Kara delikler var mı? Kara delik. kara deliğin içinde ne var

Hubble Uzay Teleskobu, belki de ilk kez, kara deliklerin varlığına dair net kanıtlar sağladı. Bir kara deliğin etki alanına düşen maddenin sözde "olay ufkunun" ötesinde kayboluşunu gözlemledi.

Morötesi spektrumda sıcak gaz akımlarının gözlemlenen zayıf ışık atımları ağardı ve sonra kayboldu, Cygnus XR-1 adlı devasa, kompakt bir nesnenin etrafında bir girdap oluşturdu. Örneğin bir şelalenin kenarındaki suyun düşüşüne benzer olan bu düşme mekanizması, maddenin bir kara deliğe düşmesine ilişkin teorik hesaplamalarla açık bir analojiye karşılık gelir.

Olay ufku, bir kara deliği çevreleyen, bir zamanlar maddenin bu bölgeyi asla terk edip kara deliğin içine düşemeyeceği bir uzay bölgesidir. Işık hala üstesinden gelebilir büyük güç yerçekimi ve kaybolan maddeden son akımları gönderin, ancak yalnızca kısa bir süre için, düşen madde ışığın bile artık ötesine geçemeyeceği sözde tekillik bölgesine girene kadar.

İyi bilinen teorilere göre, karadelik dışında hiçbir astronomik nesnenin olay ufku kuşağı olamaz.

Kara delikler, içlerine yıldız gazı kütlelerinin emilmesi (akan) kalıpları gözlemlenerek ortaya çıkarıldı. Uzayın küçücük bir bölgesine ne kadar kütle girdiği tahmin edilerek, bir kara deliğin ne kadar yer kapladığı ve kütlesi belirlenebilir.

Şimdiye kadar hiç kimse olay ufkuna düşen maddenin bir kara deliğe düştüğünü görmedi. Genellikle kara deliğin bitişiğindeki bir yıldızdan basit bir madde taşması resmi gözlemlendi. Aynı zamanda, kara delik akan bir gaz kütlesiyle tamamen küresel olarak sarılmıştı ve kendisi de dış görünüş küçük bir yıldız, ancak ultraviyole yakın bir spektrumda veya nötronlarda ışık yayar.

Bu sır bir süredir halktan saklanıyor. Bilim adamları, bu verilerin titiz bir analizi ve doğrulanması ile meşgul oldular.

Elbette Hubble'ın kendisi olay ufku bölgesini görmedi - bu kadar uzakta tahmin edilemeyecek kadar küçük bir uzay bölgesi. Hubble, kara deliğin yerçekimsel etki bölgesinde hapsolmuş kaynayan gazın ultraviyole ışığındaki kaotik dalgalanmaları ölçtü. Hubble, çok hızlı bir şekilde zayıflayan "daralan nabız dizisinin" benzersiz anlarını yakaladı.

Bu mekanizma, bilim adamlarının öngördüğü genel kabul görmüş teoriyle tutarlıdır: madde olay ufkunun yakınına düştüğünde, ondan gelen ışık hızla kararır, çünkü kara deliğin merkezine ne kadar yakınsa, daha güçlü kuvvet yerçekimi ve dalgalar uzadıkça, yavaş yavaş ultraviyoleden nötron spektrumuna doğru hareket eder ve sonra tamamen kaybolur. Bu etki "kırmızıya kayma" olarak adlandırılır.

Gözlemlenen düşen madde parçası, olay ufkuna ulaşmadan önce Hubble teleskobunun görüş alanından kayboldu. Hubble'ın hızlı fotometresi, ışık darbelerini saniyede 100.000 ölçüm hızında örnekledi. Hubble'ın ultraviyole çözünürlüğü, olay ufkunun 1.000 mil yakınında, üzerine düşen maddenin hafif bir titremesini görmeyi mümkün kıldı.

Dinamik modeller daha önce Cygnus XR-1'lerin bir kara deliğe ait olduğunu tahmin etmişti. Gaz, bir hendeğe olduğu gibi doğrudan karadeliğe düşemez, ancak düzleştirilmiş spiral disk şeklinde bir girdap oluşturur.

Ancak bugün çok az bilim adamı onların varlığından şüphe ediyor. Neredeyse mutlak kütleye ve yerçekimine sahip süper yoğun nesneler, dev yıldızların evriminin son ürünüdür, uzayı ve zamanı bükerler ve ışığa bile izin vermezler.

Ancak Kuzey Kaliforniya Üniversitesi'nde fizik profesörü olan Laura Mersini-Houghton, karadeliklerin doğada var olmayabileceğini matematiksel olarak kanıtladı. Bulgularıyla bağlantılı olarak, araştırmacı gözden geçirmeyi önermez. modern fikirler uzay-zaman hakkında, ancak bilim adamlarının evrenin kökeni hakkındaki teorilerde bir şeyleri kaçırdığına inanıyor.

Mersini-Houghton bir basın açıklamasında, "Hala şoktayım. Yarım asırdır kara delikler olgusunu inceliyoruz ve bu devasa miktarda bilgi, yeni bulgularımızla birleştiğinde, bize ciddi düşünmemiz için yiyecek veriyor." .

Genel kabul gören teori, karadeliklerin, büyük kütleli bir yıldızın kendi kütleçekimi altında uzayda tek bir noktaya çökmesiyle oluştuğudur. Sonsuz yoğun bir nokta olan tekillik böyle doğar. Olay ufku denilen, şimdiye kadar geçmiş olan her şeyin bir daha asla uzaya geri dönmediği koşullu bir çizgi ile çevrilidir, bir kara deliğin çekiciliğinin çok güçlü olduğu ortaya çıktı.

Bu tür nesnelerin alışılmadık olmasının nedeni, kara deliklerin doğasının birbiriyle çelişen fiziksel teoriler - görecilik ve kuantum mekaniği - tarafından tanımlanmasıdır. Einstein'ın yerçekimi teorisi kara deliklerin oluşumunu öngörür, ancak kuantum teorisinin temel yasası evrenden hiçbir bilginin sonsuza kadar yok olamayacağını ve Einstein'a göre kara deliklerin parçacıklar (ve onlar hakkındaki bilgiler) evrenin geri kalanı için kaybolacağını söyler. sonsuza kadar olay ufkunun ötesinde evren.

Bu teorileri birleştirme ve Evrendeki kara deliklerin birleşik bir tanımına gelme girişimleri, matematiksel bir fenomenin - bilgi kaybı paradoksu - ortaya çıkmasıyla sonuçlandı.

1974 yılında ünlü kozmolog Stephen Hawking, parçacıkların olay ufkunun ötesine geçebileceğini kanıtlamak için kuantum mekaniği yasalarını kullandı. Bu varsayımsal "şanslı" foton akışına Hawking radyasyonu denir. O zamandan beri, astrofizikçiler bu tür radyasyonun varlığına dair oldukça sağlam kanıtlar ortaya çıkardılar.

(NASA/JPL-Caltech tarafından gösterilmiştir).

Ama şimdi Mersini-Houghton tamamen yeni senaryo evrenin evrimi. Yıldızın kendi yerçekimi altında çöktüğü ve ardından parçacık akışları yaydığı konusunda Hawking ile aynı fikirde. Ancak, içinde yeni iş Mersini-Houghton, yıldızın bu radyasyonu yayarak kütlesini de kaybettiğini ve bunu öyle bir hızla yaptığını ve sıkıştırıldığında bir karadeliğin yoğunluğunu elde edemediğini gösteriyor.

Araştırmacı makalesinde bir tekilliğin oluşamayacağını ve sonuç olarak . Kara deliklerin varlığını çürüten belgeler ( , ) ArXiv.org ön baskı sitesinde bulunabilir.

Evrenimizin kendisi olduğuna inanıldığı için, yeni bulgularla bağlantılı olarak Big Bang teorisinin doğruluğu da sorgulanmaktadır. Mersini-Houghton, hesaplamalarında, bilim adamlarının her zaman hayalini kurduğu gibi, kuantum fiziği ve göreliliğin el ele gittiğini ve bu nedenle güvenilir olabilecek senaryonun kendisi olduğunu savunuyor.

Evet var. Kara delik yerçekimi alanının ışığın bile bu bölgeden çıkamayacağı kadar güçlü olduğu uzay-zaman bölgesi denir. Bu, cismin boyutları yerçekimi yarıçapı rg'den küçükse olur.

Ne olduğunu?

Kara delikler çok güçlü bir şekilde üretilmelidir. kütle sıkıştırma yerçekimi alanı o kadar artarken, herhangi bir ışık veya başka bir radyasyon yaymaz. Yerçekiminin üstesinden gelmek ve bir kara delikten kaçmak için, ikinci kaçış hızı- daha fazla ışık. Ancak görelilik kuramına göre hiçbir cisim ışık hızından daha yüksek bir hıza ulaşamaz. Bu nedenle, bir kara delikten hiçbir şey kaçamaz. Oradan da bilgi gelemez. Kara deliğe düşen birine ne olduğunu bilmek imkansızdır. Zaten deliklerin yakınında, uzay ve zamanın özellikleri önemli ölçüde değişiyor.

Uzay-zamanın bu tür bölgelerinin var olmasının teorik olasılığı, Einstein denklemlerinin bazı kesin çözümlerinden kaynaklanmaktadır. Basit ifadeyle, Einstein, kara deliklerin inanılmaz özelliklerini tahmin etti, bunlardan en önemlisi bir kara delikte bir olay ufkunun varlığıdır. En son gözlemsel verilere göre, kara delikler var ve inanılmaz özelliklere sahipler. Kara deliklerin varlığı yerçekimi teorisinden çıkar: eğer bu teori doğruysa, o zaman kara deliklerin varlığı da doğrudur. Bu nedenle, kara deliklerin varlığına ilişkin doğrudan kanıtlarla ilgili ifadeler, çok yoğun ve kütleli astronomik nesnelerin varlığının doğrulanması ve kara delikler olarak yorumlanabilecek diğer bazı gözlemlenebilir özelliklere sahip olmaları anlamında anlaşılmalıdır. genel teori görelilik. Ek olarak, kara deliklere genellikle yukarıda verilen tanıma tam olarak uymayan, ancak yalnızca özelliklerinde bu türe yaklaşan nesneler denir. Kara delik- örneğin bunlar, çöküşün son aşamalarında çöken yıldızlar olabilir.

dönmeyen kara delik

Dönmeyen bir kara delik için olay ufkunun yarıçapı, yerçekimi yarıçapı ile aynıdır. Dışarıdan bir gözlemci için olay ufkunda zamanın geçişi durur. Bir kara deliğe gönderilen bir uzay aracı, uzaktaki bir gözlemcinin bakış açısından olay ufkunu asla geçmeyecek, yaklaştıkça sürekli olarak yavaşlayacaktır. Olay ufku altında, bir kara deliğin içinde olan her şey, dışarıdan bir gözlemci tarafından görülemez. Uzay aracındaki bir astronot, ilke olarak olay ufkunun altına girme yeteneğine sahiptir, ancak harici bir gözlemciye herhangi bir bilgi iletemez. Bu durumda, olay ufkunun altına serbestçe düşen bir astronotun başka bir Evreni ve hatta kendi geleceğini görmesi muhtemeldir. Bunun nedeni, bir kara deliğin içinde uzay ve zaman koordinatlarının tersine çevrilmesi ve burada uzay yolculuğunun yerini zaman yolculuğunun almasıdır.

Dönen kara delik

Özellikleri daha da şaşırtıcı. Olay ufku daha küçük bir yarıçapa sahiptir, ergosferin içine daldırılmıştır - dönen bir kara deliğin girdap yerçekimi alanı tarafından toplanan, cisimlerin sürekli hareket etmesi gereken bir uzay-zaman bölgesi.
Karadeliklerin bu alışılmadık özellikleri tek kelimeyle harika görünüyor, bu nedenle doğadaki varlıkları sıklıkla sorgulanıyor.

İkili yıldız sisteminde kara delik

Bu durumda, bir kara deliğin etkileri en belirgindir, çünkü İkili yıldız sisteminde, bir yıldız parlak bir dev, diğeri ise bir kara deliktir. Dev bir yıldızın kabuğundan çıkan gaz kara deliğe akar, etrafında dönerek bir disk oluşturur. Diskteki gaz katmanları spiral yörüngelerde karadeliğe yaklaşır ve içine düşer. Ancak gaz, bir kara deliğin sınırına yaklaşmadan önce, sürtünme sonucu milyonlarca derecelik muazzam bir sıcaklığa kadar ısıtılır ve X-ışını aralığında ışıma yapar. Bu X-ışını emisyonuna göre ikili yıldız sistemlerinde karadelikler bulunur.

Çözüm

Büyük kara deliklerin, kompakt yıldız kümelerinin merkezlerinden kaynaklandığı varsayılmaktadır. Belki de Cygnus - Cygnus-X-1 takımyıldızındaki X-ışını kaynağı böyle bir kara deliktir.

Gökbilimciler, geçmişte kara deliklerin Evrenin genişlemesinin başlangıcında ortaya çıkmış olabileceğini dışlamazlar, bu nedenle çok küçük kara deliklerin oluşumu dışlanmaz.

Kütle değerleri Büyük bir sayı nötron yıldızları ve kara delikler, A. Einstein'ın görelilik teorisinin tahminlerinin geçerliliğini doğruluyor. İÇİNDE son yıllar evrendeki kara delikler hipotezi sorunu, gözlemsel bir gerçeklik haline geldi. Bu kalite demektir yeni aşama kara deliklerin ve şaşırtıcı özelliklerinin incelenmesinde, bu alanda yeni keşifler için umut var.

2007-09-12 / Vladimir Pokrovsky

Kara delikler doğmadan ölürler. En azından Ohio'daki Case Western Reserve Üniversitesi'ndeki Amerikalı teorik fizikçiler böyle söylüyor. Karadeliklerin basitçe oluşamayacaklarını takip eden matematiksel formüller çıkardılar. Bu formüller doğruysa, o zaman belki de 20. yüzyılın en önemli kozmolojik inşası çöküyor.

Kara delik nedir? Hepimiz biliyoruz, bu konuda birçok kez bilgilendirildik. Bu, yerçekimi tek kelimeyle korkunç olan süper kütleli bir cisim. Olay ufku adı verilen merkezden uzakta bir şey ona yaklaşır yaklaşmaz, o zaman her şey asla bir şey değildir, ister maddi bir cisim, ister sadece bir kuantum elektromanyetik radyasyon - aynı zamanda maddi bir cisim olan bir foton, ama aynı zamanda elektromanyetik Dalga geri kırılamaz. Bu nedenle, fotonları bilmeden, büyük Laplace bir zamanlar bir kara delik tanımladı, ardından 1916'da Alman fizikçi Schwarzschild tarafından tahmin edildi, ancak "kara delik" terimi yalnızca 1967'de önerildi.

Pekala, asla bilemezsiniz, yanlışlıkla yakında olduğu ortaya çıkan her şeyi içine çeken süper kütleli bir cisim - bunun hayal gücünün ötesinde kozmozumuz için özel olan nesi var? Özel bir şey var - Einstein tarafından tanıtıldı, ancak kendisi tarafından değil, görelilik teorisinin yardımıyla. Bu teoriye göre karadeliğe düşen her şey matematiksel bir noktaya düşer. O nokta dışında delik tamamen boştur. Ve bu noktada, tamamen imkansız olan gözlemlenir - sözde tekillik: sıfıra bölme, sonsuz yoğunluk ve buradan en fantastik sonuçlar gelir. Örneğin, paralel bir evrene girme veya uzayımızdaki başka bir noktaya anlık hareket.

Ancak fizik açısından dünyamızın sıfıra bölünmesi bir şekilde alışılmadık bir durum, her zaman bir şekilde utanç verici olmuştur. Yazın, yalnızca matematikte olabilir, ancak gerçekte - asla.

1976'da ünlü İngiliz teorik fizikçi Stephen Hawking, bir kara deliğin, yani yerçekimi tanımı gereği ışık yayamayan bir cismin hala onu yaymasına neden olan bir kuantum etkisi keşfetti. Kuantum mekaniksel olarak birbirine bağlı bir çift "parçacık-antiparçacık" varsa ve bu parçacıklardan biri bir deliğe düşerse, geri kalanının onu oradan çıkarabileceğini gösterdi. Şimdi Cleveland teorisyenleri, bu şekilde gerçekleşen bir kara deliğin buharlaşmasının o kadar yoğun olduğunu ve daha oluşma şansı bulamadan buharlaşacağını kanıtlamış görünüyorlar.

Bunu nasıl başardılar ve tespitlerinde ne kadar haklılar, tahmin etmeyelim, takdiri meslektaşlarına bırakalım. Ancak gerçekte kara deliklerin varlığına dair şüpheler uzun süredir dile getiriliyor ve zaman zaman yazarlarının kara deliklerin olmadığını kanıtladığı yayınlar çıkıyor. gerçeğine rağmen Bugün Zaten yüzlerce açık var. Cleveland teorisyenleri, "Ama bunlar kara delikler değil" diyor. "Onlar sadece süper kütleli uzay nesneleri."

Rusya Bilimler Akademisi Sorumlu Üyesi Anatoly Cherepashchuk, Devlet Astronomi Enstitüsü Direktörü. Sternberg Moskova Devlet Üniversitesi. M.V. Lomonosov, bu vesileyle, yorumlarda dikkatli olun.

Bir NG muhabiriyle yaptığı röportajda "Aslında burada terminolojik bir karışıklık var. Gökyüzünde tam olarak kara deliklerin davranması gerektiği gibi davranan nesneler görüyoruz ve bunların kara delik olduğuna inanıyoruz ve onlara öyle diyoruz, ancak bunların yüzeyi olmayan nesneler olduğunun kanıtlanması gerekiyor. Ancak bir yüzeye sahip olmadıklarına dair birçok dolaylı işaret var.

Cherepashchuk, kara deliklerin buharlaşması konusunda yeni bir şey görmüyor: “Hepsi buharlaşıyor. Bir kara deliğin kütlesi, örneğin Moskova'daki Leninsky dağları gibi ortalama bir dağın kütlesini, yani 1015 gramı geçmiyorsa, o zaman bir anda bir patlama ile gerçekten buharlaşacaktır; birkaç Güneş kütlesine sahip deliklerin tamamen buharlaşması için binlerce kozmolojik zaman gerekecektir. Doğru, uzayımızın 4 değil 11 boyutu olduğunu ve bu ek boyutlara göre kara deliğin de buharlaştığını hesaba katan egzotik teoriler var. Ve bu nedenle, buharlaşma süreci, normal dört boyutlu uzaydan çok daha hızlıdır. Bahsettiğiniz çalışma bir anlamda bu teorilerin mantıksal bir uzantısı gibidir. Ama tekrar ediyorum, kara deliklerin var olduğuna dair pek çok dolaylı kanıt var.”

KARA DELİK
uzayda, maddenin tamamen yerçekimiyle çökmesinin bir sonucu olarak ortaya çıkan, yerçekiminin o kadar güçlü olduğu, ne maddenin, ne ışığın ne de diğer bilgi taşıyıcılarının onu terk edemeyeceği bir bölge. Bu nedenle, bir kara deliğin içi, evrenin geri kalanıyla nedensel olarak ilgisizdir; Bir kara deliğin içinde meydana gelen fiziksel süreçler, onun dışındaki süreçleri etkileyemez. Bir kara delik, tek yönlü bir zar özelliğine sahip bir yüzeyle çevrilidir: madde ve radyasyon kara deliğin içine serbestçe düşer, ancak ondan hiçbir şey kaçamaz. Bu yüzeye "olay ufku" denir. Şimdiye kadar Dünya'dan binlerce ışıkyılı uzaklıkta karadeliklerin varlığına dair yalnızca dolaylı göstergeler olduğundan, sonraki sunumumuz esas olarak teorik sonuçlara dayanmaktadır. Genel görelilik teorisi (Einstein tarafından 1915'te önerilen yerçekimi teorisi) ve diğer daha modern kütleçekim teorileri tarafından tahmin edilen karadelikler, 1939'da R. Oppenheimer ve H. Snyder tarafından matematiksel olarak doğrulandı. Bu nesnelerin çevresinde o kadar sıra dışı olduğu ortaya çıktı ki, astronomlar ve fizikçiler 25 yıl boyunca onları ciddiye almadılar. Bununla birlikte, 1960'ların ortalarındaki astronomik keşifler, bizi kara deliklere olası bir fiziksel gerçeklik olarak bakmaya zorladı. Keşifleri ve çalışmaları, uzay ve zaman anlayışımızı temelden değiştirebilir.
Kara deliklerin oluşumu. Termonükleer reaksiyonlar yıldızın iç kısmında gerçekleşirken, yüksek sıcaklık ve basıncı koruyarak yıldızın kendi kütleçekiminin etkisi altında çökmesini engeller. Ancak zamanla nükleer yakıt tükenir ve yıldız küçülmeye başlar. Hesaplamalar, yıldızın kütlesinin üç güneş kütlesini geçmemesi durumunda "yerçekimi ile savaşı" kazanacağını gösteriyor: yerçekimi çöküşü "yozlaşmış" maddenin basıncıyla durdurulacak ve yıldız sonsuza kadar beyaz bir cüceye dönüşecek. veya nötron yıldızı. Ancak bir yıldızın kütlesi üç güneşten fazlaysa, o zaman hiçbir şey onun feci çöküşünü durduramaz ve hızla olay ufkunun altına girerek bir kara delik haline gelir. M kütleli küresel bir karadelik için olay ufku, ekvator çevresi kara deliğin "kütleçekim yarıçapı" RG = 2GM/c2'den 2p kat daha büyük olan bir küre oluşturur; burada c ışık hızı ve G yerçekimi sabitidir. Kütlesi 3 güneş kütlesi olan bir kara deliğin çekim yarıçapı 8,8 km'dir.

Bir gökbilimci bir yıldızı kara deliğe dönüştüğü anda gözlemlerse, o zaman ilk başta yıldızın nasıl daha hızlı ve daha hızlı büzüldüğünü görecektir, ancak yüzeyi yerçekimi yarıçapına yaklaştıkça, sıkıştırma tamamen durana kadar yavaşlayacaktır. Aynı zamanda yıldızdan gelen ışık da zayıflayacak ve tamamen sönene kadar kırmızıya dönecektir. Çünkü yerçekiminin devasa gücüne karşı verdiği mücadelede ışık enerji kaybeder ve gözlemciye ulaşması giderek daha fazla zaman alır. Yıldızın yüzeyi çekim yarıçapına ulaştığında, ondan kaçan ışığın gözlemciye ulaşması sonsuz zaman alacaktır (ve bunu yaparken fotonlar enerjilerini tamamen kaybedeceklerdir). Sonuç olarak, astronom olay ufkunun altındaki yıldıza ne olduğunu görmek şöyle dursun, bu anı asla beklemeyecektir. Ancak teorik olarak bu süreç incelenebilir. İdealleştirilmiş bir küresel çökmenin hesaplanması, Kısa bir zaman yıldız, sonsuz derecede yüksek yoğunluk ve yerçekimi değerlerine ulaşılan bir noktaya kadar küçülür. Böyle bir noktaya "tekillik" denir. Ayrıca, genel matematiksel analiz, eğer bir olay ufku ortaya çıkmışsa, o zaman küresel olmayan bir çökmenin bile bir tekilliğe yol açtığını göstermektedir. Bununla birlikte, tüm bunlar, yalnızca genel görelilik kuramının henüz emin olmadığımız çok küçük uzamsal ölçeklere uygulanabilir olması durumunda geçerlidir. Kuantum yasaları mikro dünyada işliyor ve yerçekiminin kuantum teorisi henüz yaratılmadı. Kuantum etkilerinin bir yıldızın kara deliğe çökmesini engelleyemeyeceği açıktır, ancak bir tekilliğin ortaya çıkmasını engelleyebilirler. Modern teori yıldız evrimi ve Galaksinin yıldız popülasyonu hakkındaki bilgimiz, 100 milyar yıldız arasında en büyük yıldızların çöküşü sırasında oluşan yaklaşık 100 milyon kara delik olması gerektiğini gösteriyor. Ek olarak, bizimki de dahil olmak üzere büyük galaksilerin çekirdeklerinde çok büyük kütleli kara delikler bulunabilir. Daha önce de belirtildiği gibi, çağımızda yalnızca güneşin kütlesinin üç katından daha büyük bir kütle kara delik olabilir. Ancak, Big Bang'den hemen sonra, hangi ca. 15 milyar yıl önce, Evrenin genişlemesi başladı, herhangi bir kütlede kara delikler doğabilirdi. Bunların en küçüğü, kuantum etkileri nedeniyle, kütlelerini radyasyon ve parçacık akışları şeklinde kaybederek buharlaşmalıydı. Ancak kütleleri 1015 g'dan fazla olan "ilkel kara delikler" günümüze kadar gelebilmiştir. Yıldız çökmesine ilişkin tüm hesaplamalar, küresel simetriden hafif bir sapma varsayılarak yapılır ve olay ufkunun her zaman oluştuğunu gösterir. Bununla birlikte, küresel simetriden güçlü bir sapma ile bir yıldızın çökmesi, sonsuz derecede güçlü yerçekimine sahip, ancak bir olay ufku tarafından çevrelenmemiş bir bölgenin oluşmasına yol açabilir; buna "çıplak tekillik" denir. Yukarıda tartıştığımız anlamda artık bir kara delik değildir. Çıplak bir tekilliğin yakınındaki fizik yasaları çok beklenmedik bir biçim alabilir. Çoğu astrofizikçi kara deliklerin varlığına inanırken, şu anda çıplak bir tekillik olası olmayan bir nesne olarak görülüyor.
kara deliklerin özellikleri Bir kara deliğin yapısı dışarıdan bir gözlemciye son derece basit görünür. Bir yıldızın saniyenin çok küçük bir bölümünde (uzaktaki bir gözlemcinin saatine göre) kara deliğe çökmesi sürecinde, tüm Harici Özellikler Orijinal yıldızın homojen olmamasıyla ilişkilendirilen , yerçekimi ve elektromanyetik dalgalar şeklinde yayılır. Ortaya çıkan durağan kara delik, orijinal yıldızla ilgili tüm bilgileri "unutur", üç nicelik dışında: toplam kütle, açısal momentum (dönme ile ilgili) ve elektrik yükü. Bir kara deliği inceleyerek, orijinal yıldızın maddeden mi yoksa anti maddeden mi oluştuğunu, puro mu yoksa gözleme şeklinde mi olduğunu vb. bilmek artık mümkün değil. Gerçek astrofiziksel koşullar altında, yüklü bir kara delik, yıldızlararası ortamdan zıt işaretli parçacıkları çekecek ve yükü hızla sıfır olacaktır. Kalan durağan nesne ya yalnızca kütlesi ile karakterize edilen dönmeyen bir "Schwarzschild kara deliği" ya da kütlesi ve açısal momentumu ile karakterize edilen dönen bir "Kerr kara deliği" olacaktır. Yukarıdaki durağan kara delik türlerinin benzersizliği, genel görelilik teorisi çerçevesinde W. Israel, B. Carter, S. Hawking ve D. Robinson tarafından kanıtlandı. Genel görelilik kuramına göre uzay ve zaman, büyük kütleli cisimlerin yerçekimi alanı tarafından bükülür ve en büyük eğrilik karadeliklerin yakınında meydana gelir. Fizikçiler zaman ve uzay aralıklarından bahsettiklerinde, herhangi bir fiziksel saatten veya cetvelden okunan sayıları kastederler. Örneğin, bir saatin rolü, iki olay arasındaki sayısı "zaman aralığı" olarak adlandırılabilecek belirli bir salınım frekansına sahip bir molekül tarafından oynanabilir. Dikkate değer bir şekilde, yerçekimi tüm fiziksel sistemler üzerinde aynı şekilde hareket eder: tüm saatler zamanın yavaşladığını ve tüm cetveller uzayın bir kara deliğin yakınında gerildiğini gösterir. Bu, bir kara deliğin uzay ve zamanın geometrisini kendi etrafında büktüğü anlamına gelir. Kara delikten uzakta, bu eğrilik küçüktür, ancak yakınında o kadar büyüktür ki, ışık ışınları onun etrafında bir daire içinde hareket edebilir. Bir kara delikten uzaktayken, karadeliğin yerçekimi alanı tam olarak Newton'un aynı kütleye sahip bir cisim için olan teorisi tarafından tanımlanır, ancak kara deliğin yakınında yerçekimi, Newton'un teorisinin öngördüğünden çok daha güçlü hale gelir. Bir kara deliğin içine düşen herhangi bir cisim, olay ufkunu geçmeden çok önce, merkezden farklı uzaklıklardaki çekim farkından kaynaklanan güçlü gelgit çekim kuvvetleri tarafından parçalanacaktır. Bir kara delik her zaman maddeyi veya radyasyonu emmeye hazırdır, böylece kütlesini arttırır. Dış dünya ile etkileşimi, basit bir Hawking prensibi ile belirlenir: parçacıkların kuantum üretimini hesaba katmazsanız, bir kara deliğin olay ufkunun alanı asla azalmaz. 1973'te J. Bekenstein, kara deliklerin radyasyon yayan ve emen fiziksel cisimlerle aynı fiziksel yasalara uyduklarını öne sürdü ("kara cisim" modeli). Bu fikirden etkilenen Hawking, 1974'te kara deliklerin madde ve radyasyon yayabildiğini gösterdi, ancak bu yalnızca kara deliğin kütlesi nispeten küçükse fark edilebilir. Bu tür kara delikler, Evrenin genişlemesini başlatan Büyük Patlama'dan hemen sonra doğabilir. Bu birincil karadeliklerin kütleleri 1015 g'dan (küçük bir asteroit gibi) ve 10-15 m boyutlarında (bir proton veya nötron gibi) fazla olmamalıdır. Bir kara deliğin yakınındaki güçlü bir yerçekimi alanı, parçacık-karşı parçacık çiftlerine yol açar; her çiftin parçacıklarından biri delik tarafından emilir ve ikincisi dışarıya yayılır. 1015 g kütleye sahip bir kara delik, 1011 K sıcaklığa sahip bir cisim gibi davranmalıdır. Kara deliklerin "buharlaşması" fikri, onların ışınım yapamayan cisimler olduğu şeklindeki klasik fikirle tamamen çelişmektedir.
Kara delikleri arayın. Einstein'ın genel görelilik kuramı çerçevesindeki hesaplamalar, yalnızca karadeliklerin var olma olasılığını gösterir, ancak bunların varlığını hiçbir şekilde kanıtlamaz. gerçek dünya ; gerçek bir kara deliğin keşfi fiziğin gelişiminde önemli bir adım olacaktır. Uzayda izole edilmiş kara delikleri aramak umutsuzca zordur: uzayın karanlığında küçük bir karanlık nesneyi tespit edemeyeceğiz. Ancak, çevredeki astronomik cisimlerle etkileşimi, onlar üzerindeki karakteristik etkisi yoluyla bir kara deliği tespit etme umudu var. Süper kütleli karadelikler galaksilerin merkezlerinde olabilir ve sürekli olarak oradaki yıldızları yutar. Kara deliğin etrafında yoğunlaşan yıldızlar, galaksilerin çekirdeklerinde merkezi parlaklık zirveleri oluşturmalıdır; şu anda aramaları sürüyor. Başka bir arama yöntemi de galaksideki merkezi nesnenin etrafındaki yıldızların ve gazın hareket hızını ölçmektir. Merkezi nesneden uzaklıkları biliniyorsa, kütlesi ve ortalama yoğunluğu hesaplanabilir. Yıldız kümeleri için mümkün olan yoğunluğu önemli ölçüde aşarsa, bunun bir kara delik olduğuna inanılır. Bu sayede 1996 yılında J. Moran ve arkadaşları, NGC 4258 galaksisinin merkezinde muhtemelen 40 milyon güneş kütlesine sahip bir kara delik olduğunu belirlediler. En umut verici olanı, normal bir yıldızla birlikte ortak bir kütle merkezi etrafında dönebileceği ikili sistemlerde bir kara delik arayışıdır. Bir yıldızın tayfındaki çizgilerin periyodik Doppler kaymasından, onun belirli bir cisimle eşleştiği anlaşılabilir ve hatta onun kütlesi tahmin edilebilir. Bu kütle 3 güneş kütlesini aşarsa ve vücudun radyasyonunu fark etmek mümkün değilse, bunun bir kara delik olması çok olasıdır. Kompakt bir ikili sistemde, bir kara delik normal bir yıldızın yüzeyinden gaz yakalayabilir. Kara deliğin etrafında yörüngede hareket eden bu gaz bir disk oluşturur ve kara deliğe bir spiral şeklinde yaklaşarak güçlü bir şekilde ısınır ve güçlü X-ışınları kaynağı olur. Bu radyasyondaki hızlı dalgalanmalar, gazın küçük kütleli bir nesnenin etrafında küçük yarıçaplı bir yörüngede hızla hareket ettiğini göstermelidir. 1970'lerden bu yana, ikili sistemlerde kara deliklerin varlığına dair açık işaretler içeren birkaç X-ışını kaynağı keşfedildi. En umut verici olanı, görünmez bileşenin kütlesinin en az 6 güneş kütlesi olduğu tahmin edilen X-ışını ikili V 404 Cygnus olarak kabul edilir. Diğer dikkate değer kara delik adayları, X-ışını ikili sistemleri Cygnus X-1, LMCX-3, V 616 Unicorn, QZ Chanterelles ve X-ışını novae Ophiuchus 1977, Mukha 1981 ve Scorpio 1994'tür. LMCX hariç -3, Bolşoy Macellan Bulutu'nda bulunur, hepsi 8000 sv mertebesinde Galaksimizdedir. Dünya'dan yıllar.
Ayrıca bakınız
KOZMOLOJİ;
YER ÇEKİMİ ;
YERÇEKİMLİĞİ ÇÖKÜMÜ;
GÖRELLİK;
EKTRAATMOSFERİK ASTRONOMİ.
EDEBİYAT
Cherepashchuk A.M. İkili sistemlerdeki kara delik kütleleri. Uspekhi fizicheskikh nauk, cilt 166, s. 809, 1996

Collier Ansiklopedisi. - Açık toplum. 2000 .

Diğer sözlüklerde "BLACK DELİK" in ne olduğuna bakın:

KARA DELİK, dış uzayın ne maddenin ne de radyasyonun kaçamayacağı, yani ilk uzay hızının ışık hızını aştığı lokalize bir alanı. Bu bölgenin sınırına olay ufku denir. Bilimsel ve teknik ansiklopedik sözlük

Uzay bir cismin yerçekimi ile sıkıştırılmasından kaynaklanan bir nesne. yerçekimi yarıçapından daha küçük boyutlara kadar kuvvetler rg=2g/c2 (burada M cismin kütlesi, G yerçekimi sabiti, c ışık hızının sayısal değeridir). Varlığı hakkında tahmin ... ... Fiziksel Ansiklopedi

Var., eşanlamlı sayısı: 2 yıldız (503) bilinmiyor (11) ASIS Eşanlamlılık Sözlüğü. V.N. Trishin. 2013 ... eşanlamlı sözlüğü