Găurile negre sunt cel mai misterios obiect din toată știința. Orice întrebări legate de ele sunt întrebări care afectează universul în ansamblu. Definirea găurilor negre nu este ușor. Potrivit fizicienilor, acest fenomen este un fel de produs al gravitației, care a atins magnitudini colosale. Drept urmare, zonele apar în spațiu atât de dens încât nici lumina nu este capabilă să depășească atracția lor gravitațională. Substanța absorbită de gaura neagră se încălzește și, cufundându-se în „prăpastie”, începe să emită energie foarte mare. Această radiație include, de asemenea, razele X, care pot fi detectate de telescoape în orbita aproape de pământ.
Se știe că găurile negre „înghit” nu numai obiectele fizice din apropiere, ci și lumina. Din acest motiv, sunt invizibile; este posibil să se detecteze prezența unor astfel de fenomene în spațiu numai pe baza semnelor indirecte.
Gurile negre apar după moartea stelelor mari (ele sunt observate mai ales în quasarele îndepărtate, în nucleele explozive ale galaxiilor). Găurile negre au o serie de proprietăți absolut fantastice: proprietățile spațiului se schimbă în interiorul lor, timpul încetinește. Aceste două componente fundamentale ale ființei noastre într-o zonă unică sunt răsucite într-o pâlnie; teoreticienii cred că în adâncimile sale spațiul și timpul se descompun în quanta.
De fapt, avem de-a face cu o capcană gravitațională, din care nu există nicio ieșire. Mai mult, acestui abis îi lipsește pur și simplu … suprafața observată. Dacă stelele neutronice au câmpuri magnetice puternice și impulsuri strict periodice ale razelor X, atunci găurile negre sunt caracterizate de fluctuații necalculabile ale radiațiilor. Apropo, încă o caracteristică: acest fenomen este unic în cantitatea de energie acumulată în el. Nu există obiecte în univers care să conțină mai mult decât găuri negre. De fapt, avem în fața noastră o sursă inepuizabilă!
Gaura neagră a apărut inițial pe hârtie când, în secolul al 18-lea, oamenii de știință - Mitchell și Laplace - au atras atenția asupra „prezicerii” conținute în teoria newtoniană. O soluție matematică la această problemă a fost văzută mai târziu. La începutul secolului al XIX-lea, Pierre Laplace a vorbit pentru prima dată despre posibilitatea teoretică a existenței găurilor negre. În celebrul „Curs de fizică teoretică”, Lev Landau și Yevgeny Lifshits au numit această ghicitoare a Universului cea mai frumoasă dintre toate teoriile existente, iar Max Born a admirat-o „ca o creație de artă”.
Acest obiect evocă acest tip de atitudine în rândul practic întregii comunități științifice. Dar, se pare, fizicianul american K. Thorne s-a exprimat cel mai poetic: „Dintre toate invențiile minții umane, de la unicornuri și himere la bomba cu hidrogen, cea mai fantastică este imaginea unei găuri negre, a cărei graniță nu poate trece, și chiar lumina este întârziată de ea strălucire."
În timpul nostru, folosind telescoape orbitante pentru observație, oamenii de știință au stabilit fapte interesante. După cum s-a dovedit, găurile negre sunt împărțite în două tipuri. Primul dintre ele include obiecte masive, ale căror dimensiuni sunt de ordinul a trei mase ale stelei noastre. Al doilea este așa-numitul supermasiv (variind de la un milion la un miliard de mase solare). Acum specialiștii au fixat locația a aproximativ 20 de găuri negre super-masive. În plus, au fost identificate aproximativ 220 de locuri în care pot fi localizate aceste obiecte.
„Principalul mister al Universului” nu încetează niciodată să ofere cercetătorilor informații despre gândire. Așadar, multe întrebări apar în legătură cu descoperirea unor găuri negre, dar supermasive. De exemplu, obiectul situat în centrul galaxiei NGC 4395 din constelația Canins Hounds este curios, deoarece, contrar calculelor matematice, emite raze X surprinzător de intens. Această gaură neagră este la fel de puternică ca și „rudele” sale deosebit de mari din centrele altor galaxii. Dar această „invizibilitate” este mai grea decât Soarele „doar” de 50.000 de ori, în timp ce găurile negre supermasive obișnuite, de regulă, sunt de milioane și miliarde de ori mai masive decât steaua noastră.
Video promotional:
Prezența unor „mistere ale Universului” de dimensiuni mici, dar mai ales puternice, poate explica proprietățile unuia dintre tipurile de galaxii active. Se crede că în centrul lor există „invizibili”; astfel de galaxii sunt mai puțin luminoase decât cvasarii, dar emit cantități mari de raze X.
Găurile negre supermasive radiază mult mai multă energie în univers decât toate stelele combinate. Mai mult, se presupune că multe dintre aceste obiecte au fost formate relativ recent; cercetătorii cred că cel puțin 15 la sută din toate găurile negre supermasive au avut originea când universul avea jumătate din vârstă.
În acest moment, „invizibilul” continuă să crească. În ultimii doi sau trei ani, a devenit clar că Universul nu numai că se extinde, dar îl face și cu o accelerație destul de decentă. Este asigurat de uriașe mase invizibile de materie. Misteriosele „pete goale” ale universului produc 30% din energie datorită căreia are loc expansiunea. Dar de unde provin încă 70 la sută nu este încă cunoscut (oamenii de știință numesc această parte „energia întunecată a Universului”).
Masele obiectelor misterioase care se formează ca urmare a prăbușirii norilor de gaz sunt de la milioane la miliarde de ori masa stelelor. Dimensiunile unor astfel de „insule ale întunericului” sunt comparabile cu dimensiunile sistemului nostru solar. Mai mult, potrivit astronomilor, găurile negre supermasive sunt conținute în centrul majorității galaxiilor. Al nostru cu dvs. nu este, de asemenea, excepție de la regula generală. Mai mult, observații recente ale „invizibilităților” supermasive orbitând reciproc în centrul NGC 6240 (în constelația Ophiuchus) sugerează că, în cazul fuziunii galaxiilor, găurile lor negre se îmbină și ele. Acest proces durează câteva sute de miliarde de ani pentru a fi finalizat.
De fapt, găurile negre sunt elemente neexplorate ale Universului nostru, un fel de „pete albe”. Cu toate acestea, fizica modernă necesită de fapt să existe acest fenomen. Și în cantitate suficientă. Și de fapt sunt surprinzător de multe astfel de surse galactice active. În raza X, vedem de 10 ori mai multe galaxii decât în cele mai detaliate sondaje optice!
Deci, s-a dovedit că acest fenomen este destul de comun în Univers. Prin urmare, în ultimul deceniu, a apărut o nouă direcție științifică promițătoare - demografia găurilor negre. Studiază distribuția acestor obiecte misterioase în spațiu și interacțiunea lor cu alte obiecte materiale.
Stephen Hawking - un om care este numit „cel mai misterios om de știință al timpului nostru”, acordă o atenție deosebită studiului găurilor negre. Apropo, este șeful departamentului din Cambridge, care a fost cândva ocupat de Isaac Newton. Trebuie menționat aici faptul că acest strălucit fizician britanic, care are 12 diplome științifice, câștigător al Premiului Nobel (1998) și al Ordinului de onoare, membru al Royal Scientific Society of Great Britain și al Academiei Naționale de Științe a Statelor Unite, suferă de o formă rară de scleroză atrofică de aproape un sfert de secol, ceea ce l-a transformat în infirm. Hawking se mișcă numai datorită unui scaun cu rotile cu un motor electric, prelege la universitate folosind un sintetizator electronic de voce (propriul discurs al său este înțeles doar de profesori apropiați - soția sa și cei trei copii). Contactul savantului cu mediul extern este asigurat de un computer unic,pe care acest om unic îl controlează cu singurul deget activ al mâinii stângi …
Pe baza anilor de muncă, Hawking a ajuns la concluzia că evaporarea cuantă a găurilor negre este inevitabilă. Aceasta înseamnă că aceste obiecte mor. O încercare interesantă de a corela dimensiunea și masa uimitoarelor „pete albe” ale universului. În special, calculele savantului britanic au arătat: o gaură neagră care cântărea un miliard de tone (masa unui munte) ar avea … mărimea unui neutron sau a unui proton. Apropo, profesorul este convins că timpul formării misterioasei „invizibilități” depășește durata de viață a Universului însuși! Adevărat, teoria cuantică a găurilor negre nu există încă, ceea ce înseamnă că procesele subliniate de Stephen Hawking în prezent nu sunt pe deplin înțelese.
Atenția atentă a oamenilor de știință asupra problemei existenței „invizibilului” se explică prin motive foarte bune. Relativ recent, telescopul american Hubble a înregistrat un fapt interesant, dar nu prea plăcut: gaura neagră GROJ 1655-40 din constelația Scorpion se îndreaptă direct spre Soarele nostru. Monstrul necunoscut este, desigur, departe de noi - la o distanță de 6.000 de ani-lumină. Cu toate acestea, există motive de îngrijorare. Viteza acestui obiect inspiră respect: este de 40.000 de kilometri pe oră! În cursul mișcării sale, gaura neagră „mănâncă” stelele. Aparent, același lucru se va întâmpla într-un viitor îndepărtat și cu propriul nostru Soare. Și în timp ce oamenii de știință încearcă să-și dea seama care este acest atac.
Stephen Hawking, în vara lui 2004, a anunțat că a dezvăluit complet secretul găurilor negre - principalul mister al spațiului. Pentru aceasta, astrofizicianul a combinat teoria relativității și mecanica cuantică într-o singură teorie. Hawking susține că găurile negre nu sunt în niciun caz „morminte în masă” de stele, un fel de substanță „consumatoare”. În anii '70, savantul a dovedit că schimbul de energie între un obiect dat și spațiul extern este destul de posibil. Găurile negre - „locul în care este distrus conceptul clasic de spațiu și timp, precum și toate legile cunoscute ale fizicii” - nu este sfârșitul universului. Ejectează fluxurile de raze și sunt obiecte obișnuite în evoluție.
Totuși, această descoperire a provocat un paradox: profesorul britanic s-a asigurat că energia provenită din gaura neagră nu conține nicio „informație” despre materia absorbită. Apoi, după evaporarea „invizibilității”, nu rămâne nici o urmă a acesteia, prin urmare, nu rămâne nicio informație. Și acest lucru este contrar tuturor legilor mecanicii cuantice. Stephen Hawking încearcă să rezolve acest paradox de 30 de ani.
Acum, profesorul crede că misterioasele „pete goale” permit totuși să iasă informații; atunci căderea într-o gaură neagră nu este „un bilet unic”. Conform teoriei lui Hawking, „invizibilii” nu au un orizont clar definit de evenimente care ascunde totul în ele de lumea exterioară și nu distrug corpurile care cădeau complet și fără urmă. În schimb, victimele capcanei gravitaționale continuă să emită energie pentru perioade îndelungate de timp, în timp ce „gaura neagră tocmai se formează”. „Dar mai târziu, orizontul se deschide și eliberează informații despre ceea ce a căzut în interior, astfel încât să putem verifica trecutul și să putem prezice viitorul”, asigură omul de știință. Adevărat, următoarea sa declarație i-a dezamăgit imediat pe fanii științei de ficțiune: „Dacă veți cădea într-o gaură neagră, energia dvs. de masă va fi returnată în universul nostru,dar într-o formă desfigurată.
Apropo, misteriosul „invizibil”, așa cum s-a dovedit, sunt capabili să „cânte”! Adică undele sonore emană din ele. De exemplu, un obiect similar din constelația Perseus (la aproximativ 250 de milioane de ani lumină de pe Pământ) „curăță” în mod constant nota corespunzătoare planului B și 57 de octave sub prima octavă. Ce este? Dovadă a procesului prin care norul de praf din jurul găurii negre este încălzit? Asa se pare. Dar totuși, imaginația pictează o imagine care este foarte departe de știință: după ce a ascultat un alt lot de presupuneri și ghiciri despre propria sa persoană, grandiosul „invizibil” continuă să râdă ironic de oamenii de știință, cântând pentru sine o simplă melodie a timpului …
V. Syadro T. Iovleva O. Ochkurova
