Mustat aukot ovat salaperäisin esine koko tieteessä. Kaikki heihin liittyvät kysymykset ovat kysymyksiä, jotka vaikuttavat koko maailmankaikkeuteen. Mustien reikien määritteleminen ei ole helppoa. Fyysikoiden mukaan tämä ilmiö on eräänlainen painovoiman tuote, joka on saavuttanut kolossaan suuruuden. Seurauksena alueet näkyvät avaruudessa niin tiheinä, että edes valo ei pysty ylittämään niiden painovoimaa. Musta aukon absorboima aine kuumenee ja syventyen "kuiluun", alkaa emittoida erittäin suurta energiaa. Tähän säteilyyn sisältyy myös röntgensäteet, jotka voidaan havaita kaukoputkeilla maanpäällisellä kiertoradalla.
Tiedetään, että mustat aukot "nielevät" lähellä olevien fyysisten esineiden lisäksi myös valoa. Tästä syystä ne ovat näkymättömiä; tällaisten ilmiöiden esiintyminen avaruudessa on mahdollista vain epäsuorien merkkien perusteella.
Mustat reiät ilmestyvät suurten tähtien kuoleman jälkeen (niitä havaitaan pääasiassa etäisissä kvaasareissa, räjähtävissä galaksien ytimissä). Mustilla reikillä on useita ehdottoman fantastisia ominaisuuksia: avaruuden ominaisuudet muuttuvat niiden sisällä, aika hidastuu. Nämä kaksi ainutlaatuisella vyöhykkeellä olemisen oleellista komponenttia on kierretty suppiloon; teoreetikot uskovat, että tila ja aika hajoavat sen syvyyksissä kvantteihin.
Itse asiassa kyse on painovoiman ansasta, josta ei ole ulospääsyä. Lisäksi tältä kuristimelta puuttuu yksinkertaisesti … havaittu pinta. Jos neutronitähteillä on voimakkaita magneettikenttiä ja tiukasti jaksottaisia röntgensäteiden pulsaatioita, niin mustille reikille on luonteenomaista laskelmaton säteilyvaihtelu. Muuten, yksi lisäominaisuus: tämä ilmiö on ainutlaatuinen siihen kertyneen energian määrän kanssa. Maailmankaikkeudessa ei ole esineitä, jotka sisältävät enemmän sitä kuin mustia reikiä. Itse asiassa meillä on edessämme tyhjentävä lähde!
Musta reikä ilmestyi alun perin paperille, kun 1800-luvulla tutkijat - Mitchell ja Laplace - kiinnittivät huomiota Newtonin teorian "ennusteeseen". Matemaattinen ratkaisu tähän ongelmaan nähtiin myöhemmin. 1800-luvun alussa Pierre Laplace puhui ensin mustien reikien olemassaolon teoreettisesta mahdollisuudesta. Kuuluisassa "Teoreettisen fysiikan kurssilla" Lev Landau ja Evgeny Lifshitz kutsuivat tätä maailmankaikkeuden arvoitusta kauneimmaksi kaikista olemassa olevista teorioista, ja Max Born ihaili sitä "taiteen luomisena".
Tämä esine herättää tällaisen asenteen käytännössä koko tiedeyhteisön keskuudessa. Mutta ilmeisesti amerikkalainen fyysikko K. Thorne ilmaisi runollisimmin: “Kaikista ihmismielen keksinnöistä, yksisarvisista ja kimeroista vetypommiin, upein on kuva mustasta aukosta, jonka raja ei voi ylittää, ja jopa valo viivyttää sitä. kuristuminen."
Aikanaan tutkijat ovat kiertävien teleskooppien avulla havainneet mielenkiintoisia tosiasioita. Kuten kävi ilmi, mustat aukot on jaettu kahteen tyyppiin. Ensimmäinen niistä sisältää massiivisia esineitä, joiden mitat ovat tähtiämme kolmen massan järjestyksessä. Toinen on ns. Supermassiivinen (vaihtelee miljoonasta miljardiin auringon massaan). Nyt asiantuntijat ovat vahvistaneet noin 20 massiivisen ja noin 200 supermassiivisen mustan aukon sijainnin. Lisäksi tunnistettiin vielä noin 220 paikkaa, joissa nämä esineet voivat sijaita.
”Universumin pää mysteeri” ei koskaan lakkaa antamasta tutkijoille tietoa ajattelua varten. Joten monia kysymyksiä syntyy pienten, mutta supermassiivisten mustien reikien löytämisen yhteydessä. Esimerkiksi Koirankoiran tähdistössä olevan galaksin NGC 4395 galaksin keskellä oleva esine on utelias, koska toisin kuin matemaattiset laskelmat, se säteilee röntgensäteitä yllättävän voimakkaasti. Tämä musta aukko on yhtä voimakas kuin sen erityisen suuret "sukulaiset" muiden galaksien keskuksissa. Mutta tämä "näkymättömyys" on raskaampaa kuin aurinko "vain" 50 000 kertaa, kun taas tavalliset supermassiiviset mustat aukot ovat yleensä miljoonia ja miljardeja kertoja massiivisemmat kuin tähtemme.
Mainosvideo:
Pienikokoisten, mutta erityisen voimakkaiden "maailmankaikkeuden mysteerien" läsnäolo voi selittää yhden aktiivisten galaksien tyyppien ominaisuudet. Uskotaan, että heidän keskellään on "näkymättömiä"; sellaiset galaksit ovat vähemmän kirkkaita kuin kvaasarit, mutta säteilevät suuria määriä röntgensäteitä.
Supermassiiviset mustat aukot säteilevät paljon enemmän energiaa maailmankaikkeuteen kuin kaikki tähdet yhdessä. Lisäksi monet näistä esineistä on oletettavasti muodostettu suhteellisen hiljattain; tutkijoiden mielestä ainakin 15 prosenttia kaikista supermassiivisista mustista reikistä on alkanut, kun maailmankaikkeus oli puoli sen ikää.
Tällä hetkellä myös "näkymätön" kasvaa edelleen. Kahden tai kolmen viime vuoden aikana on käynyt selväksi, että maailmankaikkeus ei vain laajene, vaan myös tekee sen melko kunnollisella kiihtyvyydellä. Sitä tarjoavat valtavat näkymättömät aineen massat. Maailmankaikkeuden salaperäiset "tyhjät kohdat" tuottavat 30 prosenttia energiasta, jonka vuoksi laajentuminen tapahtuu. Mutta mistä toinen 70 prosenttia tulee, on edelleen tuntematon (tutkijat kutsuvat tätä osaa "maailmankaikkeuden tummaksi energiaksi").
Kaasupilvien romahtamisen seurauksena muodostuneiden salaperäisten esineiden massat ovat miljoonista miljardeihin kertaisiin tähtiin nähden. Tällaisten "pimeyden saarten" mitat ovat verrattavissa aurinkokuntamme kokoon. Lisäksi tähtitieteilijöiden mukaan supermassiiviset mustat aukot ovat useimpien galaksien keskustassa. Kanssamme oleminen ei ole myöskään poikkeus yleiseen sääntöyn. Lisäksi äskettäiset havainnot supermassiivisista "näkymättömistä", jotka kiertävät toisiaan NGC 6240: n keskustassa (Ophiuchus-tähdistössä), viittasivat siihen, että galaksien sulautuessa myös niiden mustat aukot sulautuvat. Tämän prosessin loppuunsaattaminen kestää useita satoja miljardia vuotta.
Itse asiassa mustat aukot ovat maailmankaikkeuksemme tutkimaton osa, eräänlainen "valkoisia pisteitä". Mutta silti nykyaikainen fysiikka todella vaatii tämän ilmiön olemassaolon. Ja riittävä määrä. Ja todella on yllättävän monia sellaisia aktiivisia galaktisia lähteitä. Röntgenalueella näemme 10 kertaa enemmän galakseja kuin yksityiskohtaisimmissa optisissa tutkimuksissa!
Joten kävi ilmi, että tämä ilmiö on melko yleinen maailmankaikkeudessa. Siksi viimeisen vuosikymmenen aikana on syntynyt uusi lupaava tieteellinen suunta - mustien reikien demografia. Se tutkii näiden salaperäisten esineiden jakautumista avaruudessa ja niiden vuorovaikutusta muiden aineellisten esineiden kanssa.
Stephen Hawking - mies, jota kutsutaan "aikamme salaperäisimmäksi tiedemieheksi", kiinnittää erityistä huomiota mustien reikien tutkimukseen. Muuten, hän on osastonpäällikkö Cambridgessa, jonka Isaac Newton aikoinaan miehitti. Tässä yhteydessä on syytä mainita, että tämä loistava brittiläinen fyysikko, jolla on 12 tieteellistä tutkintoa, Nobel-palkinnon (1998) ja kunniamerkinnän voittaja, Ison-Britannian kuninkaallisen tieteellisen seuran ja Yhdysvaltain kansallisen tiedeakatemian jäsen, on kärsinyt harvinaisesta atrofisesta skleroosista lähes neljännesvuosisadan ajan, josta hänestä tuli rampa. Hawking liikkuu vain sähkömoottorilla varustetun pyörätuolin ansiosta, luennoi yliopistossa sähköisen äänen syntetisaattorin avulla (vain lähemmät professorit - hänen vaimonsa ja kolme lasta) ymmärtävät hänen oman epäselvän puheensa. Tutkijan yhteyden ulkoiseen ympäristöön tarjoaa ainutlaatuinen tietokone,jota tämä ainutlaatuinen mies hallitsee vasemman kätensä ainoalla aktiivisella sormella …
Vuosien työn perusteella Hawking päätteli, että mustien reikien kvanttihaihtuminen on väistämätöntä. Tämä tarkoittaa, että nämä esineet kuolevat. Mielenkiintoinen yritys korreloida maailmankaikkeuden hämmästyttävien "valkoisten pisteiden" koko ja massa. Erityisesti brittiläisen tiedemiehen laskelmat osoittivat: miljardilla tonnilla (vuoren massa) painavalla mustalla aukolla olisi … neutronin tai protonin kokoinen. Muuten, professori on vakuuttunut siitä, että salaperäisen "näkymättömyyden" muodostumisaika ylittää itse universumin eliniän! Totta, mustien reikien kvantiteoriaa ei vielä ole, mikä tarkoittaa, että Stephen Hawkingin esittämiä prosesseja ei tällä hetkellä ymmärretä täysin.
Tutkijoiden tarkka huomio "näkymättömän" olemassaolon ongelmaan selitetään erittäin hyvillä syillä. Suhteellisen äskettäin amerikkalainen Hubble-kaukoputki havaitsi mielenkiintoisen, mutta ei liian miellyttävän tosiasian: Skorpionin tähdistöstä saatu musta aukko GROJ 1655-40 on menossa suoraan kohti aurinkoamme. Tuntematon hirviö on tietysti kaukana meistä - 6000 valovuoden etäisyydellä. Huoli on kuitenkin syytä. Tämän esineen nopeus herättää kunnioitusta: se on 40 000 kilometriä tunnissa! Liikkeensä aikana musta aukko "syö" tähdet. Ilmeisesti sama tapahtuu kaukana valoisasta tulevaisuudesta ja oman aurinkomme kanssa. Ja vaikka tutkijat yrittävät selvittää, mikä tämä hyökkäys on.
Stephen Hawking ilmoitti kesällä 2004, että hän oli paljastanut mustien reikien salaisuuden - avaruuden pääsalaisuuden. Tätä varten astrofysiikka yhdisti suhteellisuusteorian ja kvantimekaniikan yhdeksi teoriaksi. Hawking väittää, että mustat aukot eivät ole mitenkään valtavia tähtihaudoita, jonkinlaista "kaikkia kuluttavia" aineita. 1970-luvulla tutkija osoitti, että energian vaihto tietyn esineen ja ulkoisen tilan välillä on täysin mahdollista. Mustat aukot - "paikka, jossa klassinen avaruus- ja ajankäsitys tuhoutuu, samoin kuin kaikki tunnetut fysiikan lait" - ei ole maailmankaikkeuden loppu. Ne poistavat säteilyvirrat ja ovat tavallisia kehittyviä esineitä.
Tämä löytö kuitenkin aiheutti paradoksin: brittiläinen professori vakuutti, että mustasta aukosta tuleva energia ei sisällä mitään "tietoa" imeytyneestä aineesta. Sitten "näkymättömyyden" haihtumisen jälkeen siitä ei jää jälkeä, joten mitään informaatiota ei jää. Ja tämä on kaikkien kvanttimekaniikan lakien vastaista. Stephen Hawking on yrittänyt ratkaista tämän paradoksin 30 vuoden ajan.
Nyt professori uskoo, että salaperäiset "tyhjät kohdat" sallivat tiedon edelleen esiintymisen; sitten putoaminen mustaan reikään "ei ole yksisuuntainen lippu". Hawkingin teorian mukaan "näkymättömillä" ei ole selkeästi määriteltyä tapahtumahorisonttia, joka piilottaa kaiken niissä ulkomaailmasta, eivätkä tuhoa putoavia kappaleita kokonaan ja ilman jälkeä. Sen sijaan gravitaation ansaan uhrit jatkavat energian lähettämistä pitkään, kun "musta aukko on vasta muodostumassa". "Mutta myöhemmin horisontti aukeaa ja vapauttaa tietoa siitä, mikä on pudonnut sisäänpäin, jotta voimme tarkistaa menneisyyden ja ennustaa tulevaisuuden", tiedemies vakuuttaa. Totta, hänen seuraava lausuntonsa pettyi heti tieteiskirjailun faneihin:”Jos putoat mustaan aukkoon, massaenergianne palautetaan maailmankaikkeuteen,mutta vääristyneessä muodossa."
Muuten, salaperäinen "näkymätön", kuten kävi ilmi, pystyvät "laulamaan"! Eli ääniaallot tulevat heistä. Esimerkiksi samanlainen Perseuksen tähdistössä oleva esine (noin 250 miljoonaa valovuotta maasta) "puristaa" jatkuvasti B-tasoa vastaavan nuotin ja 57 oktaavia ensimmäisen oktaavin alapuolella. Mikä se on? On todisteita prosessista, jolla mustaa reikää ympäröivä pölypilvi lämmitetään? Ilmeisesti niin. Mutta silti mielikuvitus maalaa kuvan, joka on hyvin kaukana tieteestä: Kuunneltuaan toisen osan oletuksia ja arvauksia omasta henkilöstään, grandioosinen "näkymätön" jatkaa ironisesti nauraakseen tutkijoita laulaen itselleen yksinkertaisen Aikakappaleen …
V. Syadro T. Iovleva O. Ochkurova