendrą masės centrą. Iš periodinio Doplerio linijų poslinkio žvaigždės spektre galima suprasti, kad ji yra suporuota su tam tikru kūnu ir netgi įvertinti pastarojo masę. Jeigu ši masė viršija 3 Saulės mases, o paties kūno spinduliuotės pastebėti neįmanoma, tai labai gali būti, kad tai juodoji skylė. Kompaktiškoje dvejetainėje sistemoje juodoji skylė gali sugauti dujas iš įprastos žvaigždės paviršiaus. Judančios orbitoje aplink juodąją skylę šios dujos suformuoja diską ir, spirale artėjant prie juodosios skylės, stipriai įkaista ir tampa galingų rentgeno spindulių šaltiniu. Spartūs šios spinduliuotės svyravimai turėtų rodyti, kad dujos greitai juda mažo spindulio orbita aplink mažą masyvų objektą. Nuo aštuntojo dešimtmečio dvejetainėse sistemose buvo aptikta keletas rentgeno spindulių šaltinių, turinčių aiškių juodųjų skylių buvimo požymių. Perspektyviausiu laikomas rentgeno dvinaris V 404 Cygnus, kurio nematomo komponento masė vertinama ne mažiau kaip 6 Saulės masės. Kiti žymūs juodosios skylės kandidatai yra dvinarės rentgeno sistemos Cygnus X-1, LMCX-3, V 616 Unicorn, QZ Chanterelles ir rentgeno naujovės Ophiuchus 1977, Mukha 1981 ir Scorpio 1994. Išskyrus LMCX -3, esantis Didžiajame Magelano debesyje, visi jie yra mūsų galaktikoje maždaug 8000 sv atstumu. metų nuo Žemės.
taip pat žr
KOSMOLOGIJOS;
GRAVITACIJA ;
GRAVITACINĖ GRAVITACIJA ;
RELIatyvumas ;
EXTRAATMOSFERINĖ ASTRONOMIJA.
LITERATŪRA
Čerepaščiukas A.M. Juodųjų skylių masės dvejetainėse sistemose. Uspekhi fizicheskikh nauk, t. 166, p. 809, 1996 m

Collier enciklopedija. – Atvira visuomenė. 2000 .

Pažiūrėkite, kas yra "BLACK HOLE" kituose žodynuose:

BLACK HOLE, lokalizuota išorinės erdvės sritis, iš kurios negali išeiti nei materija, nei spinduliuotė, kitaip tariant, pirmasis erdvės greitis viršija šviesos greitį. Šio regiono riba vadinama įvykių horizontu. Mokslinis ir techninis enciklopedinis žodynas

Erdvė objektas, atsirandantis dėl kūno suspaudimo gravitacijos. jėgos iki dydžių, mažesnių už jo gravitacinį spindulį rg=2g/c2 (kur M – kūno masė, G – gravitacinė konstanta, c – skaitinė šviesos greičio reikšmė). Prognozė apie egzistavimą ...... Fizinė enciklopedija

Egzist., sinonimų skaičius: 2 žvaigždutės (503) nežinoma (11) ASIS sinonimų žodynas. V.N. Trishin. 2013... Sinonimų žodynas