Adakah lubang hitam wujud? Lubang hitam. Apa yang ada di dalam lubang hitam

Teleskop Angkasa Hubble, mungkin buat pertama kalinya, telah memberikan bukti jelas tentang kewujudan lubang hitam. Dia memerhatikan kehilangan jirim yang jatuh ke dalam zon tindakan lubang hitam, di luar apa yang dipanggil "ufuk peristiwa".

Denyutan cahaya samar yang diperhatikan aliran gas panas dalam spektrum ultraungu terluntur dan kemudian hilang, membentuk pusaran mengelilingi objek besar dan padat yang dipanggil Cygnus XR-1. Mekanisme kejatuhan ini, serupa, sebagai contoh, dengan kejatuhan air di pinggir air terjun, sepadan dengan analogi yang jelas dengan pengiraan teori kejatuhan jirim ke dalam lubang hitam.

Horizon peristiwa ialah kawasan angkasa yang mengelilingi lubang hitam, sekali di mana jirim tidak boleh meninggalkan kawasan ini dan jatuh ke dalam lubang hitam. Cahaya masih boleh diatasi kuasa hebat graviti dan menghantar aliran terakhir dari jirim yang hilang, tetapi hanya untuk jangka masa yang singkat, sehingga jirim yang jatuh memasuki zon singulariti yang dipanggil, di mana cahaya pun tidak dapat pergi lagi.

Menurut teori yang terkenal, tiada objek astronomi lain, kecuali lubang hitam, boleh mempunyai zon ufuk peristiwa.

Lubang hitam didedahkan dengan memerhatikan corak sedutan (mengalir) jisim gas bintang ke dalamnya. Dengan menganggarkan berapa banyak jisim masuk ke kawasan kecil ruang, seseorang boleh menentukan berapa banyak ruang yang diambil oleh lubang hitam dan jisimnya.

Setakat ini, tiada siapa yang pernah melihat jirim yang telah jatuh ke ufuk peristiwa jatuh ke dalam lubang hitam. Gambar limpahan jirim mudah dari bintang bersebelahan dengan lohong hitam biasanya diperhatikan. Pada masa yang sama, lubang hitam itu diselubungi sepenuhnya secara sfera dalam jisim gas yang mengalir dan ianya menyerupai penampilan bintang kecil, tetapi memancarkan cahaya dalam spektrum yang hampir dengan ultraungu atau dalam neutron.

Rahsia ini telah disembunyikan daripada umum sejak sekian lama. Para saintis terlibat dalam analisis yang teliti dan pengesahan data ini.

Hubble sendiri, sudah tentu, tidak melihat zon ufuk peristiwa - ia adalah kawasan ruang yang terlalu kecil pada jarak sedemikian untuk dianggarkan. Hubble mengukur turun naik huru-hara dalam cahaya ultraungu gas mendidih yang terperangkap dalam zon pengaruh graviti lohong hitam. Hubble menangkap detik-detik unik "kereta nadi yang semakin pudar", yang semakin lemah dengan cepat.

Mekanisme ini selaras dengan teori yang diterima umum yang diramalkan oleh saintis: apabila jirim jatuh dekat dengan ufuk peristiwa, cahaya daripadanya cepat malap, kerana semakin dekat dengan pusat lubang hitam, daya yang lebih kuat graviti dan semakin lama gelombang menjadi, secara beransur-ansur bergerak dari ultraungu ke spektrum neutron, dan kemudian hilang sepenuhnya. Kesan ini dipanggil "anjakan merah".

Serpihan bahan jatuh yang diperhatikan hilang dari bidang pandangan teleskop Hubble sebelum ia benar-benar mencapai ufuk peristiwa. Fotometer pantas Hubble mengambil sampel denyutan cahaya pada kadar 100,000 ukuran sesaat. Peleraian ultraungu Hubble memungkinkan untuk melihat kerlipan samar bahan yang jatuh dalam jarak 1,000 batu dari ufuk peristiwa.

Model dinamik telah meramalkan sebelum ini bahawa Cygnus XR-1 "s tergolong dalam lubang hitam. Gas tidak boleh terus jatuh ke dalamnya, seperti ke dalam parit, tetapi membentuk pusaran dalam bentuk cakera lingkaran terlicin.

Tetapi hari ini, beberapa saintis meragui kewujudan mereka. Objek superdense dengan jisim dan graviti hampir mutlak adalah hasil akhir evolusi bintang gergasi, mereka membengkokkan ruang dan masa dan tidak membenarkan cahaya.

Walau bagaimanapun, Laura Mersini-Houghton, profesor fizik di Universiti California Utara, membuktikan secara matematik bahawa lubang hitam mungkin tidak wujud sama sekali dalam alam semula jadi. Sehubungan dengan penemuannya, penyelidik tidak bercadang untuk menyemak semula idea moden tentang ruang-masa, tetapi percaya bahawa saintis kehilangan sesuatu dalam teori tentang asal usul alam semesta.

"Saya masih terkejut. Selama setengah abad kami telah mengkaji fenomena lubang hitam, dan jumlah maklumat yang besar ini, ditambah dengan penemuan baru kami, memberi kami makanan untuk pemikiran yang serius," Mersini-Houghton mengakui dalam kenyataan akhbar. .

Teori yang diterima umum ialah lubang hitam terbentuk apabila bintang besar runtuh di bawah gravitinya sendiri ke satu titik di angkasa. Ini adalah bagaimana ketunggalan, titik padat tak terhingga, dilahirkan. Ia dikelilingi oleh ufuk peristiwa yang dipanggil, garis bersyarat yang semua yang pernah terlintas tidak pernah kembali ke angkasa lepas, tarikan lubang hitam ternyata begitu kuat.

Sebab keanehan objek sedemikian ialah sifat lubang hitam digambarkan oleh teori fizikal yang bercanggah - relativisme dan mekanik kuantum. Teori graviti Einstein meramalkan pembentukan lubang hitam, tetapi undang-undang asas teori kuantum mengatakan bahawa tiada maklumat dari alam semesta boleh hilang selama-lamanya, dan lubang hitam, menurut Einstein, zarah (dan maklumat tentang mereka) hilang untuk seluruh alam semesta di luar ufuk peristiwa selama-lamanya.

Percubaan untuk menggabungkan teori-teori ini dan mencapai penerangan bersatu tentang lubang hitam di Alam Semesta berakhir dengan kemunculan fenomena matematik - paradoks kehilangan maklumat.

Pada tahun 1974, ahli kosmologi terkenal Stephen Hawking menggunakan undang-undang mekanik kuantum untuk membuktikan bahawa zarah masih boleh melangkaui ufuk peristiwa. Aliran hipotesis foton "bertuah" ini dipanggil sinaran Hawking. Sejak itu, ahli astrofizik telah menemui beberapa bukti kukuh untuk kewujudan sinaran tersebut.

(diilustrasikan oleh NASA/JPL-Caltech).

Tetapi kini Mersini-Houghton menerangkan sepenuhnya senario baru evolusi alam semesta. Dia bersetuju dengan Hawking bahawa bintang itu runtuh di bawah gravitinya sendiri, selepas itu ia mengeluarkan aliran zarah. Walau bagaimanapun, dalam pekerjaan baru Mersini-Houghton menunjukkan bahawa, dengan memancarkan sinaran ini, bintang juga kehilangan jisimnya dan berbuat demikian pada kadar sedemikian, apabila dimampatkan, ia tidak dapat memperoleh ketumpatan lubang hitam.

Dalam artikelnya, penyelidik mendakwa bahawa singulariti tidak boleh terbentuk dan, sebagai hasilnya, . Dokumen ( , ) yang menyangkal kewujudan lubang hitam boleh didapati di tapak pracetak ArXiv.org.

Oleh kerana dipercayai bahawa Alam Semesta kita adalah dirinya sendiri, maka persoalan kesetiaan teori Big Bang juga dipersoalkan berkaitan dengan penemuan baru. Mersini-Houghton berhujah bahawa dalam pengiraannya, fizik kuantum dan relativisme berjalan seiring, seperti yang selalu diimpikan oleh saintis, dan oleh itu senarionya yang mungkin boleh dipercayai.

Ya, ada. lubang hitam dipanggil kawasan ruang-masa di mana medan gravitinya sangat kuat sehingga cahaya pun tidak dapat meninggalkan kawasan ini. Ini berlaku jika dimensi badan kurang daripada jejari graviti rg.

Apa ini?

Lubang hitam mesti dihasilkan oleh yang sangat kuat mampatan jisim, manakala medan graviti meningkat dengan begitu banyak sehingga ia tidak mengeluarkan sebarang cahaya atau sebarang sinaran lain. Untuk mengatasi graviti dan melarikan diri dari lubang hitam, ia akan mengambil masa halaju melarikan diri kedua- lebih ringan. Tetapi, menurut teori kerelatifan, tiada jasad yang boleh menghasilkan kelajuan yang lebih besar daripada kelajuan cahaya. Oleh itu, tiada apa yang boleh lari dari lubang hitam. Tiada maklumat boleh datang dari sana juga. Adalah mustahil untuk mengetahui apa yang berlaku kepada seseorang yang jatuh ke dalam lubang hitam. Sudah berhampiran lubang, sifat ruang dan masa berubah secara mendadak.

Kemungkinan teori kewujudan kawasan ruang-masa sedemikian berikutan daripada beberapa penyelesaian tepat persamaan Einstein. Hanya meletakkan, Einstein meramalkan sifat menakjubkan lubang hitam, yang mana yang paling penting ialah kehadiran ufuk peristiwa dalam lubang hitam. Menurut data pemerhatian terkini, lubang hitam memang wujud dan mempunyai sifat yang menakjubkan. Kewujudan lohong hitam mengikut teori graviti: jika teori ini benar, maka kewujudan lohong hitam adalah benar. Oleh itu, kenyataan tentang bukti langsung kewujudan lubang hitam harus difahami dalam erti kata mengesahkan kewujudan objek astronomi yang begitu padat dan besar, serta mempunyai beberapa sifat lain yang boleh diperhatikan, sehingga ia boleh ditafsirkan sebagai lubang hitam. teori umum relativiti. Di samping itu, lubang hitam sering dipanggil objek yang tidak sesuai dengan definisi yang diberikan di atas, tetapi hanya mendekati sifatnya kepada lubang hitam- contohnya, ini mungkin bintang runtuh pada peringkat akhir keruntuhan.

lohong hitam tidak berputar

Untuk lohong hitam tidak berputar, jejari ufuk peristiwa adalah sama dengan jejari graviti. Pada ufuk peristiwa untuk pemerhati luar, peredaran masa berhenti. Kapal angkasa yang dihantar ke lubang hitam, dari sudut pandangan pemerhati yang jauh, tidak akan melintasi ufuk peristiwa, tetapi akan terus perlahan apabila ia menghampirinya. Semua yang berlaku di bawah ufuk peristiwa, di dalam lubang hitam, tidak dapat dilihat oleh pemerhati luar. Seorang angkasawan dalam kapal angkasanya, pada dasarnya, mampu menembusi di bawah ufuk peristiwa, tetapi dia tidak akan dapat menghantar sebarang maklumat kepada pemerhati luar. Dalam kes ini, seorang angkasawan, bebas jatuh di bawah ufuk peristiwa, berkemungkinan melihat Alam Semesta lain dan juga masa depannya sendiri. Ini disebabkan fakta bahawa di dalam lubang hitam, koordinat ruang dan masa diterbalikkan, dan perjalanan angkasa digantikan dengan perjalanan masa di sini.

Lubang hitam berputar

Sifatnya lebih menakjubkan. Horizon peristiwa mereka mempunyai jejari yang lebih kecil, ia tenggelam di dalam ergosfera - kawasan ruang-masa di mana jasad mesti sentiasa bergerak, diambil oleh medan graviti pusaran lubang hitam berputar.
Ciri-ciri luar biasa lubang hitam ini kelihatan hebat, jadi kewujudan mereka dalam alam semula jadi sering dipersoalkan.

Lubang hitam dalam sistem bintang binari

Dalam kes ini, kesan lubang hitam paling ketara, kerana Dalam sistem bintang binari, satu bintang adalah gergasi terang dan satu lagi adalah lubang hitam. Gas dari cangkang bintang gergasi mengalir keluar ke lubang hitam, berputar di sekelilingnya, membentuk cakera. Lapisan gas dalam cakera dalam orbit lingkaran menghampiri lubang hitam dan jatuh ke dalamnya. Tetapi sebelum jatuh berhampiran sempadan lubang hitam, gas dipanaskan akibat geseran ke suhu yang sangat besar berjuta-juta darjah dan memancar dalam julat sinar-X. Menurut pelepasan sinar-X ini, lubang hitam ditemui dalam sistem bintang binari.

Kesimpulan

Lubang hitam yang besar sepatutnya berasal dari pusat gugusan bintang padat. Mungkin sumber sinar-X dalam buruj Cygnus - Cygnus-X-1 adalah lubang hitam.

Ahli astronomi tidak mengecualikan bahawa pada masa lalu lubang hitam mungkin muncul pada permulaan pengembangan Alam Semesta, jadi pembentukan lubang hitam yang sangat kecil tidak dikecualikan.

Nilai jisim sebilangan besar bintang neutron dan lohong hitam mengesahkan kesahihan ramalan teori relativiti A. Einstein. DALAM tahun lepas masalah hipotesis lubang hitam di alam semesta telah menjadi realiti pemerhatian. Ini bermakna kualiti peringkat baru dalam kajian lubang hitam dan sifat menakjubkan mereka, terdapat harapan untuk penemuan baru di kawasan ini.

2007-09-12 / Vladimir Pokrovsky

Lubang hitam mati sebelum mereka dilahirkan. Sekurang-kurangnya itulah yang dikatakan ahli fizik teori Amerika di Case Western Reserve University di Ohio. Mereka menyimpulkan formula matematik yang menunjukkan bahawa lubang hitam tidak boleh terbentuk. Jika formula ini betul, maka mungkin pembinaan kosmologi yang paling penting pada abad ke-20 akan runtuh.

Apakah lubang hitam? Kita semua tahu, kita telah dimaklumkan tentang perkara ini berkali-kali. Ini adalah jasad supermasif, gravitinya sangat mengerikan. Sebaik sahaja sesuatu menghampirinya pada jarak dari pusat, dipanggil ufuk peristiwa, maka segala-galanya tidak pernah sesuatu, sama ada jasad material, sama ada ia hanya kuantum sinaran elektromagnet - foton, yang juga merupakan jasad material, tetapi pada masa yang sama elektromagnet Gelombang tidak boleh pecah kembali. Oleh itu, tanpa mengetahui tentang foton, Laplace yang hebat pernah mendefinisikan lubang hitam, kemudian pada tahun 1916 ia diramalkan oleh ahli fizik Jerman Schwarzschild, walaupun istilah "lubang hitam" itu sendiri dicadangkan hanya pada tahun 1967.

Nah, anda tidak pernah tahu, badan supermasif yang menarik segala-galanya yang secara tidak sengaja ternyata berada berdekatan - apakah keistimewaannya untuk kosmos kita di luar imaginasi? Terdapat sesuatu yang istimewa - ia diperkenalkan oleh Einstein, bagaimanapun, bukan oleh dirinya sendiri, tetapi dengan bantuan teori relativitinya. Mengikut teori ini, semua yang jatuh ke dalam lubang hitam jatuh ke dalam titik matematik. Lubang itu kosong sepenuhnya, kecuali titik itu. Dan pada ketika itu, yang benar-benar mustahil diperhatikan - apa yang dipanggil singulariti: pembahagian dengan sifar, ketumpatan tak terhingga, dan dari sini akibat yang paling hebat mengikuti. Contohnya, penembusan ke alam semesta selari atau pergerakan serta-merta ke titik lain dalam ruang kita.

Tetapi ia entah bagaimana luar biasa bagi dunia kita dari sudut pandangan fizik untuk mempunyai pembahagian dengan sifar, ia sentiasa memalukan. Taip ia hanya boleh dalam matematik, tetapi dalam realiti - tidak pernah.

Pada tahun 1976, ahli fizik teori British terkenal Stephen Hawking menemui kesan kuantum yang disebabkan oleh lubang hitam, iaitu, badan yang gravitinya, mengikut definisi, tidak dapat memancarkan cahaya, masih memancarkannya. Dia menunjukkan bahawa jika terdapat sepasang "zarah-antizarah", kuantum-mekanik saling berkaitan, dan salah satu daripada zarah ini jatuh ke dalam lubang, maka yang selebihnya boleh menariknya keluar dari sana. Sekarang ahli teori Cleveland nampaknya telah membuktikan bahawa penyejatan lubang hitam yang berlaku dengan cara ini adalah sangat sengit sehingga ia akan menyejat sebelum ia mempunyai peluang untuk terbentuk.

Bagaimana mereka melakukannya dan betapa betulnya mereka membuat kesimpulan, jangan kita meneka, mari kita serahkan kepada rakan sekerja mereka untuk menilai. Tetapi pada hakikatnya, keraguan tentang kewujudan lubang hitam telah dinyatakan sejak sekian lama, dan dari semasa ke semasa terdapat penerbitan yang pengarangnya membuktikan bahawa tidak ada lubang hitam. Walaupun hakikatnya untuk hari ini Dah beratus dah buka. "Tetapi ini bukan lubang hitam, " kata ahli teori Cleveland. "Ia hanyalah objek angkasa supermasif."

Ahli yang sepadan dengan Akademi Sains Rusia Anatoly Cherepashchuk, Pengarah Institut Astronomi Negeri. Universiti Negeri Sternberg Moscow. M.V. Lomonosov, pada kesempatan ini, berhati-hati dalam komen.

"Memang," katanya dalam temu bual dengan wartawan NG, "terdapat beberapa kekeliruan istilah di sini. Kami melihat objek di langit yang berkelakuan sama seperti lubang hitam sepatutnya berkelakuan, dan kami percaya bahawa ia adalah lubang hitam, dan kami memanggilnya begitu, tetapi masih perlu dibuktikan bahawa ini adalah objek yang tidak mempunyai permukaan. Tetapi terdapat banyak petunjuk tidak langsung bahawa mereka tidak mempunyai permukaan.

Hakikat bahawa lubang hitam menguap, Cherepashchuk tidak melihat apa-apa yang baru: "Mereka semua menguap. Jika jisim lubang hitam tidak melebihi jisim gunung purata, seperti, sebagai contoh, pergunungan Leninsky di Moscow, iaitu, 1015 gram, maka ia akan benar-benar menguap dalam satu saat, dengan letupan; manakala lubang dengan jisim beberapa Matahari akan memerlukan beribu-ribu masa kosmologi untuk menyejat sepenuhnya. Benar, terdapat teori eksotik yang mengambil kira hakikat bahawa ruang kita tidak mempunyai 4 dimensi, tetapi 11, dan menurut dimensi tambahan ini, lubang hitam juga menguap. Dan, oleh itu, proses penyejatan adalah lebih cepat daripada dalam ruang empat dimensi biasa. Dari satu segi, kerja yang anda bicarakan adalah seperti lanjutan logik teori-teori ini. Tetapi, saya ulangi, terdapat banyak bukti tidak langsung bahawa lubang hitam memang wujud.”

LUBANG HITAM
rantau di angkasa yang telah timbul akibat daripada keruntuhan graviti jirim yang lengkap, di mana tarikan graviti sangat kuat sehingga jirim, cahaya, mahupun pembawa maklumat lain tidak boleh meninggalkannya. Oleh itu, bahagian dalam lubang hitam secara sebab-akibat tidak berkaitan dengan seluruh alam semesta; proses fizikal yang berlaku di dalam lubang hitam tidak boleh menjejaskan proses di luarnya. Lubang hitam dikelilingi oleh permukaan dengan sifat membran satu arah: jirim dan sinaran bebas jatuh melaluinya ke dalam lubang hitam, tetapi tiada apa yang dapat melarikan diri daripadanya. Permukaan ini dipanggil "horizon peristiwa". Memandangkan setakat ini hanya terdapat petunjuk tidak langsung tentang kewujudan lubang hitam pada jarak beribu-ribu tahun cahaya dari Bumi, pembentangan kami selanjutnya adalah berdasarkan hasil teori. Lubang hitam, yang diramalkan oleh teori relativiti umum (teori graviti yang dicadangkan oleh Einstein pada tahun 1915) dan teori graviti lain yang lebih moden, telah disahkan secara matematik oleh R. Oppenheimer dan H. Snyder pada tahun 1939. Tetapi sifat ruang dan masa di sekitar objek ini ternyata sangat luar biasa, sehingga ahli astronomi dan ahli fizik tidak menganggapnya serius selama 25 tahun. Walau bagaimanapun, penemuan astronomi pada pertengahan 1960-an memaksa kita untuk melihat lubang hitam sebagai realiti fizikal yang mungkin. Penemuan dan kajian mereka secara asasnya boleh mengubah pemahaman kita tentang ruang dan masa.
Pembentukan lubang hitam. Walaupun tindak balas termonuklear berlaku di bahagian dalam bintang, ia mengekalkan suhu dan tekanan yang tinggi, menghalang bintang daripada runtuh di bawah pengaruh gravitinya sendiri. Walau bagaimanapun, dari masa ke masa, bahan api nuklear habis, dan bintang mula mengecut. Pengiraan menunjukkan bahawa jika jisim bintang tidak melebihi tiga jisim suria, maka ia akan memenangi "pertempuran dengan graviti": keruntuhan gravitinya akan dihentikan oleh tekanan bahan "merosot", dan bintang itu akan selamanya berubah menjadi kerdil putih atau bintang neutron. Tetapi jika jisim bintang adalah lebih daripada tiga suria, maka tiada apa yang boleh menghalang keruntuhan bencananya dan ia akan dengan cepat berada di bawah ufuk peristiwa, menjadi lubang hitam. Untuk lubang hitam sfera berjisim M, ufuk peristiwa membentuk sfera dengan lilitan khatulistiwa 2p kali lebih besar daripada "jejari graviti" lubang hitam RG = 2GM/c2, dengan c ialah kelajuan cahaya dan G ialah pemalar graviti. Sebuah lohong hitam berjisim 3 jisim suria mempunyai jejari graviti 8.8 km.

Jika seorang ahli astronomi memerhati bintang pada saat ia berubah menjadi lubang hitam, maka pada mulanya dia akan melihat bagaimana bintang itu menguncup lebih cepat dan lebih cepat, tetapi apabila permukaannya menghampiri jejari graviti, mampatan akan perlahan sehingga ia berhenti sepenuhnya. Pada masa yang sama, cahaya yang datang dari bintang akan menjadi lemah dan bertukar merah sehingga ia padam sepenuhnya. Ini kerana dalam perjuangan menentang daya graviti gergasi, cahaya kehilangan tenaga dan memerlukan lebih banyak masa untuk sampai kepada pemerhati. Apabila permukaan bintang mencapai jejari graviti, ia akan mengambil masa yang tidak terhingga untuk cahaya yang terlepas daripadanya untuk mencapai pemerhati (dan dengan berbuat demikian, foton akan kehilangan tenaga mereka sepenuhnya). Akibatnya, ahli astronomi tidak akan menunggu saat ini, apalagi melihat apa yang berlaku kepada bintang di bawah ufuk peristiwa. Tetapi secara teorinya, proses ini boleh dikaji. Pengiraan keruntuhan sfera ideal menunjukkan bahawa untuk masa yang singkat bintang mengecut ke titik di mana nilai ketumpatan dan graviti yang sangat tinggi dicapai. Titik sedemikian dipanggil "singularity". Selain itu, analisis matematik am menunjukkan bahawa jika ufuk peristiwa telah timbul, maka keruntuhan bukan sfera pun membawa kepada singulariti. Walau bagaimanapun, semua ini adalah benar hanya jika teori relativiti umum boleh digunakan sehingga skala ruang yang sangat kecil, yang kita tidak pasti lagi. Undang-undang kuantum beroperasi di dunia mikro, dan teori kuantum graviti masih belum dicipta. Adalah jelas bahawa kesan kuantum tidak boleh menghalang bintang daripada runtuh ke dalam lubang hitam, tetapi ia boleh menghalang penampilan singulariti. Teori moden evolusi bintang dan pengetahuan kita tentang populasi bintang Galaxy menunjukkan bahawa antara 100 bilion bintangnya sepatutnya terdapat kira-kira 100 juta lubang hitam terbentuk semasa keruntuhan bintang yang paling besar. Di samping itu, lubang hitam dengan jisim yang sangat besar boleh terletak di teras galaksi besar, termasuk kita. Seperti yang telah dinyatakan, pada zaman kita, hanya jisim lebih daripada tiga kali ganda matahari boleh menjadi lubang hitam. Walau bagaimanapun, sejurus selepas Big Bang, dari mana ca. 15 bilion tahun yang lalu, pengembangan Alam Semesta bermula, lubang hitam sebarang jisim boleh dilahirkan. Yang terkecil daripada mereka, disebabkan oleh kesan kuantum, sepatutnya telah sejat, kehilangan jisimnya dalam bentuk sinaran dan aliran zarah. Tetapi "lubang hitam primordial" dengan jisim lebih daripada 1015 g boleh bertahan hingga ke hari ini. Semua pengiraan keruntuhan bintang dibuat dengan mengandaikan sisihan sedikit daripada simetri sfera dan menunjukkan bahawa ufuk peristiwa sentiasa terbentuk. Walau bagaimanapun, dengan sisihan yang kuat daripada simetri sfera, keruntuhan bintang boleh menyebabkan pembentukan kawasan dengan graviti kuat yang tidak terhingga, tetapi tidak dikelilingi oleh ufuk peristiwa; ia dipanggil "singulariti telanjang". Ia bukan lagi lubang hitam dalam erti kata yang kita bincangkan di atas. Undang-undang fizikal berhampiran singulariti telanjang boleh mengambil bentuk yang sangat tidak dijangka. Pada masa ini, singulariti telanjang dianggap sebagai objek yang tidak mungkin, manakala kebanyakan ahli astrofizik percaya kewujudan lubang hitam.
sifat lubang hitam. Bagi pemerhati luar, struktur lubang hitam kelihatan sangat mudah. Dalam proses bintang runtuh ke dalam lubang hitam dalam pecahan kecil saat (mengikut jam pemerhati jauh), semua ciri luaran , yang dikaitkan dengan ketidakhomogenan bintang asal, dipancarkan dalam bentuk gelombang graviti dan elektromagnet. Lubang hitam pegun yang terhasil "melupakan" semua maklumat tentang bintang asal, kecuali tiga kuantiti: jumlah jisim, momentum sudut (berkaitan dengan putaran) dan cas elektrik. Dengan mengkaji lubang hitam, tidak mungkin lagi untuk mengetahui sama ada bintang asal itu terdiri daripada jirim atau antimateri, sama ada ia mempunyai bentuk cerut atau lempeng, dan sebagainya. Di bawah keadaan astrofizik sebenar, lohong hitam bercas akan menarik zarah tanda bertentangan dari medium antara bintang, dan casnya akan menjadi sifar dengan cepat. Objek pegun yang tinggal sama ada ialah "lubang hitam Schwarzschild" yang tidak berputar, yang dicirikan hanya dengan jisim, atau "lubang hitam Kerr" berputar, yang dicirikan oleh jisim dan momentum sudut. Keunikan jenis lubang hitam pegun di atas telah dibuktikan dalam kerangka teori umum relativiti oleh W. Israel, B. Carter, S. Hawking dan D. Robinson. Menurut teori relativiti umum, ruang dan masa melengkung oleh medan graviti jasad besar, dengan kelengkungan terbesar berlaku berhampiran lubang hitam. Apabila ahli fizik bercakap tentang selang masa dan ruang, mereka bermaksud nombor dibaca dari mana-mana jam fizikal atau pembaris. Sebagai contoh, peranan jam boleh dimainkan oleh molekul dengan frekuensi ayunan tertentu, bilangan yang antara dua peristiwa boleh dipanggil "selang masa". Hebatnya, graviti bertindak pada semua sistem fizikal dengan cara yang sama: semua jam menunjukkan bahawa masa semakin perlahan, dan semua pembaris menunjukkan bahawa ruang meregang berhampiran lubang hitam. Ini bermakna bahawa lubang hitam membengkokkan geometri ruang dan masa di sekelilingnya. Jauh dari lubang hitam, kelengkungan ini kecil, tetapi dekatnya sangat besar sehingga sinar cahaya boleh bergerak mengelilinginya dalam bulatan. Jauh dari lohong hitam, medan gravitinya diterangkan dengan tepat oleh teori Newton untuk jasad yang mempunyai jisim yang sama, tetapi berhampirannya, graviti menjadi lebih kuat daripada ramalan teori Newton. Mana-mana jasad yang jatuh ke dalam lubang hitam akan terkoyak lama sebelum ia melintasi ufuk peristiwa oleh daya graviti pasang surut yang kuat yang timbul daripada perbezaan tarikan pada jarak yang berbeza dari pusat. Lohong hitam sentiasa bersedia untuk menyerap bahan atau sinaran, dengan itu meningkatkan jisimnya. Interaksinya dengan dunia luar ditentukan oleh prinsip Hawking yang mudah: kawasan ufuk peristiwa lubang hitam tidak pernah berkurangan, jika anda tidak mengambil kira pengeluaran kuantum zarah. J. Bekenstein pada tahun 1973 mencadangkan bahawa lubang hitam mematuhi undang-undang fizikal yang sama seperti badan fizikal yang memancarkan dan menyerap radiasi (model "badan hitam"). Dipengaruhi oleh idea ini, Hawking pada tahun 1974 menunjukkan bahawa lubang hitam boleh mengeluarkan jirim dan sinaran, tetapi ini akan ketara hanya jika jisim lohong hitam itu sendiri agak kecil. Lubang hitam seperti itu boleh dilahirkan sejurus selepas Big Bang, yang memulakan pengembangan Alam Semesta. Jisim lubang hitam primer ini hendaklah tidak lebih daripada 1015 g (seperti asteroid kecil), dan bersaiz 10-15 m (seperti proton atau neutron). Medan graviti yang kuat berhampiran lubang hitam menimbulkan pasangan zarah-antizarah; satu daripada zarah setiap pasangan diserap oleh lubang, dan yang kedua dipancarkan di luar. Lubang hitam dengan jisim 1015 g harus berkelakuan seperti badan dengan suhu 1011 K. Idea "penyejatan" lubang hitam sepenuhnya bertentangan dengan idea klasik tentang mereka sebagai badan yang tidak boleh memancar.
Cari lubang hitam. Pengiraan dalam kerangka teori relativiti umum Einstein hanya menunjukkan kemungkinan kewujudan lubang hitam, tetapi sama sekali tidak membuktikan kehadiran mereka dalam dunia sebenar ; penemuan lubang hitam sebenar akan menjadi langkah penting dalam pembangunan fizik. Mencari lubang hitam terpencil di angkasa adalah sangat sukar: kita tidak akan dapat melihat objek gelap kecil menentang kegelapan angkasa. Tetapi ada harapan untuk mengesan lubang hitam dengan interaksinya dengan badan astronomi di sekelilingnya, dengan pengaruh ciri-cirinya ke atasnya. Lubang hitam supermasif boleh berada di pusat galaksi, terus memakan bintang di sana. Bertumpu di sekitar lubang hitam, bintang-bintang harus membentuk puncak kecerahan pusat dalam teras galaksi; pencarian mereka kini sedang dijalankan. Kaedah carian lain adalah untuk mengukur kelajuan pergerakan bintang dan gas di sekeliling objek pusat dalam galaksi. Jika jarak mereka dari objek pusat diketahui, maka jisim dan ketumpatan puratanya boleh dikira. Sekiranya ia melebihi ketumpatan yang mungkin untuk gugusan bintang, maka dipercayai bahawa ini adalah lubang hitam. Dengan cara ini, pada tahun 1996, J. Moran dan rakan sekerja menentukan bahawa di tengah galaksi NGC 4258, mungkin terdapat lubang hitam dengan jisim 40 juta jisim suria. Yang paling menjanjikan ialah pencarian lubang hitam dalam sistem binari, di mana ia, bersama-sama dengan bintang biasa, boleh berputar di sekitar pusat jisim yang sama. Daripada anjakan Doppler berkala garis dalam spektrum bintang, seseorang dapat memahami bahawa ia dipasangkan dengan badan tertentu dan juga menganggarkan jisim yang terakhir. Jika jisim ini melebihi 3 jisim suria, dan tidak mungkin untuk melihat sinaran badan itu sendiri, maka sangat mungkin bahawa ini adalah lubang hitam. Dalam sistem binari padat, lubang hitam boleh menangkap gas dari permukaan bintang biasa. Bergerak dalam orbit di sekitar lubang hitam, gas ini membentuk cakera dan, menghampiri lubang hitam dalam lingkaran, memanas dengan kuat dan menjadi sumber sinar-X yang kuat. Turun naik pantas dalam sinaran ini sepatutnya menunjukkan bahawa gas bergerak pantas dalam orbit jejari kecil mengelilingi objek besar yang kecil. Sejak tahun 1970-an, beberapa sumber sinar-X telah ditemui dalam sistem binari dengan tanda-tanda jelas kehadiran lubang hitam. Yang paling menjanjikan dianggap sebagai binari X-ray V 404 Cygnus, jisim komponen yang tidak kelihatan yang dianggarkan tidak kurang daripada 6 jisim suria. Calon lubang hitam yang luar biasa lain adalah dalam sistem binari X-ray Cygnus X-1, LMCX-3, V 616 Unicorn, QZ Chanterelles, dan X-ray novae Ophiuchus 1977, Mukha 1981, dan Scorpio 1994. Dengan pengecualian LMCX -3, terletak di Awan Magellan Bolshoi, semuanya berada di Galaxy kita pada jarak urutan 8000 sv. tahun dari Bumi.
lihat juga
KOSMOLOGI;
GRAVITI ;
RUNTUH GRAVITASI ;
RELATIVITI ;
ASTRONOMI EKSTRAATMOSFERA.
KESUSASTERAAN
Cherepashchuk A.M. Jisim lubang hitam dalam sistem binari. Uspekhi fizicheskikh nauk, jilid 166, hlm. 809, 1996

Ensiklopedia Collier. - Masyarakat terbuka. 2000 .

Lihat apa "BLACK HOLE" dalam kamus lain:

LUBANG HITAM, kawasan setempat di luar angkasa yang mana tidak ada jirim mahupun sinaran yang boleh melarikan diri, dengan kata lain, halaju angkasa pertama melebihi kelajuan cahaya. Sempadan wilayah ini dipanggil ufuk peristiwa. Kamus ensiklopedia saintifik dan teknikal

Angkasa objek yang terhasil daripada mampatan jasad oleh graviti. memaksa sehingga saiz yang lebih kecil daripada jejari gravitinya rg=2g/c2 (di mana M ialah jisim jasad, G ialah pemalar graviti, c ialah nilai berangka bagi kelajuan cahaya). Ramalan tentang kewujudan di ... ... Ensiklopedia Fizikal

Wujud., bilangan sinonim: 2 bintang (503) tidak diketahui (11) Kamus Sinonim ASIS. V.N. Trishin. 2013... kamus sinonim