Gjithçka për vrimat e zeza. Vrima e zezë - çfarë është dhe çfarë do të ndodhë nëse bini në të

Vrimat e zeza misterioze dhe të pakapshme. Ligjet e fizikës konfirmojnë mundësinë e ekzistencës së tyre në univers, por ende mbeten shumë pyetje. Vëzhgime të shumta tregojnë se vrima ekzistojnë në univers dhe ka më shumë se një milion prej këtyre objekteve.

Çfarë janë vrimat e zeza?

Në vitin 1915, kur zgjidheshin ekuacionet e Ajnshtajnit, u parashikua një fenomen i tillë si "vrimat e zeza". Sidoqoftë, komuniteti shkencor u interesua për to vetëm në 1967. Ata u quajtën më pas "yje të shembur", "yje të ngrirë".

Në ditët e sotme, një vrimë e zezë është një rajon i kohës dhe hapësirës që ka një gravitet të tillë që as një rreze drite nuk mund të shpëtojë prej saj.

Si formohen vrimat e zeza?

Ekzistojnë disa teori për shfaqjen e vrimave të zeza, të cilat ndahen në hipotetike dhe realiste. Më e thjeshta dhe më e përhapura realiste është teoria e kolapsit gravitacional të yjeve të mëdhenj.

Kur një yll mjaft masiv, para "vdekjes", rritet në madhësi dhe bëhet i paqëndrueshëm, duke përdorur karburantin e tij të fundit. Në të njëjtën kohë, masa e yllit mbetet e pandryshuar, por madhësia e tij zvogëlohet pasi ndodh i ashtuquajturi densifikimi. Me fjalë të tjera, kur ngjeshet, thelbi i rëndë "bie" në vetvete. Paralelisht me këtë, ngjeshja çon në një rritje të mprehtë të temperaturës brenda yllit dhe shtresat e jashtme të trupit qiellor shkëputen, nga të cilat formohen yje të rinj. Në të njëjtën kohë, në qendër të yllit, thelbi bie në "qendrën" e vet. Si rezultat i veprimit të forcave gravitacionale, qendra shembet në një pikë - domethënë, forcat gravitacionale janë aq të forta sa thithin bërthamën e ngjeshur. Kështu lind një vrimë e zezë, e cila fillon të shtrembërojë hapësirën dhe kohën në mënyrë që as drita të mos mund të shpëtojë prej saj.

Në qendër të të gjitha galaktikave është një vrimë e zezë supermasive. Sipas teorisë së relativitetit të Ajnshtajnit:

"Çdo masë deformon hapësirën dhe kohën."

Tani imagjinoni sa shumë një vrimë e zezë shtrembëron kohën dhe hapësirën, sepse masa e saj është e madhe dhe në të njëjtën kohë e shtrydhur në një vëllim jashtëzakonisht të vogël. Kjo aftësi shkakton çuditshmërinë e mëposhtme:

“Vrimat e zeza kanë aftësinë për të ndaluar praktikisht kohën dhe për të ngjeshur hapësirën. Për shkak të këtij shtrembërimi ekstrem, vrimat bëhen të padukshme për ne.”

Nëse vrimat e zeza nuk janë të dukshme, si e dimë se ekzistojnë?

Po, edhe pse një vrimë e zezë është e padukshme, ajo duhet të jetë e dukshme për shkak të lëndës që bie në të. Ashtu si gazi yjor, i cili tërhiqet nga një vrimë e zezë, kur i afrohet horizontit të ngjarjeve, temperatura e gazit fillon të rritet në vlera ultra të larta, gjë që çon në një shkëlqim. Kjo është arsyeja pse vrimat e zeza shkëlqejnë. Falë kësaj, edhe pse të dobët, shkëlqimi, astronomët dhe astrofizikanët shpjegojnë praninë në qendër të galaktikës të një objekti me një vëllim të vogël, por një masë të madhe. Aktualisht, si rezultat i vëzhgimeve, janë zbuluar rreth 1000 objekte që janë të ngjashme në sjellje me vrimat e zeza.

Vrimat e zeza dhe galaktikat

Si mund të ndikojnë vrimat e zeza te galaktikat? Kjo pyetje shqetëson shkencëtarët në mbarë botën. Ekziston një hipotezë sipas së cilës janë vrimat e zeza të vendosura në qendër të galaktikës ato që ndikojnë në formën dhe evolucionin e saj. Dhe se kur dy galaktika përplasen, vrimat e zeza bashkohen dhe gjatë këtij procesi lëshohet një sasi kaq e madhe energjie dhe materies saqë formohen yje të rinj.

Llojet e vrimave të zeza

• Sipas teorisë ekzistuese, ekzistojnë tre lloje vrimash të zeza: yjore, supermasive dhe miniaturë. Dhe secila prej tyre u formua në një mënyrë të veçantë.
• - Vrimat e zeza të masave yjore, ajo rritet në përmasa të mëdha dhe shembet.
  - Vrimat e zeza supermasive, të cilat mund të kenë një masë të barabartë me miliona Diej, ka të ngjarë të ekzistojnë në qendrat e pothuajse të gjitha galaktikave, përfshirë Rrugën tonë të Qumështit. Shkencëtarët kanë ende hipoteza të ndryshme për formimin e vrimave të zeza supermasive. Deri më tani, vetëm një gjë dihet - vrimat e zeza supermasive janë një nënprodukt i formimit të galaktikave. Vrimat e zeza supermasive - ato ndryshojnë nga ato të zakonshmet në atë që kanë një madhësi shumë të madhe, por densitet paradoksalisht të ulët.
• - Askush nuk ka arritur ende të zbulojë një vrimë të zezë në miniaturë që do të kishte një masë më të vogël se Dielli. Është e mundur që vrimat në miniaturë mund të jenë formuar menjëherë pas "Big Bengut", që është fillimi i saktë i ekzistencës së universit tonë (rreth 13.7 miliardë vjet më parë).
• - Kohët e fundit, një koncept i ri u prezantua si "vrimat e zeza të bardha". Kjo është ende një vrimë e zezë hipotetike, e cila është e kundërta e një vrime të zezë. Stephen Hawking studioi në mënyrë aktive mundësinë e ekzistencës së vrimave të bardha.
• - Vrimat e zeza kuantike - ato ekzistojnë vetëm në teori deri më tani. Vrimat e zeza kuantike mund të formohen kur grimcat ultra të vogla përplasen si rezultat i një reaksioni bërthamor.
• - Vrimat e zeza primare janë gjithashtu një teori. Ata u formuan menjëherë pas origjinës së tyre.

Për momentin, ka një numër të madh pyetjesh të hapura që ende nuk kanë marrë përgjigje nga brezat e ardhshëm. Për shembull, a mund të ekzistojnë vërtet të ashtuquajturat "vrima krimbi", me ndihmën e të cilave njeriu mund të udhëtojë nëpër hapësirë ​​dhe kohë. Çfarë ndodh saktësisht brenda një vrime të zezë dhe çfarë ligjesh u binden këto dukuri. Po në lidhje me zhdukjen e informacionit në një vrimë të zezë?

Vrimat e zeza janë të vetmit trupa kozmikë të aftë për të tërhequr dritën me anë të gravitetit. Ato janë gjithashtu objektet më të mëdha në Univers. Nuk ka gjasa të dimë se çfarë ndodh afër horizontit të tyre të ngjarjeve (i njohur si "pika pa kthim") së shpejti. Këto janë vendet më misterioze në botën tonë, për të cilat, pavarësisht dekadave të kërkimit, ende dihet shumë pak. Ky artikull përmban 10 fakte që mund të quhen më intriguesit.

Vrimat e zeza nuk e thithin materien në vetvete

Shumë njerëz imagjinojnë një vrimë të zezë si një lloj "fshesë me korrent" që vizatohet në hapësirën përreth. Në fakt, vrimat e zeza janë objekte të zakonshme hapësinore që kanë një fushë gravitacionale jashtëzakonisht të fortë.

Nëse një vrimë e zezë me të njëjtën madhësi do të lindte në vendin e Diellit, Toka nuk do të tërhiqej brenda, ajo do të rrotullohej në të njëjtën orbitë si sot. Yjet që ndodhen pranë vrimave të zeza humbasin një pjesë të masës së tyre në formën e erës yjore (kjo ndodh gjatë ekzistencës së çdo ylli) dhe vrimat e zeza thithin vetëm këtë lëndë.

Ekzistenca e vrimave të zeza ishte parashikuar nga Karl Schwarzschild

Karl Schwarzschild ishte i pari që përdori teorinë e përgjithshme të relativitetit të Ajnshtajnit për të vërtetuar ekzistencën e një "pike pa kthim". Vetë Ajnshtajni nuk mendoi për vrimat e zeza, megjithëse teoria e tij parashikon ekzistencën e tyre.

Schwarzschild e bëri propozimin e tij në 1915, menjëherë pasi Ajnshtajni publikoi teorinë e tij të përgjithshme të relativitetit. Në atë moment lindi termi "rrezja e Schwarzschild" - kjo është një vlerë që tregon se sa shumë do t'ju duhet të ngjeshni një objekt që ai të shndërrohej në një vrimë të zezë.

Teorikisht, çdo gjë mund të bëhet një vrimë e zezë nëse ngjeshet mjaftueshëm. Sa më i dendur të jetë objekti, aq më e fortë është fusha gravitacionale që krijon. Për shembull, Toka do të bëhej një vrimë e zezë nëse do të kishte masën e një objekti sa një kikirikë.

Vrimat e zeza mund të lindin universe të reja

Ideja se vrimat e zeza mund të lindin universe të reja duket absurde (sidomos pasi ne ende nuk jemi të sigurt për ekzistencën e universeve të tjera). Sidoqoftë, teori të tilla po zhvillohen në mënyrë aktive nga shkencëtarët.

Një version shumë i thjeshtuar i njërës prej këtyre teorive është si më poshtë. Bota jonë ka kushte jashtëzakonisht të favorshme për shfaqjen e jetës në të. Nëse ndonjë nga konstantet fizike do të ndryshonte qoftë edhe pak, ne nuk do të ishim në këtë botë. Sinulariteti i vrimave të zeza tejkalon ligjet normale të fizikës dhe mund (të paktën në teori) të krijojë një univers të ri që do të jetë i ndryshëm nga i yni.

Vrimat e zeza mund t'ju kthejnë (dhe çdo gjë tjetër) në spageti

Vrimat e zeza shtrijnë objektet që ndodhen pranë tyre. Këto objekte fillojnë t'i ngjajnë spagetit (madje ekziston një term i veçantë - "spagetifikim").

Kjo ndodh për shkak të mënyrës se si funksionon graviteti. Për momentin, këmbët tuaja janë më afër qendrës së Tokës sesa koka juaj, kështu që ato tërhiqen më fort. Në sipërfaqen e një vrime të zezë, ndryshimi në gravitet fillon të funksionojë kundër jush. Këmbët tërhiqen nga qendra e vrimës së zezë gjithnjë e më shpejt, kështu që gjysma e sipërme e trupit nuk mund të vazhdojë me to. Rezultati: spagetifikim!

Vrimat e zeza avullojnë me kalimin e kohës

Vrimat e zeza jo vetëm që thithin erën yjore, por edhe avullojnë. Ky fenomen u zbulua në vitin 1974 dhe u quajt rrezatim Hawking (pasi Stephen Hawking, i cili bëri zbulimin).

Me kalimin e kohës, vrima e zezë mund të lëshojë të gjithë masën e saj në hapësirën përreth së bashku me këtë rrezatim dhe të zhduket.

Vrimat e zeza ngadalësojnë kohën pranë tyre

Ndërsa i afroheni horizontit të ngjarjeve, koha ngadalësohet. Për të kuptuar pse ndodh kjo, duhet të shohim "paradoksin binjak", një eksperiment mendimi që përdoret shpesh për të ilustruar parimet bazë të teorisë së relativitetit të përgjithshëm të Ajnshtajnit.

Një nga vëllezërit binjakë mbetet në Tokë dhe i dyti fluturon në një udhëtim hapësinor, duke lëvizur me shpejtësinë e dritës. Duke u kthyer në Tokë, binjaku zbulon se vëllai i tij është plakur më shumë se ai, sepse koha lëviz më ngadalë kur udhëton afër shpejtësisë së dritës.

Ndërsa i afroheni horizontit të ngjarjeve të një vrime të zezë, do të lëvizni me një shpejtësi kaq të madhe sa koha do të ngadalësohet për ju.

Vrimat e zeza janë sistemet më të avancuara të energjisë

Vrimat e zeza gjenerojnë energji më mirë se Dielli dhe yjet e tjerë. Kjo është për shkak të lëndës që rrotullohet rreth tyre. Duke kaluar horizontin e ngjarjeve me shpejtësi të madhe, materia në orbitën e një vrime të zezë nxehet deri në temperatura jashtëzakonisht të larta. Ky quhet rrezatim i trupit të zi.

Për krahasim, shkrirja bërthamore konverton 0.7% të materies në energji. Pranë një vrime të zezë, 10% e materies bëhet energji!

Vrimat e zeza përkulin hapësirën rreth tyre

Hapësira mund të mendohet si një pllakë gome e shtrirë me vija të vizatuara mbi të. Nëse vendosni një objekt në regjistrim, ai do të ndryshojë formën e tij. Vrimat e zeza funksionojnë në të njëjtën mënyrë. Masa e tyre ekstreme tërheq gjithçka, përfshirë dritën (rrezet e së cilës, për të vazhduar analogjinë, mund të quhen vija në një pjatë).

Vrimat e zeza kufizojnë numrin e yjeve në Univers

Yjet lindin nga retë e gazit. Që të fillojë formimi i yjeve, reja duhet të ftohet.

Rrezatimi nga trupat e zinj parandalon ftohjen e reve të gazit dhe parandalon shfaqjen e yjeve.

Teorikisht, çdo objekt mund të bëhet një vrimë e zezë

Dallimi i vetëm midis Diellit tonë dhe një vrime të zezë është forca e gravitetit. Në qendër të një vrime të zezë është shumë më e fortë se në qendër të një ylli. Nëse Dielli ynë do të kompresohej në rreth pesë kilometra në diametër, mund të ishte një vrimë e zezë.

Teorikisht, çdo gjë mund të bëhet një vrimë e zezë. Në praktikë, ne e dimë se vrimat e zeza lindin vetëm si rezultat i kolapsit të yjeve të mëdhenj që tejkalojnë Diellin në masë me 20-30 herë.

VRIMË E ZEZË
një rajon në hapësirë ​​që rezulton nga kolapsi i plotë gravitacional i materies, në të cilin tërheqja gravitacionale është aq e fortë sa që as lënda, as drita dhe as bartës të tjerë të informacionit nuk mund ta lënë atë. Prandaj, brendësia e një vrime të zezë nuk është e lidhur në mënyrë shkakësore me pjesën tjetër të universit; Proceset fizike që ndodhin brenda një vrime të zezë nuk mund të ndikojnë në proceset jashtë saj. Një vrimë e zezë është e rrethuar nga një sipërfaqe me vetinë e një membrane të njëanshme: materia dhe rrezatimi bien lirisht përmes saj në vrimën e zezë, por asgjë nuk mund të shpëtojë prej andej. Kjo sipërfaqe quhet "horizonti i ngjarjeve". Meqenëse ka ende vetëm indikacione indirekte për ekzistencën e vrimave të zeza në distanca mijëra vjet dritë nga Toka, prezantimi ynë i mëtejshëm bazohet kryesisht në rezultate teorike. Vrimat e zeza, të parashikuara nga teoria e përgjithshme e relativitetit (teoria e gravitetit e propozuar nga Ajnshtajni në 1915) dhe teori të tjera, më moderne të gravitetit, u vërtetuan matematikisht nga R. Oppenheimer dhe H. Snyder në 1939. Por vetitë e hapësirës dhe koha në afërsi të këtyre objekteve doli të ishte aq e pazakontë, sa astronomët dhe fizikantët nuk i morën seriozisht për 25 vjet. Megjithatë, zbulimet astronomike në mesin e viteve 1960 sollën vrimat e zeza në sipërfaqe si një realitet fizik të mundshëm. Zbulimi dhe studimi i tyre mund të ndryshojë rrënjësisht idetë tona për hapësirën dhe kohën.
Formimi i vrimave të zeza. Ndërsa reaksionet termonukleare ndodhin në zorrët e yllit, ato mbajnë temperaturë dhe presion të lartë, duke parandaluar kolapsin e yllit nën ndikimin e gravitetit të tij. Megjithatë, me kalimin e kohës, karburanti bërthamor është i varfëruar dhe ylli fillon të tkurret. Llogaritjet tregojnë se nëse masa e një ylli nuk i kalon tre masa diellore, atëherë ai do të fitojë "betejën me gravitetin": kolapsi i tij gravitacional do të ndalet nga presioni i materies "të degjeneruar" dhe ylli do të shndërrohet përgjithmonë në një xhuxh i bardhë ose yll neutron. Por nëse masa e yllit është më shumë se tre diellore, atëherë asgjë nuk mund ta ndalojë kolapsin e tij katastrofik dhe ai shpejt do të kalojë nën horizontin e ngjarjeve, duke u bërë një vrimë e zezë.

Nëse një astronom vëzhgon një yll në momentin e shndërrimit të tij në një vrimë të zezë, atëherë në fillim ai do të shohë se si ylli po ngjesh më shpejt dhe më shpejt, por ndërsa sipërfaqja e tij i afrohet rrezes gravitacionale, ngjeshja do të fillojë të ngadalësohet derisa të ndalon plotësisht. Në të njëjtën kohë, drita që vjen nga ylli do të dobësohet dhe skuqet derisa të fiket plotësisht. Kjo ndodh sepse në luftën kundër forcës gjigante të gravitetit, drita humbet energjinë dhe duhet gjithnjë e më shumë kohë që ajo të arrijë te vëzhguesi. Kur sipërfaqja e yllit të arrijë rrezen gravitacionale, dritës që e lë atë do t'i duhet një kohë e pafund për të arritur tek vëzhguesi (dhe fotonet do të humbasin të gjithë energjinë e tyre). Rrjedhimisht, astronomi nuk do ta presë kurrë këtë moment, aq më pak do të shohë se çfarë po ndodh me yllin poshtë horizontit të ngjarjeve. Por teorikisht ky proces mund të studiohet. Llogaritjet e kolapsit sferik të idealizuar tregojnë se në një kohë të shkurtër ylli shembet në një pikë ku arrihen vlera pafundësisht të larta të densitetit dhe gravitetit. Një pikë e tillë quhet "singularitet". Për më tepër, analiza e përgjithshme matematikore tregon se nëse një horizont ngjarjesh ka lindur, atëherë edhe një kolaps josferik çon në një singularitet. Megjithatë, e gjithë kjo është e vërtetë vetëm nëse relativiteti i përgjithshëm zbatohet në shkallë shumë të vogla hapësinore, për të cilat ne nuk jemi ende të sigurt. Ligjet kuantike veprojnë në mikrobotë, por teoria kuantike e gravitetit nuk është krijuar ende. Është e qartë se efektet kuantike nuk mund të ndalojnë rënien e një ylli në një vrimë të zezë, por ato mund të parandalojnë shfaqjen e një singulariteti. Teoria moderne e evolucionit yjor dhe njohuritë tona për popullsinë yjore të Galaktikës tregojnë se midis 100 miliardë yjeve të saj duhet të ketë rreth 100 milionë vrima të zeza të formuara gjatë rënies së yjeve më masivë. Për më tepër, vrimat e zeza me masa shumë të mëdha mund të vendosen në bërthamat e galaktikave të mëdha, përfshirë edhe tonën. Siç u përmend tashmë, në epokën tonë, vetëm një masë më shumë se trefishi i masës diellore mund të bëhet një vrimë e zezë. Megjithatë, menjëherë pas Big Bengut, nga i cili përafërsisht. 15 miliardë vjet më parë, filloi zgjerimi i Universit, vrimat e zeza të çdo mase mund të lindnin. Më i vogli prej tyre, për shkak të efekteve kuantike, duhet të ishte avulluar, duke humbur masën e tyre në formën e rrezatimit dhe rrjedhave të grimcave. Por "vrimat e zeza primare" me një masë prej më shumë se 1015 g mund të mbijetojnë deri më sot. Të gjitha llogaritjet e kolapsit yjor bëhen nën supozimin e një devijimi të lehtë nga simetria sferike dhe tregojnë se një horizont ngjarjesh është gjithmonë i formuar. Megjithatë, me një devijim të fortë nga simetria sferike, rënia e një ylli mund të çojë në formimin e një rajoni me gravitet pafundësisht të fortë, por jo të rrethuar nga një horizont ngjarjesh; quhet "singulariteti i zhveshur". Kjo nuk është më një vrimë e zezë në kuptimin që diskutuam më sipër. Ligjet fizike pranë një singulariteti të zhveshur mund të marrin një formë shumë të papritur. Aktualisht, një singularitet i zhveshur konsiderohet një objekt i pamundur, ndërsa shumica e astrofizikanëve besojnë në ekzistencën e vrimave të zeza.
Për një vrimë të zezë sferike me masë M, horizonti i ngjarjeve formon një sferë me një rreth në ekuator 2p herë më i madh se "rrezja gravitacionale" e vrimës së zezë RG = 2GM/c2, ku c është shpejtësia e dritës dhe G është konstante gravitacionale. Një vrimë e zezë me një masë prej 3 masash diellore ka një rreze gravitacionale prej 8.8 km. Për një vëzhgues të jashtëm, struktura e një vrime të zezë duket jashtëzakonisht e thjeshtë. Gjatë rënies së një ylli në një vrimë të zezë në një fraksion të vogël sekonde (sipas orës së një vëzhguesi të largët), të gjitha tiparet e tij të jashtme që lidhen me johomogjenitetin e yllit origjinal emetohen në formën e valëve gravitacionale dhe elektromagnetike. Vrima e zezë e palëvizshme që rezulton "harron" të gjitha informacionet rreth yllit origjinal, përveç tre sasive: masës totale, momentit këndor (të lidhur me rrotullimin) dhe ngarkesës elektrike. Duke studiuar një vrimë të zezë, nuk është më e mundur të dihet nëse ylli origjinal përbëhej nga materia apo antimateria, nëse kishte formën e një puro apo një petull etj. Në kushte reale astrofizike, një vrimë e zezë e ngarkuar do të tërheqë grimcat e shenjës së kundërt nga mediumi ndëryjor dhe ngarkesa e saj shpejt do të bëhet zero. Objekti i mbetur i palëvizshëm ose do të jetë një "vrimë e zezë e Schwarzschild" jo rrotulluese, e cila karakterizohet vetëm nga masa, ose një "vrima e zezë Kerr" rrotulluese, e cila karakterizohet nga masa dhe momenti këndor. Veçantia e llojeve të mësipërme të vrimave të zeza të palëvizshme u vërtetua brenda kornizës së teorisë së përgjithshme të relativitetit nga V. Israel, B. Carter, S. Hawking dhe D. Robinson. Sipas teorisë së përgjithshme të relativitetit, hapësira dhe koha janë të lakuar nga fusha gravitacionale e trupave masivë, me lakimin më të madh që ndodh pranë vrimave të zeza. Kur fizikanët flasin për intervale të kohës dhe hapësirës, ​​ata nënkuptojnë numra të lexuar nga një orë fizike ose vizore. Për shembull, roli i orës mund të luhet nga një molekulë me një frekuencë të caktuar vibrimi, numri i së cilës midis dy ngjarjeve mund të quhet "interval kohor". Është e jashtëzakonshme që graviteti ndikon në të gjitha sistemet fizike në të njëjtën mënyrë: të gjitha orët tregojnë se koha po ngadalësohet, dhe të gjithë sundimtarët tregojnë se hapësira shtrihet pranë një vrime të zezë. Kjo do të thotë se vrima e zezë përkul gjeometrinë e hapësirës dhe kohës rreth vetes. Larg nga vrima e zezë, kjo lakim është e vogël, por afër saj është aq e madhe sa rrezet e dritës mund të lëvizin rreth saj në një rreth. Larg një vrime të zezë, fusha e saj gravitacionale përshkruhet saktësisht nga teoria e Njutonit për një trup me të njëjtën masë, por afër tij, graviteti bëhet shumë më i fortë se sa parashikon teoria e Njutonit. Çdo trup që bie në një vrimë të zezë do të copëtohet shumë kohë përpara se të kalojë horizontin e ngjarjeve nga forcat e fuqishme gravitacionale të baticës që dalin nga ndryshimet në gravitetin në distanca të ndryshme nga qendra. Një vrimë e zezë është gjithmonë e gatshme të thithë materien ose rrezatim, duke rritur kështu masën e saj. Ndërveprimi i tij me botën e jashtme përcaktohet nga një parim i thjeshtë Hawking: zona e horizontit të ngjarjeve të një vrime të zezë nuk zvogëlohet kurrë, përveç nëse merret parasysh prodhimi kuantik i grimcave. J. Bekenstein në 1973 sugjeroi që vrimat e zeza u binden të njëjtave ligje fizike si trupat fizikë që lëshojnë dhe thithin rrezatim (modeli i "trupit absolutisht të zi"). I ndikuar nga kjo ide, Hawking tregoi në vitin 1974 se vrimat e zeza mund të lëshojnë lëndë dhe rrezatim, por kjo do të jetë e dukshme vetëm nëse masa e vetë vrimës së zezë është relativisht e vogël. Vrima të tilla të zeza mund të lindnin menjëherë pas Big Bengut, i cili filloi zgjerimin e Universit. Masat e këtyre vrimave të zeza primare nuk duhet të jenë më shumë se 1015 g (si një asteroid i vogël), dhe madhësia e tyre duhet të jetë 10-15 m (si një proton ose neutron). Një fushë e fuqishme gravitacionale pranë një vrime të zezë prodhon çifte grimcë-antigrimcë; një nga grimcat e çdo çifti thithet nga vrima, dhe e dyta lëshohet nga jashtë. Një vrimë e zezë me një masë prej 1015 g duhet të sillet si një trup me një temperaturë prej 1011 K. Ideja e "avullimit" të vrimave të zeza bie plotësisht në kundërshtim me konceptin klasik të tyre si trupa që nuk janë në gjendje të rrezatimi.
Vetitë e vrimave të zeza. Llogaritjet brenda kornizës së teorisë së përgjithshme të relativitetit të Ajnshtajnit tregojnë vetëm mundësinë e ekzistencës së vrimave të zeza, por nuk vërtetojnë aspak praninë e tyre në botën reale; zbulimi i një vrime të zezë të vërtetë do të ishte një hap i rëndësishëm në zhvillimin e fizikës. Gjetja e vrimave të zeza të izoluara në hapësirë ​​është pashpresë e vështirë: ne nuk do të jemi në gjendje të vërejmë një objekt të vogël të errët në sfondin e errësirës kozmike. Por ka shpresë për të zbuluar një vrimë të zezë nga ndërveprimi i saj me trupat astronomikë përreth, nga ndikimi i saj karakteristik mbi to. Vrimat e zeza supermasive mund të banojnë në qendrat e galaktikave, duke gllabëruar vazhdimisht yjet atje. Të përqendruar rreth vrimës së zezë, yjet duhet të formojnë majat qendrore të shkëlqimit në bërthamat galaktike; Kërkimi i tyre tani është duke u zhvilluar në mënyrë aktive. Një metodë tjetër kërkimi është matja e shpejtësisë së yjeve dhe gazit rreth një objekti qendror në galaktikë. Nëse dihet largësia e tyre nga objekti qendror, atëherë mund të llogaritet masa dhe dendësia mesatare e tij. Nëse e tejkalon ndjeshëm densitetin e mundshëm për grupimet e yjeve, atëherë besohet se është një vrimë e zezë. Duke përdorur këtë metodë, në vitin 1996 J. Moran dhe kolegët e tij përcaktuan se në qendër të galaktikës NGC 4258 ka ndoshta një vrimë të zezë me një masë prej 40 milionë diellore. Më premtuese është kërkimi për një vrimë të zezë në sistemet binare, ku ajo, e çiftuar me një yll normal, mund të orbitojë rreth një qendre të përbashkët të masës. Nga zhvendosja periodike Doppler e linjave në spektrin e një ylli, mund të kuptohet se ai po rrotullohet së bashku me një trup të caktuar dhe madje të vlerësohet masa e këtij të fundit. Nëse kjo masë i kalon 3 masa diellore, dhe rrezatimi i vetë trupit nuk mund të vërehet, atëherë ka shumë mundësi që të jetë një vrimë e zezë. Në një sistem binar kompakt, vrima e zezë mund të kap gazin nga sipërfaqja e një ylli normal. Duke lëvizur në orbitë rreth vrimës së zezë, ky gaz formon një disk dhe, ndërsa rrotullohet drejt vrimës së zezë, nxehet shumë dhe bëhet burim i rrezatimit të fuqishëm me rreze X. Luhatjet e shpejta në këtë rrezatim duhet të tregojnë se gazi po lëviz me shpejtësi në një orbitë me rreze të vogël rreth një objekti të vogël masiv. Që nga vitet 1970, disa burime të rrezeve X janë zbuluar në sistemet binare me shenja të qarta të vrimave të zeza. Më premtuesi është binar me rreze X V 404 Cygni, masa e përbërësit të padukshëm të të cilit vlerësohet të jetë jo më pak se 6 masa diellore. Kandidatë të tjerë të shquar të vrimave të zeza gjenden në binarët me rreze X Cygnus X-1, LMCX-3, V 616 Monoceros, QZ Vulpeculae dhe rreze X novae Ophiuchus 1977, Mukha 1981 dhe Scorpius 1994. Me përjashtim të LMCX-3, i vendosur në Renë e Madhe të Magelanit, të gjithë ata janë të vendosur në galaktikën tonë në distanca prej rreth 8000 vite dritë. vite nga Toka.
Kërkoni për vrima të zeza.
Shiko gjithashtu
KOSMOLOGJI;
KOLAPS GRAVITACIONAL;
RELATIVITETI;
ASTRONOMI EXTRA-ATMOSFERE.
LITERATURA
Cherepashchuk A.M. Masat e vrimave të zeza në sistemet binare. Advances in Physical Sciences, vëll 166, f. 809, 1996

Enciklopedia e Collier. - Shoqëria e Hapur. 2000 .

Shihni se çfarë është një "Vrimë e Zezë" në fjalorë të tjerë:

VRIMA E ZEZË, një zonë e lokalizuar e hapësirës së jashtme nga e cila as lënda dhe as rrezatimi nuk mund të shpëtojnë, me fjalë të tjera, shpejtësia e parë kozmike tejkalon shpejtësinë e dritës. Kufiri i kësaj zone quhet horizonti i ngjarjeve.... ... Fjalor enciklopedik shkencor dhe teknik

Kozmike një objekt që lind si rezultat i ngjeshjes së një trupi nga graviteti. forcat në madhësi më të vogla se rrezja e tij gravitacionale rg=2g/c2 (ku M është masa e trupit, G është konstanta gravitacionale, c është vlera numerike e shpejtësisë së dritës). Parashikimi për ekzistencën e ... ... Enciklopedi fizike

Emri, numri i sinonimeve: 2 yje (503) i panjohur (11) Fjalori i sinonimeve ASIS. V.N. Trishin. 2013… Fjalor sinonimik

Konsideroni misteriozen dhe të padukshmen vrimat e zeza në univers: fakte interesante, kërkimi i Ajnshtajnit, llojet supermasive dhe të ndërmjetme, teoria, struktura.

- një nga objektet më interesante dhe misterioze në hapësirën e jashtme. Ata kanë një densitet të lartë dhe forca gravitacionale është aq e fuqishme sa edhe drita nuk mund të shpëtojë përtej kufijve të saj.

Albert Einstein foli për herë të parë për vrimat e zeza në vitin 1916, kur krijoi teorinë e përgjithshme të relativitetit. Vetë termi filloi në vitin 1967 falë John Wheeler. Dhe vrima e parë e zezë "u pa" në 1971.

Klasifikimi i vrimave të zeza përfshin tre lloje: vrima të zeza me masë yjore, vrima të zeza supermasive dhe vrima të zeza me masë të ndërmjetme. Sigurohuni që të shikoni videon për vrimat e zeza për të mësuar shumë fakte interesante dhe për të njohur më mirë këto formacione misterioze kozmike.

Fakte interesante për vrimat e zeza

• Nëse e gjeni veten brenda një vrime të zezë, graviteti do t'ju shtrijë. Por nuk ka nevojë të kesh frikë, sepse do të vdesësh para se të arrish singularitetin. Një studim i vitit 2012 sugjeroi që efektet kuantike e kthejnë horizontin e ngjarjeve në një mur zjarri që ju kthen në një grumbull hiri.
• Vrimat e zeza nuk "thithin". Ky proces shkaktohet nga një vakum, i cili nuk është i pranishëm në këtë formacion. Kështu që materiali thjesht bie.
• Vrima e parë e zezë ishte Cygnus X-1, e gjetur nga raketat me numërues Geiger. Në vitin 1971, shkencëtarët morën një sinjal radio nga Cygnus X-1. Ky objekt u bë objekt i një mosmarrëveshjeje midis Kip Thorne dhe Stephen Hawking. Ky i fundit besonte se nuk ishte një vrimë e zezë. Në vitin 1990, ai pranoi humbjen.
• Vrimat e vogla të zeza mund të jenë shfaqur menjëherë pas Big Bengut. Hapësira me rrotullim të shpejtë ngjesh disa zona në vrima të dendura, më pak masive se Dielli.
• Nëse ylli afrohet shumë, ai mund të copëtohet.
• Në përgjithësi vlerësohet se ka deri në një miliard vrima të zeza yjore me masën tre herë më të madhe se Dielli.
• Nëse krahasojmë teorinë e fijeve dhe mekanikën klasike, e para krijon më shumë lloje gjigandësh masivë.

Rreziku i vrimave të zeza

Kur një ylli i mbaron karburanti, ai mund të fillojë procesin e vetë-shkatërrimit. Nëse masa e tij ishte tre herë më e madhe se ajo e Diellit, atëherë bërthama e mbetur do të bëhej një yll neutron ose një xhuxh i bardhë. Por ylli më i madh shndërrohet në një vrimë të zezë.

Objekte të tilla janë të vogla, por kanë dendësi të jashtëzakonshme. Imagjinoni që para jush është një objekt me madhësinë e një qyteti, por masa e tij është trefishi i masës së Diellit. Kjo krijon një forcë gravitacionale tepër të madhe që tërheq pluhurin dhe gazin, duke rritur madhësinë e tij. Do të habiteni, por mund të ketë disa qindra milionë vrima të zeza yjore.

Vrimat e zeza supermasive

Sigurisht, asgjë në univers nuk krahasohet me tmerrin e vrimave të zeza supermasive. Ato e tejkalojnë masën diellore me miliarda herë. Besohet se objekte të tilla ekzistojnë pothuajse në çdo galaktikë. Shkencëtarët nuk i dinë ende të gjitha ndërlikimet e procesit të formimit. Me shumë mundësi, ato rriten për shkak të akumulimit të masës nga pluhuri dhe gazi përreth.

Ata mund t'i detyrohen shkallës së tyre bashkimit të mijëra vrimave të vogla të zeza. Ose një grumbull i tërë yjor mund të shembet.

Vrimat e zeza në qendrat e galaktikave

Astrofizikante Olga Silchenko për zbulimin e një vrime të zezë supermasive në mjegullnajën Andromeda, kërkimin e John Kormendy dhe trupat e errët gravitues:

Natyra e burimeve të radios kozmike

Astrofizikani Anatoly Zasov për rrezatimin sinkrotron, vrimat e zeza në bërthamat e galaktikave të largëta dhe gazin neutral:

Vrimat e zeza të ndërmjetme

Jo shumë kohë më parë, shkencëtarët gjetën një lloj të ri - vrima të zeza me masë të ndërmjetme. Ato mund të formohen kur yjet në një grup përplasen, duke shkaktuar një reaksion zinxhir. Si rezultat, ato bien në qendër dhe formojnë një vrimë të zezë supermasive.

Në vitin 2014, astronomët zbuluan një lloj të ndërmjetëm në krahun e një galaktike spirale. Ato janë shumë të vështira për t'u gjetur sepse mund të gjenden në vende të paparashikueshme.

Mikro vrimat e zeza

Fizikani Eduard Boos mbi sigurinë e LHC, lindjen e një vrime mikro të zezë dhe konceptin e një membrane:

Teoria e vrimës së zezë

Vrimat e zeza janë objekte jashtëzakonisht masive, por përfshijnë një hapësirë ​​relativisht modeste. Përveç kësaj, ata kanë gravitet të madh, duke parandaluar që objektet (dhe madje edhe drita) të largohen nga territori i tyre. Sidoqoftë, është e pamundur t'i shohësh ato drejtpërdrejt. Studiuesit duhet të shikojnë rrezatimin e prodhuar kur ushqehet një vrimë e zezë.

Është interesante se ndodh që materia që shkon drejt një vrime të zezë tërhiqet nga horizonti i ngjarjeve dhe të hidhet jashtë. Në këtë rast, formohen avionë të ndritshëm materiali, duke lëvizur me shpejtësi relativiste. Këto emetime mund të zbulohen në distanca të gjata.

- objekte të mahnitshme në të cilat forca e gravitetit është aq e madhe sa mund të përkulë dritën, të shtrembërojë hapësirën dhe të shtrembërojë kohën.

Në vrimat e zeza, mund të dallohen tre shtresa: horizonti i jashtëm dhe i brendshëm i ngjarjeve dhe singulariteti.

Horizonti i ngjarjeve të një vrime të zezë është kufiri ku drita nuk ka asnjë shans për të shpëtuar. Sapo një grimcë të kalojë këtë vijë, ajo nuk do të jetë në gjendje të largohet. Rajoni i brendshëm ku ndodhet masa e një vrime të zezë quhet singularitet.

Nëse flasim nga pozicioni i mekanikës klasike, atëherë asgjë nuk mund t'i shpëtojë një vrime të zezë. Por kuanti bën korrigjimin e vet. Fakti është se çdo grimcë ka një antigrimcë. Ata kanë të njëjtat masa, por ngarkesa të ndryshme. Nëse kryqëzohen, ata mund të asgjësojnë njëri-tjetrin.

Kur një çift i tillë shfaqet jashtë horizontit të ngjarjeve, njëri prej tyre mund të tërhiqet dhe tjetri mund të zmbrapset. Për shkak të kësaj, horizonti mund të tkurret dhe vrima e zezë mund të shembet. Shkencëtarët janë ende duke u përpjekur për të studiuar këtë mekanizëm.

Akrecioni

Astrofizikani Sergei Popov mbi vrimat e zeza supermasive, formimin e planetit dhe grumbullimin e materies në Universin e hershëm:

Vrimat e zeza më të famshme

Pyetje të shpeshta në lidhje me vrimat e zeza

Në mënyrë më të madhe, një vrimë e zezë është një zonë e caktuar në hapësirë ​​në të cilën është përqendruar një masë kaq e madhe e masës sa që asnjë objekt i vetëm nuk mund t'i shpëtojë ndikimit gravitacional. Kur bëhet fjalë për gravitetin, ne mbështetemi në teorinë e përgjithshme të relativitetit të propozuar nga Albert Einstein. Për të kuptuar detajet e objektit në studim, ne do të lëvizim hap pas hapi.

Le të imagjinojmë se jeni në sipërfaqen e planetit dhe po hidhni një gur. Nëse nuk e keni fuqinë e Hulk, nuk do të jeni në gjendje të ushtroni forcë të mjaftueshme. Pastaj guri do të ngrihet në një lartësi të caktuar, por nën presionin e gravitetit do të bjerë përsëri. Nëse keni potencialin e fshehur të një njeriu të fortë jeshil, atëherë jeni në gjendje t'i jepni objektit përshpejtim të mjaftueshëm, falë të cilit ai do të largohet plotësisht nga zona e ndikimit gravitacional. Kjo quhet "shpejtësia e ikjes".

Nëse e zbërthejmë në një formulë, kjo shpejtësi varet nga masa planetare. Sa më i madh të jetë, aq më i fuqishëm është kapja gravitacionale. Shpejtësia e nisjes do të varet nga vendi ku jeni saktësisht: sa më afër qendrës, aq më e lehtë është të dilni. Shpejtësia e nisjes së planetit tonë është 11.2 km/s, por është 2.4 km/s.

Po i afrohemi pjesës më interesante. Le të themi se keni një objekt me një përqendrim të jashtëzakonshëm të masës të mbledhur në një vend të vogël. Në këtë rast, shpejtësia e ikjes tejkalon shpejtësinë e dritës. Dhe ne e dimë se asgjë nuk lëviz më shpejt se ky tregues, që do të thotë se askush nuk do të jetë në gjendje ta kapërcejë një forcë të tillë dhe të shpëtojë. Edhe një rreze drite nuk mund ta bëjë këtë!

Në shekullin e 18-të, Laplace mendonte për përqendrimin ekstrem të masës. Pas relativitetit të përgjithshëm, Karl Schwarzschild ishte në gjendje të gjente një zgjidhje matematikore për ekuacionin e teorisë për të përshkruar një objekt të tillë. Kontribute të mëtejshme u bënë nga Oppenheimer, Wolkoff dhe Snyder (1930). Që nga ai moment, njerëzit filluan të diskutojnë seriozisht këtë temë. U bë e qartë: kur një ylli masiv i mbaron karburanti, ai nuk është në gjendje të përballojë forcën e gravitetit dhe është i detyruar të shembet në një vrimë të zezë.

Në teorinë e Ajnshtajnit, graviteti është një manifestim i lakimit në hapësirë ​​dhe kohë. Fakti është se rregullat e zakonshme gjeometrike nuk funksionojnë këtu dhe objektet masive shtrembërojnë hapësirë-kohën. Vrima e zezë ka veti të çuditshme, kështu që shtrembërimi i saj është më i dukshëm. Për shembull, një objekt ka një "horizont ngjarjesh". Kjo është sipërfaqja e sferës që shënon vijën e vrimës. Kjo do të thotë, nëse kaloni këtë kufi, atëherë nuk ka kthim prapa.

Fjalë për fjalë, ky është vendi ku shpejtësia e ikjes është e barabartë me shpejtësinë e dritës. Jashtë këtij vendi, shpejtësia e ikjes është më e ulët se shpejtësia e dritës. Por nëse raketa juaj është në gjendje të përshpejtojë, atëherë do të ketë energji të mjaftueshme për të shpëtuar.

Vetë horizonti është mjaft i çuditshëm për sa i përket gjeometrisë. Nëse jeni larg, do të ndiheni sikur po shikoni një sipërfaqe statike. Por nëse afroheni, kuptoni se ajo po lëviz nga jashtë me shpejtësinë e dritës! Tani e kuptoj pse është e lehtë të hysh, por kaq e vështirë të arratisesh. Po, kjo është shumë konfuze, sepse në fakt horizonti qëndron në vend, por në të njëjtën kohë ai nxiton me shpejtësinë e dritës. Është si situata me Alice, e cila duhej të vraponte sa më shpejt që të ishte e mundur vetëm për të qëndruar në vend.

Kur godet horizontin, hapësira dhe koha përjetojnë një shtrembërim kaq të fortë saqë koordinatat fillojnë të përshkruajnë rolet e distancës radiale dhe kohës së ndërrimit. Kjo do të thotë, "r", duke shënuar distancën nga qendra, bëhet e përkohshme dhe "t" tani është përgjegjëse për "hapësirën". Si rezultat, ju nuk do të jeni në gjendje të ndaloni lëvizjen me një indeks më të ulët r, ashtu siç nuk do të jeni në gjendje të futeni në të ardhmen në kohë normale. Do të arrini në një singularitet ku r = 0. Mund të hidhni raketa, të ndizni motorin në maksimum, por nuk mund të shpëtoni.

Termi "vrimë e zezë" u krijua nga John Archibald Wheeler. Para kësaj, ata quheshin "yje të ftohur".

Fizikani Emil Akhmedov mbi studimin e vrimave të zeza, Karl Schwarzschild dhe vrimave të zeza gjigante:

Ka dy mënyra për të llogaritur se sa e madhe është diçka. Ju mund të emërtoni masën ose sa e madhe zë zona. Nëse marrim kriterin e parë, atëherë nuk ka kufi specifik për masivitetin e një vrime të zezë. Mund të përdorni çdo sasi për aq kohë sa mund ta ngjeshni në densitetin e kërkuar.

Shumica e këtyre formacioneve u shfaqën pas vdekjes së yjeve masive, kështu që mund të pritej që pesha e tyre të ishte ekuivalente. Masa tipike për një vrimë të tillë do të ishte 10 herë më e madhe se ajo e diellit - 10 31 kg. Përveç kësaj, çdo galaktikë duhet të jetë shtëpia e një vrime të zezë supermasive qendrore, masa e së cilës tejkalon atë diellore një milion herë - 10 36 kg.

Sa më masiv të jetë objekti, aq më shumë masë mbulon. Rrezja dhe masa e horizontit janë drejtpërdrejt proporcionale, domethënë nëse një vrimë e zezë peshon 10 herë më shumë se një tjetër, atëherë rrezja e saj është 10 herë më e madhe. Rrezja e një vrime me masivitet diellor është 3 km, dhe nëse është një milion herë më e madhe, atëherë 3 milion km. Këto duken se janë gjëra tepër masive. Por të mos harrojmë se këto janë koncepte standarde për astronominë. Rrezja diellore arrin 700,000 km, dhe ajo e një vrime të zezë është 4 herë më e madhe.

Le të themi se nuk jeni me fat dhe anija juaj po lëviz në mënyrë të pashmangshme drejt një vrime të zezë supermasive. Nuk ka kuptim të luftosh. Thjesht fikni motorët dhe shkoni drejt të pashmangshmes. Cfare te presesh?

Le të fillojmë me mungesën e peshës. Ju jeni në rënie të lirë, kështu që ekuipazhi, anija dhe të gjitha pjesët janë pa peshë. Sa më afër qendrës së vrimës, aq më të forta ndihen forcat gravitacionale të baticës. Për shembull, këmbët tuaja janë më afër qendrës sesa koka. Pastaj filloni të ndiheni sikur jeni duke u shtrirë. Si rezultat, ju thjesht do të copëtoni.

Këto forca janë të padukshme derisa të arrini 600,000 km nga qendra. Kjo është tashmë pas horizontit. Por ne po flasim për një objekt të madh. Nëse bie në një vrimë me masën e diellit, atëherë forcat e baticës do t'ju përfshijnë 6000 km nga qendra dhe do t'ju shqyen përpara se të arrini në horizont (kjo është arsyeja pse ne ju dërgojmë në atë të madhin që të mund të vdisni tashmë brenda vrimës, dhe jo në afrim) .

Çfarë ka brenda? Nuk dua të zhgënjej, por asgjë e jashtëzakonshme. Disa objekte mund të jenë të shtrembëruara në pamje dhe asgjë tjetër e pazakontë. Edhe pasi të kaloni horizontin, do t'i shihni gjërat përreth jush ndërsa lëvizin me ju.

Sa kohë do të zgjasë e gjithë kjo? Gjithçka varet nga distanca juaj. Për shembull, keni filluar nga një pikë pushimi ku singulariteti është 10 herë rrezja e vrimës. Do të duhen vetëm 8 minuta për t'iu afruar horizontit, dhe më pas 7 sekonda të tjera për të hyrë në singularitet. Nëse bini në një vrimë të vogël të zezë, gjithçka do të ndodhë më shpejt.

Sapo kaloni horizontin, mund të gjuani raketa, të bërtisni dhe të qani. Keni 7 sekonda për t'i bërë të gjitha këto derisa të futeni në singularitetin. Por asgjë nuk do t'ju shpëtojë. Kështu që thjesht shijoni udhëtimin.

Le të themi se je i dënuar dhe bie në një vrimë, dhe i dashuri yt shikon nga larg. Epo, ai do t'i shohë gjërat ndryshe. Do të vini re se ngadalësoheni ndërsa i afroheni horizontit. Por edhe nëse një person ulet për njëqind vjet, ai nuk do të presë derisa të arrini në horizont.

Le të përpiqemi të shpjegojmë. Vrima e zezë mund të kishte dalë nga një yll në rënie. Meqenëse materiali është shkatërruar, Kirill (le të jetë miku juaj) e sheh atë duke u pakësuar, por kurrë nuk do ta vërejë se i afrohet horizontit. Kjo është arsyeja pse ata u quajtën "yje të ngrirë" sepse duket se ngrijnë në një rreze të caktuar.

Per Cfarë bëhet fjalë? Le ta quajmë një iluzion optik. Pafundësia nuk është e nevojshme për të formuar një vrimë, ashtu siç nuk është e nevojshme të kalosh horizontin. Ndërsa afroheni, drita merr më shumë kohë për të arritur në Kirill. Më saktësisht, rrezatimi në kohë reale nga tranzicioni juaj do të regjistrohet në horizont përgjithmonë. Ju keni kaluar gjatë vijës, dhe Kirill është ende duke vëzhguar sinjalin e dritës.

Ose mund të afroheni nga ana tjetër. Koha zvarritet më gjatë afër horizontit. Për shembull, ju keni një anije super të fuqishme. Keni arritur t'i afroheni horizontit, të qëndroni atje për disa minuta dhe të dilni i gjallë te Kirill. kë do të shihni? Njeri i vjeter! Në fund të fundit, koha kaloi shumë më ngadalë për ju.

Çfarë është e vërtetë atëherë? Iluzioni apo loja e kohës? Gjithçka varet nga sistemi koordinativ i përdorur për të përshkruar vrimën e zezë. Nëse mbështeteni në koordinatat e Schwarzschild, atëherë kur kaloni horizontin, koordinata e kohës (t) barazohet me pafundësinë. Por matjet e sistemit ofrojnë një pamje të paqartë të asaj që po ndodh pranë vetë objektit. Në vijën e horizontit, të gjitha koordinatat janë të shtrembëruara (singulariteti). Por ju mund të përdorni të dy sistemet e koordinatave, kështu që të dy përgjigjet janë të vlefshme.

Në realitet, ju thjesht do të bëheni të padukshëm dhe Kirill nuk do t'ju shohë përpara se të ketë kaluar shumë kohë. Mos harroni për zhvendosjen e kuqe. Ju lëshoni dritë të vëzhgueshme në një gjatësi vale të caktuar, por Kirill do ta shohë atë në një gjatësi më të gjatë. Valët zgjaten ndërsa i afrohen horizontit. Përveç kësaj, mos harroni se rrezatimi ndodh në fotone të caktuara.

Për shembull, në momentin e tranzicionit do të dërgoni fotonin e fundit. Ajo do të arrijë Kirill në një kohë të caktuar të fundme (rreth një orë për një vrimë të zezë supermasive).

Sigurisht që jo. Mos harroni për ekzistencën e horizontit të ngjarjeve. Kjo është e vetmja zonë nga e cila nuk mund të dilni. Mjafton të mos i afrohesh dhe të ndihesh i qetë. Për më tepër, nga një distancë e sigurt ky objekt do t'ju duket shumë i zakonshëm.

Paradoksi i informacionit të Hawking

Fizikani Emil Akhmedov mbi efektin e gravitetit në valët elektromagnetike, paradoksin e informacionit të vrimave të zeza dhe parimin e parashikueshmërisë në shkencë:

Mos u frikësoni, pasi Dielli nuk do të shndërrohet kurrë në një objekt të tillë sepse thjesht nuk ka masë të mjaftueshme. Për më tepër, ajo do të ruajë pamjen e saj aktuale edhe për 5 miliardë vjet të tjerë. Pastaj do të kalojë në fazën e gjigantit të kuq, duke thithur Mërkurin, Venusin dhe duke skuqur plotësisht planetin tonë, dhe më pas do të bëhet një xhuxh i bardhë i zakonshëm.

Por le të kënaqemi me fantazinë. Kështu që Dielli u bë një vrimë e zezë. Për të filluar, ne do të mbështjellemi menjëherë në errësirë ​​dhe të ftohtë. Toka dhe planetët e tjerë nuk do të thithen në vrimë. Ata do të vazhdojnë të rrotullohen rreth objektit të ri në orbita normale. Pse? Sepse horizonti do të arrijë vetëm 3 km, dhe graviteti nuk do të jetë në gjendje të na bëjë asgjë.

Po. Natyrisht, ne nuk mund të mbështetemi në vëzhgimin e dukshëm, pasi drita nuk mund të shpëtojë. Por ka prova rrethanore. Për shembull, ju shihni një zonë që mund të përmbajë një vrimë të zezë. Si mund ta kontrolloj këtë? Filloni duke matur masën. Nëse është e qartë se në një zonë ka shumë prej saj ose është në dukje e padukshme, atëherë jeni në rrugën e duhur. Ekzistojnë dy pika kërkimi: qendra galaktike dhe sistemet binare me rrezatim me rreze X.

Kështu, objekte masive qendrore u gjetën në 8 galaktika, masa bërthamore e të cilave varion nga një milion në një miliard diellor. Masa llogaritet duke vëzhguar shpejtësinë e rrotullimit të yjeve dhe gazit rreth qendrës. Sa më shpejt, aq më e madhe duhet të jetë masa për t'i mbajtur ato në orbitë.

Këto objekte masive konsiderohen si vrima të zeza për dy arsye. Epo, thjesht nuk ka më opsione. Nuk ka asgjë më masive, më të errët dhe më kompakte. Përveç kësaj, ekziston një teori që të gjitha galaktikat aktive dhe të mëdha kanë një përbindësh të tillë të fshehur në qendër. Por ende kjo nuk është provë 100%.

Por dy gjetje të fundit flasin në favor të teorisë. Një sistem "mazer uji" (një burim i fuqishëm i rrezatimit mikrovalor) pranë bërthamës u vu re në galaktikën më të afërt aktive. Duke përdorur një interferometër, shkencëtarët hartuan shpërndarjen e shpejtësive të gazit. Domethënë, ata matën shpejtësinë brenda gjysmë viti drite në qendrën galaktike. Kjo i ndihmoi ata të kuptonin se brenda kishte një objekt masiv, rrezja e të cilit arrinte gjysmë viti drite.

Zbulimi i dytë është edhe më bindës. Studiuesit duke përdorur rreze X u ndeshën në një vijë spektrale të bërthamës galaktike, që tregon praninë e atomeve aty pranë, shpejtësia e të cilave është tepër e lartë (1/3 e shpejtësisë së dritës). Përveç kësaj, emetimi korrespondonte me një zhvendosje të kuqe që korrespondon me horizontin e vrimës së zezë.

Një klasë tjetër mund të gjendet në Rrugën e Qumështit. Këto janë vrima të zeza yjore që formohen pas një shpërthimi supernova. Nëse ato do të ekzistonin veçmas, atëherë edhe nga afër vështirë se do ta vëmë re. Por ne jemi me fat, sepse shumica ekzistojnë në sisteme të dyfishta. Ato janë të lehta për t'u gjetur, pasi vrima e zezë do të tërheqë masën e fqinjit të saj dhe do ta ndikojë atë me gravitetin. Materiali "i nxjerrë" formon një disk grumbullimi, në të cilin gjithçka nxehet dhe për këtë arsye krijon rrezatim të fortë.

Le të supozojmë se keni arritur të gjeni një sistem binar. Si e kuptoni që një objekt kompakt është një vrimë e zezë? Përsëri i drejtohemi masave. Për ta bërë këtë, matni shpejtësinë orbitale të një ylli aty pranë. Nëse masa është tepër e madhe me dimensione kaq të vogla, atëherë nuk ka më opsione të mbetura.

Ky është një mekanizëm kompleks. Stephen Hawking ngriti një temë të ngjashme në vitet 1970. Ai tha se vrimat e zeza nuk janë vërtet "të zeza". Ka efekte mekanike kuantike që e bëjnë atë të krijojë rrezatim. Gradualisht vrima fillon të tkurret. Shpejtësia e rrezatimit rritet me zvogëlimin e masës, kështu që vrima lëshon gjithnjë e më shumë dhe përshpejton procesin e tkurrjes derisa të tretet.

Megjithatë, kjo është vetëm një skemë teorike, sepse askush nuk mund të thotë saktësisht se çfarë ndodh në fazën e fundit. Disa njerëz mendojnë se mbetet një gjurmë e vogël por e qëndrueshme. Teoritë moderne nuk kanë dalë ende me ndonjë gjë më të mirë. Por vetë procesi është i pabesueshëm dhe kompleks. Është e nevojshme të llogariten parametrat në hapësirë-kohë të lakuar dhe vetë rezultatet nuk mund të verifikohen në kushte normale.

Ligji i ruajtjes së energjisë mund të përdoret këtu, por vetëm për kohëzgjatje të shkurtra. Universi mund të krijojë energji dhe masë nga e para, por ato duhet të zhduken shpejt. Një nga manifestimet janë luhatjet e vakumit. Çiftet e grimcave dhe antigrimcave rriten nga hiçi, ekzistojnë për një periudhë të caktuar kohe dhe vdesin në shkatërrim të ndërsjellë. Kur ato shfaqen, bilanci i energjisë prishet, por gjithçka rikthehet pas zhdukjes. Duket fantastike, por ky mekanizëm është konfirmuar eksperimentalisht.

Le të themi se një nga luhatjet e vakumit vepron pranë horizontit të një vrime të zezë. Ndoshta njëra nga grimcat bie brenda dhe e dyta ikën. Ai që shpëton merr me vete një pjesë të energjisë së vrimës dhe mund të bjerë në sytë e vëzhguesit. Do t'i duket atij se një objekt i errët thjesht ka lëshuar një grimcë. Por procesi përsëritet, dhe ne shohim një rrjedhë të vazhdueshme rrezatimi nga vrima e zezë.

Ne kemi thënë tashmë se Kirill ndjen se keni nevojë për pafundësi për të kapërcyer vijën e horizontit. Përveç kësaj, u përmend se vrimat e zeza avullojnë pas një periudhe të caktuar kohe. Pra, kur të arrini në horizont, vrima do të zhduket?

Nr. Kur përshkruam vëzhgimet e Kirillit, nuk folëm për procesin e avullimit. Por, nëse ky proces është i pranishëm, atëherë gjithçka ndryshon. Miku juaj do t'ju shohë të fluturoni përtej horizontit pikërisht në momentin e avullimit. Pse?

Një iluzion optik mbizotëron Kirill. Drita e emetuar në horizontin e ngjarjeve kërkon shumë kohë për të arritur mikun e saj. Nëse vrima zgjat përgjithmonë, atëherë drita mund të udhëtojë pafundësisht, dhe Kirill nuk do të presë për tranzicionin. Por, nëse vrima është avulluar, atëherë asgjë nuk do ta ndalojë dritën dhe do të arrijë tek djali në momentin e shpërthimit të rrezatimit. Por nuk të intereson më, sepse ke vdekur në singularitet shumë kohë më parë.

Formulat e teorisë së përgjithshme të relativitetit kanë një veçori interesante - simetrinë në kohë. Për shembull, në çdo ekuacion mund të imagjinoni se koha rrjedh mbrapsht dhe të merrni një zgjidhje të ndryshme, por gjithsesi të saktë. Nëse e zbatojmë këtë parim për vrimat e zeza, atëherë lind një vrimë e bardhë.

Një vrimë e zezë është një zonë e përcaktuar nga e cila asgjë nuk mund të shpëtojë. Por opsioni i dytë është një vrimë e bardhë në të cilën asgjë nuk mund të bjerë. Në fakt, ajo largon gjithçka. Edhe pse, nga pikëpamja matematikore, gjithçka duket e qetë, kjo nuk vërteton ekzistencën e tyre në natyrë. Me shumë mundësi, nuk ka asnjë, dhe nuk ka asnjë mënyrë për ta zbuluar.

Deri në këtë pikë kemi folur për klasikët e vrimave të zeza. Ata nuk rrotullohen dhe nuk kanë ngarkesë elektrike. Por në versionin e kundërt fillon gjëja më interesante. Për shembull, mund të futeni brenda, por shmangni singularitetin. Për më tepër, "brenda" e saj është në gjendje të kontaktojë një vrimë të bardhë. Kjo do të thotë, ju do të gjeni veten në një lloj tuneli, ku vrima e zezë është hyrja dhe vrima e bardhë është dalja. Ky kombinim quhet një vrimë krimbi.

Është interesante se një vrimë e bardhë mund të gjendet kudo, madje edhe në një Univers tjetër. Nëse dimë të kontrollojmë vrima të tilla krimbash, atëherë do të ofrojmë transport të shpejtë në çdo zonë të hapësirës. Dhe akoma më e freskët është mundësia e udhëtimit në kohë.

Por mos e paketoni çantën tuaj të shpinës derisa të dini disa gjëra. Fatkeqësisht, ekziston një probabilitet i lartë që të mos ketë formacione të tilla. Ne kemi thënë tashmë se vrimat e bardha janë një përfundim nga formula matematikore, dhe jo një objekt real dhe i konfirmuar. Dhe të gjitha vrimat e zeza të vëzhguara krijojnë rënie të materies dhe nuk formojnë vrima krimbash. Dhe ndalesa e fundit është singulariteti.

Një vrimë e zezë është një rajon i veçantë në hapësirë. Ky është një akumulim i caktuar i lëndës së zezë, i aftë për të tërhequr në vetvete dhe për të thithur objekte të tjera në hapësirë. Fenomeni i vrimave të zeza ende nuk është. Të gjitha të dhënat e disponueshme janë vetëm teori dhe supozime të shkencëtarëve astronomë.

Emri "vrima e zezë" u krijua nga shkencëtari J.A. Wheeler në vitin 1968 në Universitetin Princeton.

Ekziston një teori që vrimat e zeza janë yje, por të pazakonta, si ato neutronike. Një vrimë e zezë - - sepse ka një densitet shumë të lartë ndriçimi dhe nuk dërgon asnjë rrezatim. Prandaj, ai nuk është i padukshëm as në rrezet infra të kuqe, as në rrezet x dhe as në rrezet e radios.

Astronomi francez P. Laplace e zbuloi këtë situatë 150 vjet para vrimave të zeza. Sipas argumenteve të tij, nëse ka një dendësi të barabartë me densitetin e Tokës dhe një diametër 250 herë më të madh se diametri i Diellit, atëherë nuk lejon që rrezet e dritës të përhapen në të gjithë universin për shkak të gravitetit të tij, dhe për këtë arsye mbetet e padukshme. Kështu, supozohet se vrimat e zeza janë objektet më të fuqishme që lëshojnë në Univers, por ato nuk kanë një sipërfaqe të fortë.

Vetitë e vrimave të zeza

Të gjitha vetitë e supozuara të vrimave të zeza bazohen në teorinë e relativitetit, të nxjerrë në shekullin e 20-të nga A. Einstein. Çdo qasje tradicionale për të studiuar këtë fenomen nuk ofron ndonjë shpjegim bindës për fenomenin e vrimave të zeza.

Vetia kryesore e një vrime të zezë është aftësia për të përkulur kohën dhe hapësirën. Çdo objekt lëvizës i kapur në fushën e tij gravitacionale në mënyrë të pashmangshme do të tërhiqet, sepse... në këtë rast, rreth objektit shfaqet një vorbull gravitacionale e dendur, një lloj hinke. Në të njëjtën kohë, koncepti i kohës është transformuar. Shkencëtarët, sipas llogaritjeve, janë ende të prirur të arrijnë në përfundimin se vrimat e zeza nuk janë trupa qiellorë në kuptimin e pranuar përgjithësisht. Këto janë me të vërtetë një lloj vrimash, vrima krimbash në kohë dhe hapësirë, të afta për ta ndryshuar dhe dendur atë.

Një vrimë e zezë është një zonë e mbyllur e hapësirës në të cilën lënda është e ngjeshur dhe nga e cila asgjë nuk mund të shpëtojë, madje as drita.

Sipas llogaritjeve të astronomëve, me fushën e fuqishme gravitacionale që ekziston brenda vrimave të zeza, asnjë objekt i vetëm nuk mund të mbetet i padëmtuar. Ai do të copëtohet menjëherë në miliarda pjesë para se të futet brenda. Megjithatë, kjo nuk përjashton mundësinë e shkëmbimit të grimcave dhe informacionit me ndihmën e tyre. Dhe nëse një vrimë e zezë ka një masë të paktën një miliard herë më të madhe se masa e Diellit (supermasive), atëherë teorikisht është e mundur që objektet të lëvizin nëpër të pa u copëtuar nga graviteti.

Sigurisht, këto janë vetëm teori, sepse kërkimet e shkencëtarëve janë ende shumë larg nga të kuptuarit se çfarë procesesh dhe aftësish fshehin vrimat e zeza. Është shumë e mundur që diçka e ngjashme mund të ndodhë në të ardhmen.