Găuri negre: fapte despre cele mai întunecate obiecte din univers

Cum se formează găurile negre?

Găurile negre se pot forma atunci când moare o stea uriașă. Acest lucru se întâmplă deoarece stelele produc lumină și căldură printr -un proces numit Fuziune nucleară. În acest proces, două mici atomi Fuzionați împreună pentru a forma un atom mai greu, care eliberează energie. Acei atomi mai grei apoi fuzionează pentru a forma atomi și mai grei și așa mai departe pentru a menține steaua stârnind lumină și căldură.

Când stele foarte mari aproape de sfârșitul vieții lor, ele fuzionează atomi mai grei și mai grei în centrele lor. În cele din urmă, încep să formeze atomi de fier. Dar Fuzionarea fierului necesită mai multă energie decât reacția produce, astfel încât steaua începe să se prăbușească în sine, formând o gaură neagră.

Găurile negre supermasive sunt un tip special de gaură neagră care este de milioane de ori mai mare decât soarele nostru. Găurile negre supermasive se formează de -a lungul a sute de milioane de ani, atât prin hrănirea materialelor din jurul lor, cât și contopirea cu alte găuri negre.

Pot exista și alte găuri negre care s -au format imediat după începerea universului. Dacă există, s -au format pentru că la scurt timp după Big Bang, au existat buzunare de spațiu, cu atâta materie de materie, încât s -au prăbușit și au format găuri negre. Dar oamenii de știință nu au găsit încă unul dintre acestea Găuri negre „primordiale” încă.

Ce se întâmplă în interiorul unei gauri negre?

Găurile negre pot arăta ca un spațiu gol, dar sunt opuse. În interiorul unei gauri negre, veți găsi sarcini și o mulțime de materiale ghemuite în jos într -un punct infinit de mic. Acest punct minuscul, dar extrem de dens, se numește singularitate. Fizicienii nu știu ce se întâmplă la singularitate. Este un mediu atât de extrem, încât toate cunoștințele noastre actuale despre fizică se descompun, ceea ce le face imposibile din punct de vedere tehnic. S -ar putea ca pur și simplu să nu le înțelegem pe deplin.

În jurul acestei singularități este orizontul evenimentului, granița invizibilă care marchează intrarea în gaura neagră. Odată ce orice traversează orizontul evenimentului, nu poate pleca niciodată. Pentru a scăpa, ar trebui să călătorească mai repede decât viteza luminii, ceea ce este, de asemenea, imposibil.

Cum arată găurile negre?

Găurile negre sunt negre, deoarece tracțiunile lor gravitaționale sunt atât de puternice încât chiar și lumina nu le poate scăpa. Fără nicio lumină care vine din centrele lor, acestea arată complet întunecate. Dar astronomii pot încă „vedea” găurile negre prin alte metode.

O modalitate de a detecta găurile negre este prin intermediul Quasars ele produc. Quasarele sunt obiecte foarte fierbinți, luminoase, care se întâmplă atunci când găurile negre trag în gaz și praf. Inelul de praf și gaz din jurul găurii negre strălucește puternic, ceea ce face ușor pentru astronomi să le observe. Unele cvasare strălucesc mai luminoase decât galaxiile întregi și sunt vizibile miliarde de ani lumină în univers. Un alt mod de a „vedea” găurile negre este atunci când se contopesc. Când două găuri negre se ciocnesc, trimit ondulări Spațiu-timpun fel de valuri pe ocean. Acestea sunt cunoscute sub numele de unde gravitaționale. Aceste valuri sunt incredibil de slabe, dar instrumentele sensibile pe Pământ le pot detecta. Până în prezent, astronomii au identificat cel puțin 50 de evenimente de fuziune a găurilor negre.

Prima adevărată „imagine” a unei găuri negre Creat vreodată a apărut în 2019, când astronomii au folosit telescopul Horizon Event pentru a fotografia o imagine a unui disc luminat de material care se învârte în jurul unei gauri negre numită M87*. În greutate de 3 miliarde de ori mai mare decât cea a soarelui și stând într-o galaxie la peste 50 de milioane de ani lumină distanță, M87* arăta ca o gogoașă portocalie distorsionată. Deoarece este imposibil să faci o poză cu gaura neagră în sine (pentru că nu poate scăpa nicio lumină), ceea ce a văzut în schimb astronomii a fost „umbra” ei, gaura din materialul strălucitor care îl înconjoară. În 2022, același telescop a luat o imagine din gaura neagră din centrul drumului Lactee.

Cine a descoperit găuri negre?

Fizicianul Karl Schwarzschild a descoperit accidental găuri negre în 1916, când și -a dat seama de o soluție particulară pentru teoria generală a relativității lui Einstein. Dar această soluție conținea o caracteristică ciudată: teoria s -a comportat ciudat la o dimensiune specifică, cunoscută astăzi sub numele de raza Schwarzschild.

Ulterior s -a realizat de ce acest număr a fost atât de special. Dacă ați comprimat masa unui obiect într -un spațiu mai mic decât raza Schwarzschild, tracțiunea sa gravitațională ar copleși fiecare forță cunoscută și nimic nu ar putea scăpa. Fizicienii timpurii au presupus că alte legi fizice au făcut acest lucru imposibil. Dar la sfârșitul anilor 1930, a devenit clar că natura ar putea Într -adevăr, permiteți să existe găuri negre Când fizicianul indian Subrahmanyan Chandrasekhar a constatat că peste o anumită densitate, nicio forță nu poate copleși gravitația. Cu toate acestea, găurile negre se pot forma doar în cele mai extreme condiții.

Ce s -ar întâmpla dacă ai cădea într -o gaură neagră?

Dacă cădeți într -o gaură neagră, moartea este garantată. Pe măsură ce vă apropiați de o gaură neagră, forțele gravitaționale sunt atât de puternice încât ați fi întins cu capul până în picioare într-o șuviță lungă și subțire de particule, înainte de a ajunge chiar la orizontul evenimentului, o soartă teribilă numită „spaghettificare”.

Găurile negre de dimensiuni medii te -ar spagchettifica atât de repede creierul s -ar despărți în atomi separați instantaneu Și nu ai avea timp să observi nimic. Dar găurile negre mai mari ar dura mai mult pentru a vă spaghettifica. În acest caz, ați începe să mergeți mai repede, apropiindu -vă de viteza luminii. Pe măsură ce s -a întâmplat asta, timpul va încetini din ce în ce mai mult. Acest lucru ar crea un efect foarte ciudat, în care atunci când te -ai uita în gaura neagră (dacă ai fi încă în viață), ai vedea tot ce s -a întâmplat în trecut, în apropierea acelui loc care se încadra în el. Dacă te -ai uita în spatele tău, ai vedea tot ce s -ar întâmpla în viitor.

Obțineți cele mai fascinante descoperiri din lume livrate direct în căsuța de e -mail.