Joskus 1960-luvun lopulla, yksi viime vuosisadan tunnetuimmista fyysikoista, John Wheeler (1911-2008), esiintyi BBC: n suositun radio-ohjelman yhteydessä. Hän puhui pitkään ja värikkäästi erilaisista kosmisista ihmeistä, ja lopussa hän kääntyi hänen kimppuunsa kysymykseen kaikenlaisista "virheellisistä havainnoista ja myyttisistä esineistä".
Täällä amerikkalainen tutkija puhalsi innokkaasti hypoteesiin "jäätyneiden" (tummien, jäätyneiden) tähtien olemassaolosta, mikä ei etenkään ollut hänen mieleensä. Ilmaisee halveksuntaan näitä "fyysisiä ja matemaattisia fantasioita", hän kutsui niitä "mustiksi aukkoiksi". Joten, Wheelerin kevyellä kädellä, kuviollinen termi "musta aukko" ilmestyi mediaan ja sitten tieteellisiin teoksiin.
Avaruusajan pohjattomat syvennykset
Tänään kutsumme mustaa reikää tuloksena hämmästyttävimmästä luonnonilmiöstä - massiivisten taivaankappaleiden putoamisesta "sisälle". Latinaksi romahdus tarkoittaa "pudottua", minkä vuoksi tähtitieteilijät kutsuvat mustia aukkoja usein "rintamerkiksi". Heillä on niin supervahva gravitaatiokentän "keskitin", että mikään, mukaan lukien valo, ei pääse niistä.
Historiallisesti mustaa reikää edesivät tummat tähdet, jotka brittiläinen tähtitieteilijä John Michell (1724-1793) löysi "sulkakärjestä". Newtonin universaalin painovoiman teorian perusteella Michell kuvasi tähtia, joiden painovoima piti jopa valonsäteet. Luonnollisesti olisi mahdotonta huomata tällaista täysin mustaa tähtiä. Michell esitteli laskelmansa yhdessä Lontoon kuninkaallisen yhdistyksen kokouksissa vuonna 1784 ja joutui heti tuleen. Loppujen lopuksi tuon ajan tähtitiede ei tiennyt sellaisia ilmiöitä!
Joten pimeiden tähtien idea, tai kuten niitä nykyään kutsutaan "Newtonin" mustiksi reikiksi, haudattiin pitkään tieteellisiin arkistoihin. Se muistettiin vain Albert Einsteinin (1879-1955) ja hänen universaalisen painovoiman teoriansa aikana. Einsteinin teoria yhdisti painovoiman avaruuden kaarevuuteen ja herätti heti monien fyysikkojen huomion.
Mainosvideo:
Hänen kollegansa Berliinin tiedeakatemiassa Karl Schwarzschild (1873–1916) pystyi osoittamaan, että joskus erittäin keskittyneet jättiläismassat voivat muodostaa eräänlaisen pohjattoman tila-ajan suppilon.
Schwarzschild-rintamerkin lähellä pitäisi tapahtua hämmästyttäviä asioita: ihmisen sydän alkaa lyödä yhä vähemmän, kello jää toivottomasti jälkeen ja valo ympärillä muuttuu punaiseksi. Aikavirta itsessään hidastuisi kiinteytymiseen mustan aukon ehdollisen rajan läheisyyteen, kuten pakkanen joki. No, mitä näemme rinnan romahtamisen syvyyksissä?
Valitettavasti siellä tapahtuu niin outoja asioita, että niitä on yksinkertaisesti mahdotonta kuvata suositulla tavalla. Vaikka monet fyysikot väittävät mustien reikien sisäisestä rakenteesta, teoriassa he ovat jo löytäneet sovelluksia.
Metro galaktioiden välillä
Yli 30 vuotta sitten kuuluisa tähtitieteilijä ja tieteiskirjailija Carl Sagan päätti kirjoittaa romaanin tähtienvälisestä matkasta ja samalla jättää tyhjän fantasian, mutta luoda "oikean" ulotteisen tunnelin kirjansa sivuille. Keskustelemaan yksityiskohdista hän kääntyi tunnetun teoreettisen fyysikon Kip Thornen puoleen, joka aloitti innokkaasti töihin.
Thorne ja hänen yhteistyökumppaninsa ovat vakuuttavasti todistaneet matemaattisesti, että avaruus-aika-kanavaa ei voida vain luoda keinotekoisesti, vaan myös ylläpitää "toimivassa" tilassa. Tällä tavoin aika-avaruudessa luotu”madonreikä” yhdistäisi meidän galaksiamme etäisten kulmien lisäksi myös metagalaktiset laajennukset.
Saganin ja Thornen yhteistyö johti tieteiskirjallisuuden bestseller-yhteystietoon, josta tuli pian perusta samannimiselle erittäin viihdyttävälle elokuvalle. Galaktien välillä on todellakin eräänlainen "metro", jota pitkin päähenkilö matkustaa. Samaan aikaan Wheeler kritisoi paitsi mustia aukkoja, myös kaikenlaisia alatilan muutoksia niiden välillä. Suurella sarkasmilla hän kutsui niitä "madonreikiä", "madonreikiä" ja "madotunneleita". Se on yksinkertaisesti uskomatonta, mutta nämä ilmaisut tulivat ensin toimittajien sanastoon ja siirtyivät sitten tieteellisiin teoksiin.
Tieteiskirjallisuus puhuu usein eksoottisimmista tavoista ylittää tila ja aika. Jopa eräänlainen tulevaisuuden "tähtien sotien" taktiikka syntyi, kun maanlaskijoiden taistelulaivastot "sukeltavat" mustan aukon alatilaan ja nousevat yhtäkkiä aivan vihamielisten ulkomaalaisten tukikohtaan, kiirettäen heti miljardia parseksia.
Tähtitieteellisten havaintojen perusteella mustat aukot vaativat kuitenkin titaanisia pyrkimyksiä "kesyttää" ne, koska ne ovat vaarallisimpia avaruuskohteita, jotka muodostavat maailmankaikkeuden "helpotuksen".
Avaruuskaniibalit
Tähtitieteilijät tallentavat usein kaukaisesta avaruudesta tulevia hirvittäviä energian purskeita. Nämä voivat olla kaikuja planeettojen ja tähtien dramaattisista kuolemista mustien reikien rakoissa. Avaruus hirviöt repivät irti tahattomasti lähestyvän tähden kaasumaisen ruumiin ja "nielevät" kokonaan pienemmät taivaankappaleet - planeetat, komeetat ja asteroidit.
Musta reikä houkuttelee sitä kohti olevan tiiviisti lentävän tähden sivua paljon voimakkaammin kuin vastakkainen puoli. Tämä voimakas vuorovesivoima venyttää tähtiä ja aiheuttaa kaasun putoamisen tähdistä mustaan reikään. Astronomit ovat todenneet, että mustat aukot eivät ole syntyneet valtavia, vaan että ne kasvavat vähitellen galaksien kaasun ja tähtien takia.
Mustien reikien joukossa on myös suuria fidžejä, jotka liikkuvat nopeasti galaksien tähtisaarten sisällä. Yhdessä istuvien veljensä kanssa nämä "avaruuskaniballit" eivät jatkuvasti syö vain planeettajärjestelmiä, kuten oma aurinko, vaan myös nielevät pöly- ja kaasupilviä, jotka ulottuvat tähtiryhmien väliin.
Tähtitieteilijät ovat jo kauan huomanneet, että pienissä galakseissa mustat aukot ovat vähemmän massiivisia, joiden massat ovat hiukan yli muutaman miljoonan aurinkomassan. Mustat reikät jättiläisten galaksien keskuksissa sisältävät miljardeja aurinkomassoja - tosiasia on, että mustan aukon lopullinen massa muodostuu galaksin muodostuessa. Joissain tapauksissa mustat aukot suurenevat paitsi absorboimalla kaasua yksittäisestä galaksista, myös yhdistämällä galakseja, mikä johtaa niiden mustien reikien sulautumiseen.
Linnunradan aivan keskustassa on galaksiamme ydin, jossa salaperäinen esine Jousimies A * on piilotettu. Tähtitieteilijät uskovat, että tämä on tärkein haastaja mustan aukon roolille, jonka massa on noin neljä miljoonaa aurinkoa.
Määräajoin tämä paikallinen "kannibalimme" vie tämän tai sen tähden. Ja sitten erityiset röntgen-kaukoputket rekisteröivät valaisimen "kuolemahuudon" röntgenpulssin muodossa. Se avustaa sisäelimiämme tutkimaan röntgenhuoneessa.
Mustat reiät voivat kuitenkin olla melko rauhallisia, muodostaen kaksoistähteisysteemit tavallisten tähtien kanssa. Tämä idylli päättyy kuitenkin myös traagisesti, ja satojen miljoonien ja ehkä miljardien vuosien jälkeen mustan aukon ja tähden välinen etäisyys pienenee kriittiseen rajaan. Tähden liikkeestä tulee epävakaa ja muutaman kierroksen jälkeen mustan hirviön ympärillä, se katoaa kohdussaan.
Tunguska-meteoriitin mysteeri
Periaatteessa voidaan myös luoda keinotekoinen musta aukko. Tätä varten on tarpeen puristaa mikä tahansa massa painovoiman säteen kokoon (pallon säde, jolla tämän pallon sisällä olevan massan luoma painovoima pyrkii äärettömään), ja sitten se itse alkaa katastrofaalisesti supistua - romahtaa.
Totta, tämä on erittäin vaikea tehdä, koska mitä vähemmän massaa, sitä pienempi painovoiman säde. Esimerkiksi maapallon gravitaatiosäde on noin yksi senttimetri, ja jotta Kuu muuttuisi mustaksi reikäksi, se olisi puristettava suuren molekyylin kokoon.
Siitä huolimatta, mikroskooppisten reikien mallien tai, kuten niitä usein kutsutaan, mikrolukkojen avulla, yritetään joskus selittää kaikenlaisia salaperäisiä ilmiöitä. Joten on olemassa hypoteesi, että kuuluisa Tunguska-meteoriitti ei ollut muuta kuin miniatyyri musta reikä, joka vaeltaa maailmankaikkeuden laajuuden läpi.
Voisi tietysti yksinkertaisesti hylätä tällaiset keksinnöt, mutta tässä ilmenee uteliaita yksityiskohtia: meteoriittijäännösten täydellinen puuttuminen, räjähdyksen epätavallinen luonne ja lentotien ristiriitaiset havainnot.
On ajatuksia, että sellaisella mikrolukkalla oli täysin maanpäällinen alkuperä. Tosiasia, että juuri Tunguska-meteoriitin putoamisen aikana suuri amerikkalainen keksijä Nikola Tesla (1856-1943) testasi tiettyä aaltoresonaattoria hämmästyttävällä Wondercliffe-tornilla, jonka "maailman sähköeetterin seisovien aaltojen" avulla piti välittää energiaa koko planeetalla.
Kaupunkiennimestöt kertovat kuinka kolossaalinen plasmoidi leimahti Podkamennaya Tunguskan päälle, pudistuen heti mustaksi miniaukkoon. Tämä prosessi aiheutti energian hurrikaania, joka kirjattiin Tunguska-ihmeeksi.
Tästä hypoteesista on myös versio, jossa itse Tunguska-meteoriitti oli juuri miniatyyri musta reikä, joka tunkeutui planeettamme suurella nopeudella.
Kuinka uskottavia ovat teoreettisten fyysikkojen päätelmät? Onko avaruudessa todella mato tunneleita, vai onko tämä vain eräänlainen "fyysinen ja matemaattinen fantasia"? Ja tärkein kysymys: onko mahdollista ehdottaa todellisia kokeita keinotekoisten ala-avaruusmatoreikien luomiseksi, jotka johtavat muiden ulottuvuuksien avaruuteen?
Onko LHC tuomiopäivän kone vai mikrokollasaarigeneraattori?
Laskelmat osoittavat, että mikroskooppisia mustia reikiä saattaa esiintyä hyvin hiukkaskiihdyttimissä, kuten CERN: ssä käynnistetyssä, tunnetussa suuressa hadronikoppistossa (LHC) tehdyissä kokeissa.
LHC: n toimintaperiaate on teoreettisesti melko yksinkertainen: kuvittele putki, jossa kaksi jättiläistä tykkiä ampuvat toisiaan kohti erityisillä ammuksilla - atomien muodostavat alkuainehiukkaset. Kun nämä mikroskooppiset ammukset kohtaavat, ne leviävät kuin ilotulitus kaikenlaisista palasista, joista voi olla mikroskooppisia mustia reikiä.
Jos LHC-fyysikot löytävät nämä mikroobjektit, tieteellinen tunne ylittää selvästi "jumalapartikkelin" - Higgsin bosonin - äskettäisen löytön.
Jotkut tutkijat uskovat, että mikroläpiviennit ovat erittäin vaarallisia esineitä, jotka voivat johtaa planeetan katastrofiin. LHC: n käynnistämiseen liittyi mielenosoituksia, ja ryhmä fyysikkoja jopa haastoi CERN: n organisaationa, joka vaarantaa ihmiskunnan kuolemanvaarassa.
Lopulta intohimot heikkenivät jonkin verran, koska fyysikot ovat selvästi osoittaneet, että kosmisten hiukkasten lumivyöryt putoavat joka hetki maan pinnalle, ylittäen paljon energiassa LHC: n törmäystuotteet. Siitä huolimatta erittäin korkeaenergiset kosmiset säteet eivät aiheuta vaaraa eivätkä muodosta mikroskooppisia mustia reikiä.
Toisaalta, tietokonemallit osoittavat, että jos maapalloa käyisi miniaukko, se putoaa heti planeettamme keskustaan ja alkaa pyöriä sen ympärillä absorboimalla magmaa. Mutta riippumatta siitä, kuinka pahaenteinen tämä prosessi voi näyttää, kestää useita miljardeja vuosia, ennen kuin se jollain tavalla ilmenee pinnallaan. Joten on täysin mahdollista, että olemme asuneet mustan aukon kanssa jalkojemme alla jo pitkään …
Universumin tulevaisuus ja elämä mustassa aukossa
Ei tiedetä, esiintyykö ihmiskunta miljardeissa vuosissa, mutta optimaalisessa versiossa kaukaisen tulevaisuuden tähtitieteilijät voivat havaita täysin erilaisen Metagalaxy - näkyvän maailmankaikkeuden. Suurin osa tähdistä palaa, ja auringonmuotoiset valaisimet muuttuvat superdense kääpiöiksi. Samaan aikaan massiivisemmista tähtiä tulee mustiksi reikiksi, jotka ovat vielä pienempiä ja joilla on niin voimakas painovoimakenttä, että edes valo ei pysty sitä voittamaan.
Nämä jäännökset pyörivät kuitenkin edelleen galaktisen keskuksen ympärillä noin 100 miljoonan vuoden ajan. Jäännösten väliset törmäykset heittävät osan niistä galaksista. Loput asettuvat kiertoratalle lähemmäksi keskustaa ja lopulta kokoontuvat yhteen muodostaen jättiläisen mustan aukon galaksin keskelle, joka yhtenä päivänä nielee kaiken asian.
Mikä se on - elämän loppu ja syy maailmankaikkeudessa?
Älkäämme kiirehtikö, koska jotkut nykyaikaiset teoriat ennustavat, että jopa mustien reikien kauheissa syvyyksissä voi esiintyä kokonaisia planeettoja, jotka pyörivät rajattomasti keskipisteen ympäri. Alustavien laskelmien mukaan tällaiset planeetat voivat jopa valaista kirkkaasti, koska fotonit ovat jääneet ulkopuolelta reikän ansaan ja pyörivät yhdessä muiden vakaiden kiertoratojen kanssa.
Ainoa viimeinen kysymys on vielä ratkaisematta: voiko mustan aukon planeetoilla olla elämää? Joidenkin teoreetikkojen mukaan tämä on mahdollista. Lisäksi pakenemassaan kosmisista katastrofeista tulevaisuuden korkeasti kehittynyt sivilisaatiomme voi löytää todellisen turvapaikan Linnunradan ytimen miehittävän supermassiivisen mustan aukon syvyyksissä.
Tietenkin mustien reikien kolonisaattorien on ratkaistava joukko grandiooseja tehtäviä, kuten torjutaan valtavia vuorovesivoimia ja suojattava voimakkaimmalta säteilyvirtaukselta. Järjen evoluution kannalta sivilisaatiolla, joka on onnistunut tunkeutumaan mustaan aukkoon, on kuitenkin todella upea tekniikka, joka voi ratkaista fantastisimmat ongelmat.
Ehkä muutaman vuosituhannen sisällä ihmisen sivilisaatio voi täysin vapaasti avata portaaleja muille maailmoille. Tällöin voi esiintyä erilaisia vaihtoehtoja: matoreikiä galaksiamme etäisten osien välillä, maailmanlaajuisesti äärimmäisen reunan galaksien väliset alaavaruustunnelit, sillat menneisyyden ja tulevaisuuden välillä, matoreikiä muihin maailmoihin.
Silloin tulevaisuuden ihmiskunta ei pelkää mitään kosmisia katastrofeja, ja se voi matkustaa vapaasti eri universumien läpi valitsemalla suotuisan elinympäristön. Lisäksi ymmärtäessään kuinka universumit syntyvät ja miksi niiden ominaisuudet ovat erilaisia, supersivilisaatio voi alkaa etsiä valmiita yksilöitä mustien reikien kautta ja luoda uusia maailmoja, jotka ovat sopeutuneempia elämää varten ja jotka eivät ole alttiita kaikenlaisille kataklysmille.
Joten mitä mustat aukot piiloutuvat itsessään? Polku muihin maailmoihin, rajaton tulevaisuuden energia, maailmankaikkeuden viimeinen hengitys tai muiden maailmojen sivilisaatio?
On mahdollista, että nykyinen opiskelijoiden ja koululaisten sukupolvi tietää vastaukset joihinkin näistä kysymyksistä. Voimme vain odottaa sitä jännittävää hetkeä, jolloin tähtitieteilijät voivat vihdoin aloittaa tutkimuksen suoraan "ehdokkaista painovoimavalaisimiin".
Oleg FAYG