Πρόσφατα, η επιστήμη έγινε με βεβαιότητα γνωστή τι είναι μια μαύρη τρύπα. Αλλά μόλις οι επιστήμονες κατάλαβαν αυτό το φαινόμενο του Σύμπαντος, ένα νέο, πολύ πιο περίπλοκο και συγκεχυμένο έπεσε πάνω τους: μια υπερμεγέθη μαύρη τρύπα, την οποία δεν μπορείτε καν να ονομάσετε μαύρη, αλλά μάλλον εκτυφλωτικά λευκή. Γιατί; Επειδή όμως ήταν ακριβώς ένας τέτοιος ορισμός που δόθηκε στο κέντρο κάθε γαλαξία, που λάμπει και λάμπει. Αλλά μόλις φτάσεις εκεί, και εκτός από τη μαυρίλα, δεν μένει τίποτα. Τι είδους παζλ είναι αυτό;
Υπόμνημα για τις μαύρες τρύπες
Είναι γνωστό με βεβαιότητα ότι μια απλή μαύρη τρύπα είναι ένα αστέρι που λάμπει κάποτε. Σε ένα ορισμένο στάδιο της ύπαρξής του, οι βαρυτικές του δυνάμεις άρχισαν να αυξάνονται υπερβολικά, ενώ η ακτίνα παρέμενε ίδια. Εάν νωρίτερα το αστέρι "έσκασε" και μεγάλωσε, τώρα οι δυνάμεις που συγκεντρώθηκαν στον πυρήνα του άρχισαν να προσελκύουν όλα τα άλλα συστατικά προς τον εαυτό του. Οι άκρες του «καταρρέουν» στο κέντρο, σχηματίζοντας μια απίστευτη κατάρρευση, που γίνεται μαύρη τρύπα. Τέτοια «πρώην αστέρια» δεν λάμπουν πλέον, αλλά είναι απολύτως αόρατα από έξω.αντικείμενα του σύμπαντος. Είναι όμως πολύ αισθητά, καθώς απορροφούν κυριολεκτικά ό,τι πέφτει στη βαρυτική τους ακτίνα. Δεν είναι γνωστό τι βρίσκεται πέρα από έναν τέτοιο ορίζοντα γεγονότων. Με βάση τα γεγονότα, οποιοδήποτε σώμα με τόσο τεράστια βαρύτητα θα συνθλίψει κυριολεκτικά. Πρόσφατα, ωστόσο, όχι μόνο συγγραφείς επιστημονικής φαντασίας, αλλά και επιστήμονες έχουν την άποψη ότι αυτές θα μπορούσαν να είναι κάποιου είδους διαστημικές σήραγγες για ταξίδια μεγάλων αποστάσεων.
Τι είναι ένα κβάζαρ
Παρόμοιες ιδιότητες έχουν μια υπερμεγέθη μαύρη τρύπα, με άλλα λόγια, ένα κβάζαρ. Αυτός είναι ο πυρήνας του γαλαξία, ο οποίος έχει ένα υπερισχυρό βαρυτικό πεδίο που υπάρχει λόγω της μάζας του (εκατομμύρια ή δισεκατομμύρια ηλιακές μάζες). Η αρχή του σχηματισμού υπερμεγέθων μαύρων τρυπών δεν έχει ακόμη καθιερωθεί. Σύμφωνα με μια εκδοχή, η αιτία μιας τέτοιας κατάρρευσης είναι τα πολύ συμπιεσμένα σύννεφα αερίου, το αέριο στο οποίο εκκενώνεται εξαιρετικά και η θερμοκρασία είναι απίστευτα υψηλή. Η δεύτερη εκδοχή είναι η αύξηση των μαζών των διαφόρων μικρών μαύρων τρυπών, αστεριών και νεφών σε ένα ενιαίο βαρυτικό κέντρο.
Ο γαλαξίας μας
Η υπερμεγέθης μαύρη τρύπα στο κέντρο του Γαλαξία δεν είναι από τις πιο ισχυρές. Το γεγονός είναι ότι ο ίδιος ο γαλαξίας έχει μια σπειροειδή δομή, η οποία, με τη σειρά του, αναγκάζει όλους τους συμμετέχοντες να βρίσκονται σε συνεχή και αρκετά γρήγορη κίνηση. Έτσι, οι βαρυτικές δυνάμεις, οι οποίες θα μπορούσαν να συγκεντρωθούν αποκλειστικά στο κβάζαρ, φαίνεται να διαχέονται και να αυξάνονται ομοιόμορφα από την άκρη προς τον πυρήνα. Είναι εύκολο να μαντέψει κανείς ότι τα πράγματα είναι ελλειπτικά ή, ας πούμε, ακανόνισταοι γαλαξίες είναι το αντίθετο. Στα "προάστια" ο χώρος είναι εξαιρετικά σπάνιος, οι πλανήτες και τα αστέρια ουσιαστικά δεν κινούνται. Αλλά στο ίδιο το κβάζαρ, η ζωή αφθονεί κυριολεκτικά.
Παράμετροι του Κβάζαρ του Γαλαξία
Χρησιμοποιώντας ραδιοσυμβολομετρία, οι ερευνητές μπόρεσαν να υπολογίσουν τη μάζα μιας υπερμεγέθους μαύρης τρύπας, την ακτίνα και τη βαρυτική της δύναμη. Όπως σημειώθηκε παραπάνω, το κβάζαρ μας είναι αμυδρό, είναι δύσκολο να το ονομάσουμε εξαιρετικά ισχυρό, αλλά ακόμη και οι ίδιοι οι αστρονόμοι δεν περίμεναν ότι τα αληθινά αποτελέσματα θα ήταν έτσι. Έτσι, ο Τοξότης Α (αυτό είναι το όνομα του πυρήνα) ισοδυναμεί με τέσσερα εκατομμύρια ηλιακές μάζες. Επιπλέον, σύμφωνα με προφανή δεδομένα, αυτή η μαύρη τρύπα δεν απορροφά καν την ύλη και τα αντικείμενα που βρίσκονται στο περιβάλλον της δεν θερμαίνονται. Παρατηρήθηκε επίσης ένα ενδιαφέρον γεγονός: το κβάζαρ είναι κυριολεκτικά θαμμένο σε νέφη αερίου, η ύλη των οποίων είναι εξαιρετικά σπάνια. Ίσως, η εξέλιξη της υπερμεγέθους μαύρης τρύπας του γαλαξία μας μόλις αρχίζει τώρα και σε δισεκατομμύρια χρόνια θα γίνει ένας πραγματικός γίγαντας που θα προσελκύει όχι μόνο πλανητικά συστήματα, αλλά και άλλα, μικρότερα αστρικά σμήνη.
Όσο μικρή κι αν είναι η μάζα του κβάζαρ μας, οι περισσότεροι επιστήμονες χτυπήθηκαν από την ακτίνα του. Θεωρητικά, μια τέτοια απόσταση μπορεί να ξεπεραστεί σε λίγα χρόνια σε ένα από τα σύγχρονα διαστημόπλοια. Οι διαστάσεις μιας υπερμεγέθους μαύρης τρύπας υπερβαίνουν ελαφρώς τη μέση απόσταση από τη Γη στον Ήλιο, δηλαδή είναι 1,2 αστρονομικέςμονάδες. Η ακτίνα βαρύτητας αυτού του κβάζαρ είναι 10 φορές μικρότερη από την κύρια διάμετρο. Με τέτοιους δείκτες, φυσικά, η ύλη απλά δεν μπορεί να συγκεντρωθεί μέχρι να διασχίσει απευθείας τον ορίζοντα γεγονότων.
Παράδοξα γεγονότα
Ο Γαλαξίας του Γαλαξία ανήκει στην κατηγορία των νέων και νέων αστρικών σμηνών. Αυτό αποδεικνύεται όχι μόνο από την ηλικία, τις παραμέτρους και τη θέση του στον χάρτη του διαστήματος που είναι γνωστός στον άνθρωπο, αλλά και από τη δύναμη που διαθέτει η υπερμεγέθης μαύρη τρύπα του. Ωστόσο, όπως αποδείχθηκε, όχι μόνο τα νεαρά διαστημικά αντικείμενα μπορούν να έχουν «γελοίες» παραμέτρους. Πολλά κβάζαρ, που έχουν απίστευτη δύναμη και βαρύτητα, εκπλήσσουν με τις ιδιότητές τους:
- Ο συνηθισμένος αέρας είναι συχνά πιο πυκνός από τις υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες.
- Μπαίνοντας στον ορίζοντα γεγονότων, το σώμα δεν θα βιώσει παλιρροϊκές δυνάμεις. Το γεγονός είναι ότι το κέντρο της ιδιαιτερότητας είναι αρκετά βαθύ και για να το φτάσετε, θα πρέπει να διανύσετε πολύ δρόμο, χωρίς καν να υποψιάζεστε ότι δεν θα υπάρχει δρόμος επιστροφής.
Γίγαντες του Σύμπαντος μας
Ένα από τα πιο ογκώδη και παλαιότερα αντικείμενα στο διάστημα είναι η υπερμεγέθης μαύρη τρύπα στο κβάζαρ OJ 287. Αυτή είναι μια ολόκληρη μαύρη τρύπα που βρίσκεται στον αστερισμό του Καρκίνου, η οποία, παρεμπιπτόντως, είναι πολύ ελάχιστα ορατή από Γη. Βασίζεται σε ένα δυαδικό σύστημα μαύρων οπών, επομένως, υπάρχουν δύο ορίζοντες γεγονότων και δύο σημεία μοναδικότητας. Το μεγαλύτερο αντικείμενο έχει μάζα 18 δισεκατομμυρίων ηλιακών μαζών, σχεδόν σαν ένας μικρός πλήρης γαλαξίας. Αυτός ο σύντροφος είναι στατικός, μόνο τα αντικείμενα που τον χτυπούν περιστρέφονται.ακτίνα βαρύτητας. Το μικρότερο σύστημα ζυγίζει 100 εκατομμύρια ηλιακές μάζες και έχει επίσης τροχιακή περίοδο 12 ετών.
Επικίνδυνη γειτονιά
Οι γαλαξίες OJ 287 και ο Γαλαξίας έχουν βρεθεί ότι είναι γείτονες - η απόσταση μεταξύ τους είναι περίπου 3,5 δισεκατομμύρια έτη φωτός. Οι αστρονόμοι δεν αποκλείουν την εκδοχή ότι στο εγγύς μέλλον αυτά τα δύο κοσμικά σώματα θα συγκρουστούν, σχηματίζοντας μια πολύπλοκη αστρική δομή. Σύμφωνα με μια εκδοχή, είναι ακριβώς λόγω της προσέγγισης σε έναν τέτοιο βαρυτικό γίγαντα που η κίνηση των πλανητικών συστημάτων στον γαλαξία μας επιταχύνεται συνεχώς και τα αστέρια γίνονται όλο και πιο θερμά και πιο ενεργά.
Οι υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες είναι στην πραγματικότητα λευκές
Στην αρχή του άρθρου, τέθηκε ένα πολύ ευαίσθητο θέμα: το χρώμα στο οποίο στέκονται μπροστά μας τα πιο ισχυρά κβάζαρ δύσκολα μπορεί να ονομαστεί μαύρο. Με γυμνό μάτι, ακόμα και στην πιο απλή φωτογραφία οποιουδήποτε γαλαξία, μπορείτε να δείτε ότι το κέντρο του είναι μια τεράστια λευκή κουκκίδα. Γιατί τότε πιστεύουμε ότι είναι μια υπερμεγέθη μαύρη τρύπα; Φωτογραφίες που τραβήχτηκαν μέσω τηλεσκοπίων μας δείχνουν ένα τεράστιο σύμπλεγμα αστεριών που ο πυρήνας προσελκύει στον εαυτό του. Οι πλανήτες και οι αστεροειδείς που βρίσκονται σε τροχιά γύρω τους αντανακλούν λόγω της εγγύτητάς τους, πολλαπλασιάζοντας έτσι όλο το φως που υπάρχει εκεί κοντά. Δεδομένου ότι τα κβάζαρ δεν σέρνουν όλα τα κοντινά αντικείμενα με αστραπιαία ταχύτητα, αλλά τα κρατούν μόνο στη βαρυτική τους ακτίνα, δεν εξαφανίζονται, αλλά αρχίζουν να λάμπουν ακόμη περισσότερο, επειδή η θερμοκρασία τους αυξάνεται γρήγορα. Όσο για τα συνηθισμέναμαύρες τρύπες που υπάρχουν στο διάστημα, το όνομά τους είναι απολύτως δικαιολογημένο. Οι διαστάσεις είναι σχετικά μικρές, αλλά η δύναμη της βαρύτητας είναι κολοσσιαία. Απλώς «τρώνε» το φως χωρίς να απελευθερώσουν ούτε ένα κβάντο από τις τράπεζες τους.
Κινηματογράφος και μια υπερμεγέθη μαύρη τρύπα
Gargantua - αυτός ο όρος ανθρωπότητα χρησιμοποιείται ευρέως σε σχέση με τις μαύρες τρύπες μετά την κυκλοφορία της ταινίας "Interstellar". Κοιτάζοντας αυτή την εικόνα, είναι δύσκολο να καταλάβουμε γιατί επιλέχθηκε το συγκεκριμένο όνομα και πού βρίσκεται η σύνδεση. Αλλά το αρχικό σενάριο σχεδίαζε να δημιουργήσει τρεις μαύρες τρύπες, δύο από τις οποίες θα ονομάζονταν Gargantua και Pantagruel, βγαλμένες από ένα σατιρικό μυθιστόρημα του Francois Rabelais. Μετά τις αλλαγές που έγιναν, έμεινε μόνο μία «κουνελότρυπα», για την οποία επιλέχθηκε το πρώτο όνομα. Αξίζει να σημειωθεί ότι στην ταινία η μαύρη τρύπα απεικονίζεται όσο πιο ρεαλιστικά γίνεται. Για να το πω έτσι, ο σχεδιασμός της εμφάνισής της έγινε από τον επιστήμονα Kip Thorne, ο οποίος βασίστηκε στις μελετημένες ιδιότητες αυτών των διαστημικών σωμάτων.
Πώς γνωρίζαμε για τις μαύρες τρύπες;
Αν δεν υπήρχε η θεωρία της σχετικότητας, η οποία προτάθηκε από τον Άλμπερτ Αϊνστάιν στις αρχές του εικοστού αιώνα, κανείς δεν θα έδινε καν προσοχή σε αυτά τα μυστηριώδη αντικείμενα. Μια υπερμεγέθης μαύρη τρύπα θα μπορούσε να θεωρηθεί ως ένα συνηθισμένο σμήνος αστεριών στο κέντρο του γαλαξία και τα συνηθισμένα, μικρά θα περνούσαν εντελώς απαρατήρητα. Σήμερα όμως, χάρη σε θεωρητικούς υπολογισμούς και παρατηρήσεις πουεπιβεβαιώνουν την ορθότητά τους, μπορούμε να παρατηρήσουμε ένα τέτοιο φαινόμενο όπως η καμπυλότητα του χωροχρόνου. Οι σύγχρονοι επιστήμονες λένε ότι η εύρεση της «τρύπας του κουνελιού» δεν είναι τόσο δύσκολη. Γύρω από ένα τέτοιο αντικείμενο, η ύλη συμπεριφέρεται αφύσικα, όχι μόνο συρρικνώνεται, αλλά μερικές φορές λάμπει. Ένα φωτεινό φωτοστέφανο σχηματίζεται γύρω από τη μαύρη κουκκίδα, η οποία είναι ορατή μέσω ενός τηλεσκοπίου. Με πολλούς τρόπους, η φύση των μαύρων τρυπών μας βοηθά να κατανοήσουμε την ιστορία του σχηματισμού του Σύμπαντος. Στο κέντρο τους βρίσκεται ένα σημείο μοναδικότητας, παρόμοιο με αυτό από το οποίο αναπτύχθηκε προηγουμένως ολόκληρος ο κόσμος γύρω μας.
Δεν είναι γνωστό με βεβαιότητα τι μπορεί να συμβεί σε ένα άτομο που διασχίζει τον ορίζοντα γεγονότων. Θα τον συντρίψει η βαρύτητα ή θα καταλήξει σε εντελώς διαφορετικό μέρος; Το μόνο που μπορεί να ειπωθεί με απόλυτη βεβαιότητα είναι ότι η γαργκαντούα επιβραδύνει τον χρόνο και κάποια στιγμή ο δείκτης του ρολογιού σταματά εντελώς και αμετάκλητα.
