Чуйте думите ‘черна дупка’ и може би ще помислите за въртящ се вихър, всмукващ всичко в челюстта си като чичо ви на сватбен бюфет. Може да си представите звезда, която е издърпана към нея като парче спагети, развяваща се около празнотата, докато не бъде изтласкана от съществуването. Реалността не е толкова проста или толкова вкусна. Ето нашия буквар.
Какво е черна дупка?
Черните дупки объркват физиците от векове, но просто описание би било област в пространството-времето, която има такава силна гравитация, дори светлината не може да избяга.
Едно от първите неща, които трябва да разберете за черните дупки, е, че те не са празно пространство, а по-скоро материя, уплътнена на много малка площ. Черната дупка може да има маса от 20 звезди, например, но само с размерите на централен Лондон. Тази плътност прави странни неща със законите на времето и пространството, като едно от тях е появата на теоретична бариера, наречена хоризонт на събитията.
ПРОЧЕТЕТЕ СЛЕДВАЩО: Пробивът на Черната дупка разкрива трептящи струи, забелязани от суперкомпютри
Вижте свързания пробив на Черната дупка разкрива трептящи струи, забелязани от суперкомпютри Най-старата супермасивна черна дупка, откривана някога, е забелязана на 13,7 милиарда светлинни години
В теорията на Алберт Айнщайн за общата теория на относителността хоризонтът на събитията е точка, на която няма връщане. С приближаването на обекта до хоризонта на събитията, все повече пътища, поети от частиците му, се огъват към черната дупка. След като хоризонтът на събитията бъде нарушен, деформацията на пространството-време става толкова голяма, че няма начин частиците да се движат навън.
Това е точката, в която дупката става черна, когато светлината не може да избяга от издърпването напред, напред, към гравитационна сингулярност; точка, в която пространство-времето е станало толкова изкривено, неговата кривина е безкрайна. Тук всички закони на физиката, както ги разбираме, се изхвърлят от прозореца. Никой наистина не знае какво се случва при сингулярността.
Колко големи са черните дупки?
Има четири класа черни дупки, въпреки че два от тях са хипотетични. В горния край на спектъра има свръхмасивни черни дупки, за които се смята, че се намират в центъра на повечето галактики. Смята се, че този в нашия Млечен път, известен като Стрелец A *, има маса от 4 милиона слънца с хоризонт на събитията, който се простира на 44 милиона километра.
В долния край на спектъра е микро черната дупка, която може да бъде толкова малка, колкото единичен атом, въпреки че все още не сме измерили един такъв размер. Между тези две има хипотетични черни дупки със средна маса и звездни черни дупки - създадени от колапса на звезди с около три или повече пъти масата на нашето слънце.
(Впечатление на художниците от звездната черна дупкаCygnus X-1. Кредит:NASA / CXC / M. Weiss)
Друга интригуваща възможна категория е първобитната черна дупка, предложена за първи път от Стивън Хокинг през 1971 г. Тези хипотетични черни дупки биха могли да се образуват по време на раждането на Вселената, преди да са възникнали звездите, и може да съдържат ключови обяснения за съществуването на тъмната материя .
ПРОЧЕТЕТЕ СЛЕДВАЩО: Най-подробната симулация на нашата Вселена, правена някога, обхваща зашеметяващия един милиард светлинни години
Досега усилията за тяхното откриване са изсъхнали, въпреки че това може да се промени благодарение на партньорството Лиго-Дева и откриването на гравитационни вълни. Възможността да се открият вълни в тъканта на космическото време би могла да проправи пътя за по-нататъшни разследвания, поглеждайки назад във времето за сливания на черни дупки, които предшестват датите.
Какво щеше да стане с мен, ако попадна в черна дупка?
Ако нямахте късмета да се окажете засмукани в черна дупка (моите съболезнования), някои странни неща ще ви се случат, а някои дори по-странни неща ще се случат на някой, който ви наблюдава от безопасно разстояние.
Това, което се случва, когато даден обект пробие хоризонта на събитията, не е лесно разбираемо и това е така, защото това е точката, когато два различни модела на физиката - квантовата механика и общата теория на относителността - си противоречат.
Има отличен запис на този кадър - наречен информационен парадокс за Черната дупка - от Аманда Гефтер заБи Би Си . Същността на това е следното: за някой, който ви наблюдава как нарушавате хоризонта на събитията, вие ще бъдете бавно заличени от изкривяването на пространството, забавянето на времето и топлината на радиацията на Хокингс - нещо, което също от страна на времето в крайна сметка ще разсее Черна дупка.
Значи си мъртъв, нали? Не точно. Според общата теория на относителността всъщност ще преминете през хоризонта на събитията, без да забележите ефектите на гравитацията, защото ще бъдете в свободно падане (нещо, което Айнщайн нарича най-щастливата мисъл ), преобръщайки се към сингулярността.
Но как можете да пътувате през космоса и да бъдете изгорени едновременно? Това затруднение се случва, защото квантовата физика казва, че информацията не може да бъде загубена и следователно тялото ви трябва да остане извън хоризонта. Ако обаче не преминете хоризонта на събитията, ще нарушите законите на общата теория на относителността. Учените са постулирали редица решения за примиряване на тези противоречащи си природни закони, но парадоксът е постоянен въпрос в основата на физиката.
Що се отнася до черните дупки, тогава не само светлината не може да избяга, но и мозъкът на поколения мислители.
как да актуализирам драйвер windows 10
Кредит за водещо изображение: Wikimedia Commons
