Črne luknje so najbolj skrivnostni predmet v vsej znanosti. Vsa vprašanja, povezana z njimi, so vprašanja, ki vplivajo na vesolje kot celoto. Določiti črne luknje ni enostavno. Po mnenju fizikov je ta pojav neke vrste gravitacijski produkt, ki je dosegel kolosalne velikosti. Kot rezultat, so območja v prostoru tako gosta, da celo svetloba ne more premagati njihove gravitacijske privlačnosti. Snov, ki jo absorbira črna luknja, se segreva in, ki se zaletava v "brezno", začne oddajati zelo veliko energije. To sevanje vključuje tudi rentgenske žarke, ki jih lahko teleskopi zaznajo v obzemni orbiti.
Znano je, da črne luknje "pogoltnejo" ne le bližnje fizične predmete, temveč tudi svetlobo. Zaradi tega so nevidni; prisotnost takih pojavov v vesolju je mogoče zaznati le na podlagi posrednih znakov.
Črne luknje se pojavijo po smrti velikih zvezd (opazimo jih predvsem v oddaljenih kvazarjih, v eksplodirajočih jedrih galaksij). Črne luknje imajo številne popolnoma fantastične lastnosti: lastnosti prostora se v njih spreminjajo, čas upočasni. Ti dve temeljni sestavini našega bivanja v edinstveni coni sta zviti v lijak; teoretiki verjamejo, da prostor in čas v globinah razpadata v kvant.
Pravzaprav imamo opravka z gravitacijsko pastjo, iz katere ni izhoda. Poleg tega v tem breznu preprosto ni … opazovane površine. Če imajo nevtronske zvezde močna magnetna polja in strogo periodične pulzacije rentgenskih žarkov, potem so za črne luknje značilna nepreštevna nihanja sevanja. Mimogrede, še ena značilnost: ta pojav je edinstven po količini energije, ki se nabira v njem. V vesolju ni predmetov, ki bi jih vsebovali več kot črne luknje. Pravzaprav imamo pred seboj neizčrpen vir!
Črna luknja se je prvotno pojavila na papirju, ko so se v 18. stoletju znanstveniki - Mitchell in Laplace - obrnili na "napoved", ki jo vsebuje newtonska teorija. Kasneje smo videli matematično rešitev tega problema. Pierre Laplace je v začetku 19. stoletja prvič spregovoril o teoretični možnosti obstoja črnih lukenj. Lev Landau in Jevgenij Lifšits sta v slovitem "Tečaju teoretične fizike" to uganko vesolja poimenovala najlepšo od vseh obstoječih teorij, Max Born pa jo je občudoval "kot umetniško stvaritev."
Ta predmet sproža takšen odnos praktično celotne znanstvene skupnosti. Toda očitno se je najbolj poetično izrazil ameriški fizik K. Thorne: "Od vseh izumov človeškega uma, od enorogov in himere do vodikove bombe, je najbolj fantastična podoba črne luknje, katere meja ne more ničesar preiti, celo svetloba jo zavleče tunglehold."
V našem času so znanstveniki s pomočjo orbitiranih teleskopov za opazovanje ugotovili zanimiva dejstva. Kot se je izkazalo, so črne luknje razdeljene na dve vrsti. Prvi od njih vključuje masivne predmete, katerih dimenzije so po vrstnem redu treh mas naše zvezde. Drugi je tako imenovani supermasivni (ki sega od milijona do milijarde sončnih mas). Zdaj so strokovnjaki določili lokacijo približno 20 masivnih in približno 200 supermasivnih črnih lukenj. Poleg tega je bilo opredeljenih še približno 220 krajev, v katerih se ti objekti lahko nahajajo.
"Glavna skrivnost vesolja" raziskovalcem nikoli ne preneha z informacijami za razmišljanje. Tako se v zvezi z odkrivanjem majhnih, a supermasivnih črnih lukenj poraja veliko vprašanj. Na primer, predmet, ki se nahaja v središču galaksije NGC 4395 v ozvezdju Canine Hounds, je radoveden, ker v nasprotju z matematičnimi izračuni oddaja rentgenske žarke presenetljivo intenzivno. Ta črna luknja je tako močna kot njeni posebej veliki "sorodniki" v središčih drugih galaksij. Toda ta "nevidnost" je težja od Sonca "le" 50.000-krat, medtem ko so navadne supermasivne črne luknje praviloma milijone in milijarde krat bolj množične od naše zvezde.
Promocijski video:
Prisotnost majhnih, a še posebej močnih "skrivnosti vesolja" lahko razloži lastnosti ene od vrst aktivnih galaksij. Verjame se, da so v njihovem središču "nevidni"; take galaksije so manj svetle od kvazarjev, vendar oddajajo velike količine rentgenskih žarkov.
Supermasivne črne luknje v vesolje oddajajo veliko več energije kot vse zvezde skupaj. Poleg tega so bili mnogi od teh predmetov verjetno oblikovani relativno nedavno; raziskovalci verjamejo, da je vsaj 15 odstotkov vseh supermasivnih črnih lukenj nastalo, ko je bilo vesolje pol manj.
Trenutno "nevidni" prav tako še naprej rastejo. V zadnjih dveh ali treh letih je postalo jasno, da se Vesolje ne samo širi, ampak to počne tudi s precej spodobnim pospeškom. Zagotavljajo ga ogromne nevidne mase snovi. Skrivnostne "prazne lise" vesolja proizvajajo 30 odstotkov energije, zaradi katere poteka širjenje. Toda od kod prihaja še 70 odstotkov, še vedno ni znano (znanstveniki ta del imenujejo "temna energija vesolja").
Množice skrivnostnih predmetov, ki nastanejo zaradi padca plinskih oblakov, so od milijonov do milijardkrat večje od zvezd. Dimenzije takšnih "otokov teme" so primerljive z velikostjo našega osončja. Še več, po mnenju astronomov so supermasivne črne luknje v središču večine galaksij. Tudi naši z vami niso izjema od splošnega pravila. Poleg tega so nedavna opažanja supermasivnih "nevidnih snovi", ki krožijo med seboj v središču NGC 6240 (v ozvezdju Ophiuchus), pokazala, da se v primeru združitve galaksij tudi njihove črne luknje združijo. Ta postopek traja nekaj sto milijard let.
Pravzaprav so črne luknje neraziskani elementi našega Vesolja, nekakšne "bele lise". Toda kljub temu sodobna fizika dejansko zahteva, da ta pojav obstaja. In v zadostni količini. In dejansko je presenetljivo veliko takšnih aktivnih galaktičnih virov. V območju rentgenskih žarkov vidimo 10-krat več galaksij kot v najbolj podrobnih optičnih raziskavah!
Izkazalo se je, da je ta pojav v vesolju precej pogost. Zato se je v zadnjem desetletju pojavila nova obetavna znanstvena smer - demografija črnih lukenj. Proučuje porazdelitev teh skrivnostnih predmetov v prostoru in njihovo interakcijo z drugimi materialnimi predmeti.
Stephen Hawking - človek, ki ga imenujejo "najbolj skrivnostni znanstvenik našega časa", posebno pozornost posveča preučevanju črnih lukenj. Mimogrede, on je vodja oddelka v Cambridgeu, ki ga je nekoč zasedel Isaac Newton. Tu je treba omeniti, da je ta sijajni britanski fizik, ki ima 12 znanstvenih stopenj, dobitnik Nobelove nagrade (1998) in Reda časti, član Kraljevega znanstvenega društva Velike Britanije in ameriške Nacionalne akademije znanosti, skoraj četrt stoletja trpel za redko obliko atrofične skleroze, pohabljeno. Hawking se giblje le po zaslugi invalidskega vozička z elektromotorjem, na univerzi predava z elektronskim sintetizatorjem glasu (njegov lasten zabrisan govor razumejo le tesni profesorji - njegova žena in trije otroci). Stik znanstvenika z zunanjim okoljem zagotavlja edinstven računalnik oz.ki ga ta edinstveni moški nadzoruje z edinim aktivnim prstom leve roke …
Na podlagi let dela je Hawking ugotovil, da je kvantno izhlapevanje črnih lukenj neizogibno. To pomeni, da ti predmeti umrejo. Zanimiv poskus korelacije velikosti in mase neverjetnih "belih lis" vesolja. Zlasti izračuni britanskega znanstvenika so pokazali: črna luknja, ki tehta milijardo ton (masa gore), bi imela … velikost nevtrona ali protona. Mimogrede, profesor je prepričan, da čas nastanka skrivnostne "nevidnosti" presega življenjsko dobo samega Vesolja! Res je, kvantna teorija črnih lukenj še ne obstaja, kar pomeni, da procesi, na katere je opozoril Stephen Hawking, trenutno niso popolnoma razumljeni.
Tesno pozornost znanstvenikov problemu obstoja "nevidnega" pojasnjujejo zelo dobri razlogi. Relativno pred kratkim je ameriški teleskop Hubble zabeležil zanimivo, a ne preveč prijetno dejstvo: črna luknja GROJ 1655-40 iz ozvezdja Škorpijon gre naravnost proti našemu Soncu. Neznana pošast je seveda daleč od nas - na razdalji 6000 svetlobnih let. Vendar obstaja razlog za zaskrbljenost. Hitrost tega predmeta vzbuja spoštovanje: znaša 40.000 kilometrov na uro! Črna luknja med svojim gibanjem "poje" zvezde. Očitno se bo isto zgodilo v daleč od svetle prihodnosti in z lastnim Soncem. In medtem ko znanstveniki poskušajo ugotoviti, kaj je ta napad.
Stephen Hawking je poleti 2004 sporočil, da je popolnoma razkril skrivnost črnih lukenj - glavno skrivnost vesolja. Za to je astrofizik združil teorijo relativnosti in kvantno mehaniko v eno samo teorijo. Hawking trdi, da črne luknje nikakor niso ogromne "množične grobnice" zvezd, nekakšna "vsežirajoča" snov. Že v 70. letih prejšnjega stoletja je znanstvenik dokazal, da je izmenjava energije med določenim objektom in zunanjim prostorom povsem mogoča. Črne luknje - "kraj, kjer je uničen klasični koncept prostora in časa, kot tudi vsi znani zakoni fizike" - ni konec vesolja. Izlivajo žarke žarkov in so navadni razvijajoči se predmeti.
Vendar je to odkritje povzročilo paradoks: britanski profesor je zagotovil, da energija, ki prihaja iz črne luknje, ne vsebuje nobenih "informacij" o absorbirani snovi. Potem po izhlapevanju "nevidnosti" od njega ne ostane niti sledu, zato ne ostanejo nobeni podatki. In to je v nasprotju z vsemi zakoni kvantne mehanike. Stephen Hawking se že 30 let trudi razrešiti ta paradoks.
Zdaj profesor meni, da skrivnostne "prazne točke" še vedno omogočajo, da se pojavijo informacije; potem padec v črno luknjo "ni enosmerna vozovnica." Po Hawkingovi teoriji "nevidni" nimajo jasno opredeljenega obzorja dogodkov, ki vse v njih skriva od zunanjega sveta in ne uničujejo padajočih teles popolnoma in brez sledu. Namesto tega žrtve gravitacijske pasti še naprej oddajajo energijo dalj časa, medtem ko se "črna luknja šele oblikuje." "Toda kasneje se obzorje odpre in sprosti informacije o tem, kaj je padlo navznoter, da bomo lahko preverili preteklost in napovedovali prihodnost," zagotavlja znanstvenik. Res je, njegova naslednja izjava je takoj razočarala ljubitelje znanstvene fantastike: "Če padeš v črno luknjo, se bo tvoja množična energija vrnila v naše vesolje,vendar v razbeljeni obliki."
Mimogrede, skrivnostni "nevidni", kot se je izkazalo, so sposobni "peti"! Se pravi, da iz njih izvirajo zvočni valovi. Na primer, podoben objekt iz ozvezdja Perzej (približno 250 milijonov svetlobnih let od Zemlje) nenehno "raztrga" noto, ki ustreza B-ploskvi, in 57 oktav pod prvo oktavo. Kaj je to? Dokazi o postopku, s katerim se segreje prašni oblak, ki obdaja črno luknjo? Očitno je tako. A vseeno domišljija naslika sliko, ki je zelo oddaljena od znanosti: po poslušanju še enega dela predpostavk in ugibanj o lastni osebi, se grandiozni "nevidni" še naprej ironično smeji znanstvenikom, pri čemer je sam sebi zapel preprosto pesem časa …
V. Syadro T. Iovleva O. Ochkurova