Черни дупки Съществуват ли наистина черни дупки? Съществуват ли черни дупки.

Наскоро учен от САЩ направи сензационно изявление, че "черни дупки" не съществуват в природата. Американският физик стигна до това заключение, след като обедини две противоречиви теории по този въпрос. Тази хипотеза обаче съвсем логично обяснява възникващото несъответствие между квантовата механика и теорията на относителността на Айнщайн.

Струва си да се отбележи: повече от петдесет години учените вярваха, че материята под въздействието на собствената си гравитация се свива, когато звезда колапсира, в крайна сметка образувайки сингулярност, която се превръща в ядрото на черна дупка и е способна да унищожи всяка материя. И основна характеристикаЧерната дупка е хоризонт на събитията, нещо като граница, отвъд която дори светлината не може да премине.

Днес повечето астрофизици и фенове на научната фантастика не се съмняват в съществуването на черни дупки, които също многократно се споменават в различни филми. Има дори косвени доказателства за съществуването на черни дупки. По-специално, смята се, че огромна черна дупка също се намира в центъра на нашата галактика.

Междувременно често възникват някои трудности в процеса на обясняване на произхода и функционирането на черните дупки. По-специално, теорията на Айнщайн за гравитацията потвърждава образуването на сингулярност, но според фундаменталните принципи на квантовата теория никаква информация не може да изчезне във Вселената. Следователно комбинирането на тези две теории непроменени води до така наречения парадокс на загубата на информация.

Още през 1974 г. ученият Стивън Хокинг се опита да обясни парадокса с помощта на квантовата механика. Той предположи, че несъответствието може да се обясни със съществуването на хипотетично излъчване на черна дупка. Това лъчение, което се нарича лъчение на Хокинг, е виртуален поток елементарни частици. В резултат на квантовите ефекти те се изпаряват от повърхността на черната дупка. Оказва се, че ако сингулярността не абсорбира енергия, тогава тя постепенно ще се „изпари“, като в крайна сметка ще изхвърли част от хаотичната информация. До известна степен това ще допринесе за разрешаването на парадоксите.

Въпреки това, тази теория също голям бройнесъответствия. След това преди две години беше оттеглен нова теория, според който за образуването на квантови ефекти е виновна така наречената „огнена стена“ на черна дупка, която се появява зад невидимо събитие и моментално унищожава всяка материя. Тази теория предизвика голям интерес у научен святи до известна степен допринесе за формирането на редица други хипотези. По-специално, според хипотезата на Хуан Малдасена, нашата Вселена е проекция на информация върху равнина.

Друга теория е предложена от професора по физика Лаура Мерсини-Хотън. Тя се съгласява, че под въздействието на гравитацията звездата произвежда радиация на Хокинг, когато колабира. Според изчисленията на експерта обаче звездата губи и маса. Следователно няма да може да се свие в сингулярност и да образува нова черна дупка. Тоест, вместо умираща звезда да трябва да образува черна дупка, тя експлодира.
Оказва се, че той не формира парадокс на събитията и други свързани несъответствия. Така можем да кажем, че черни дупки всъщност не съществуват.

По този начин можем да кажем, че хипотезата на Мерсини-Хотън повдига не по-малко въпроси от хипотезите на други учени. Теориите, че нашата Вселена е възникнала от сингулярност, която по време на голям взривизведнъж започна да се разширява. Според Мерсини-Хотън това не може да се случи, тъй като няма сингулярност.

Няма намерени свързани връзки

2007-09-12 / Владимир Покровски

Черните дупки умират преди да се родят. Поне така твърдят американските физици теоретични от университета Case Western Reserve в Охайо. Те извеждат математически формули, от които следва, че черните дупки просто не могат да се образуват. Ако тези формули са верни, тогава може би най-важната космологична конструкция на 20-ти век се срива.

Какво е черна дупка? Всички знаем, многократно сме информирани за това. Това е толкова свръхмасивно тяло, чиято гравитация е просто ужасна. Щом нещо се доближи до него на разстояние от центъра, наречено хоризонт на събитията, тогава всичко никога не е нещо, било то материално тяло, било то просто квант електромагнитно излъчване- фотон, който също е материално тяло, но в същото време е електромагнитна вълна, не може да избяга обратно. Така, без да знае за фотоните, великият Лаплас веднъж дефинира черна дупка, след това през 1916 г. е предсказана от немския физик Шварцшилд, въпреки че самият термин „черна дупка“ е предложен едва през 1967 г.

Е, никога не се знае, свръхмасивно тяло, което привлича всичко, което неволно се окаже наблизо - какво е специалното за нашия космос отвъд въображението? Има нещо специално - въведено е от Айнщайн, но не от самия него, а с помощта на неговата теория на относителността. Според тази теория всичко, което попадне в черна дупка, попада в математическа точка. Дупката е напълно празна, с изключение на тази точка. И в този момент се наблюдава напълно невъзможното - така наречената сингулярност: деление на нула, безкрайна плътност и от тук следват най-фантастичните последствия. Например проникване в паралелна вселена или мигновено придвижване до друга точка от нашето пространство.

Но някак си е необичайно за нашия свят от гледна точка на физиката да има деление на нула, винаги е било някак смущаващо. Тип може да бъде само по математика, но в действителност - никога.

През 1976 г. известният британски теоретичен физик Стивън Хокинг открива квантов ефект, поради който черна дупка, тоест тяло, чиято гравитация по дефиниция не може да излъчва светлина, все пак я излъчва. Той показа, че ако има двойка „частица-античастица“, квантово-механично свързани помежду си, и една от тези частици попадне в дупка, тогава останалата може да я извади оттам. Сега теоретиците от Кливланд изглежда са доказали, че изпарението на черна дупка, което се случва по този начин, е толкова интензивно, че тя ще се изпари, преди дори да има шанс да се образува.

Как са го направили и доколко са прави в изводите си, нека не гадаем, а да оставим на колегите им да преценят. Но в действителност съмненията относно съществуването на черни дупки се изразяват отдавна и от време на време се появяват публикации, чиито автори доказват, че черни дупки няма. Въпреки факта, че към днесВече има стотици отворени. „Но това не са черни дупки“, казват теоретиците на Кливланд. „Те са просто свръхмасивни космически обекти.“

Член-кореспондент на Руската академия на науките Анатолий Черепашчук, директор на Държавния астрономически институт. Московски държавен университет "Щернберг". М. В. Ломоносов, по този повод внимавайте в коментарите.

„Наистина – каза той в интервю за кореспондент на НГ – тук има известно терминологично объркване. Виждаме обекти в небето, които се държат точно както трябва да се държат черните дупки и вярваме, че те са черни дупки, и ги наричаме така, но остава да се докаже, че това са обекти, които нямат повърхност. Но има много косвени признаци, че те просто нямат повърхност.

Фактът, че черните дупки се изпаряват, Черепашчук не вижда нищо ново: „Всички те се изпаряват. Ако масата на черна дупка не надвишава масата на средна планина, като например Ленинските планини в Москва, тоест 1015 грама, тогава тя наистина ще се изпари в един момент, с експлозия; докато дупки с маса от няколко слънца ще изискват хиляди космологични времена, за да се изпарят напълно. Вярно, има екзотични теории, които отчитат факта, че нашето пространство има не 4 измерения, а 11 и според тези допълнителни измерения черната дупка също се изпарява. И следователно процесът на изпарение е много по-бърз, отколкото в обичайното четириизмерно пространство. В известен смисъл работата, за която говорите, е като логично продължение на тези теории. Но, повтарям, има много косвени доказателства, че черните дупки наистина съществуват.

Космическият телескоп Хъбъл, може би за първи път, предостави ясни доказателства за съществуването на черни дупки. Той наблюдава изчезването на материя, попадаща в зоната на действие на черна дупка, отвъд така наречения "хоризонт на събитията".

Наблюдаваните слаби светлинни импулси на потоци горещ газ в ултравиолетовия спектър се избелиха и след това изчезнаха, образувайки вихър около масивен, компактен обект, наречен Cygnus XR-1. Този механизъм на падане, подобен например на падането на вода на ръба на водопад, съответства на ясна аналогия с теоретичните изчисления на падането на материя в черна дупка.

Хоризонтът на събитията е област от пространството, която обгражда черна дупка, веднъж в която материята никога не може да напусне тази област и да попадне в черната дупка. Светлината все още може да преодолее огромната сила на гравитацията и да изпрати последните потоци от изчезващата материя, но само за кратък период от време, докато падащата материя навлезе в така наречената зона на сингулярност, отвъд която дори светлината вече не може да премине.

Според известните теории никой друг астрономически обект, с изключение на черна дупка, не може да има зона на хоризонта на събитията.

Черните дупки бяха разкрити чрез наблюдение на модели на засмукване (течащи) маси от звезден газ в тях. Като се оцени колко маса отива в малка област от пространството, може да се определи колко място заема черна дупка и нейната маса.

Досега никой не е виждал материя, която вече е попаднала в хоризонта на събитията, да пада в черна дупка. Обикновено се наблюдава картина на просто преливане на материя от звезда, съседна на черната дупка. В същото време черната дупка беше напълно сферично обвита от маса течащ газ и самата тя приличаше на външен видмалка звезда, но излъчваща светлина в спектър, близък до ултравиолетовия или в неутрони.

Тази тайна беше скрита от обществеността от доста време. Учените бяха ангажирани с щателен анализ и проверка на тези данни.

Самият Хъбъл, разбира се, не е видял зоната на хоризонта на събитията - това е твърде малък регион от пространството на такова разстояние, за да бъде оценен. Хъбъл измерва хаотични флуктуации в ултравиолетовата светлина на кипящ газ, уловен в зоната на гравитационно влияние на черната дупка. Хъбъл улови уникални моменти от "затихващия влак от импулси", който много бързо отслабна.

Този механизъм е в съответствие с общоприетата теория, предсказана от учените: когато материята падне близо до хоризонта на събитията, светлината от нея бързо затъмнява, защото колкото по-близо до центъра на черната дупка, толкова по-силна силагравитацията и колкото по-дълги стават вълните, постепенно преминавайки от ултравиолетовия към неутронния спектър, след което напълно изчезват. Този ефект се нарича "червено отместване".

Наблюдаваният фрагмент от падаща материя изчезна от зрителното поле на телескопа Хъбъл, преди действително да достигне хоризонта на събитията. Бързият фотометър на Хъбъл взе проби от светлинни импулси със скорост от 100 000 измервания в секунда. Ултравиолетовата разделителна способност на Хъбъл направи възможно да се види слабо трептене на падаща материя в рамките на 1000 мили от хоризонта на събитията.

Динамичните модели предсказаха преди това, че Cygnus XR-1 "s принадлежи към черна дупка. Газът не може директно да падне в нея, като в канавка, а образува вихър под формата на изгладен спирален диск.

Въпреки огромните постижения в областта на физиката и астрономията, има много явления, чиято същност не е напълно разкрита. Тези явления включват мистериозни черни дупки, цялата информация за които е само теоретична и не може да бъде проверена на практика.

Съществуват ли черни дупки?

Още преди появата на теорията на относителността астрономите изразиха теорията за съществуването на черни фунии. След публикуването на теорията на Айнщайн въпросът за гравитацията беше преразгледан и се появиха нови предположения в проблема за черните дупки. Нереалистично е да се види този космически обект, защото той поглъща цялата светлина, която навлиза в неговото пространство. Учените доказват съществуването на черни дупки, базирайки се на анализа на движението на междузвездния газ и траекторията на движение на звездите.

Образуването на черни дупки води до промяна на пространствено-времевите характеристики около тях. Времето сякаш се свива под въздействието на огромна гравитация и се забавя. Звездите, попаднали на пътя на черната фуния, могат да се отклонят от пътя си и дори да променят посоката си. Черните дупки поглъщат енергията на звездите си близнаци, които също се проявяват.

Как изглежда черна дупка?

Голяма част от информацията за черните дупки е хипотетична. Учените ги изучават по въздействието им върху космоса и радиацията. Не е възможно да се видят черни дупки във Вселената, защото те поглъщат цялата светлина, влизаща в близкото пространство. От специални спътници е направено рентгеново изображение на черни обекти, на които се вижда светъл център, който е източникът на излъчване на лъчите.

Как се образуват черните дупки?

Черната дупка в космоса е отделен свят, който има свои собствени уникални характеристики и свойства. Свойствата на космическите дупки се определят от причините за появата им. По отношение на появата на черни предмети има такива теории:

1. Те са резултат от колапси, възникващи в космоса. Това може да бъде сблъсък на големи космически тела или експлозия на свръхнова.
2. Те възникват поради претеглянето на космическите обекти при запазване на техния размер. Причината за това явление не е установена.

Черна фуния е обект в пространството, който има относително малък размерс огромна маса. Теорията за черната дупка казва, че всеки космически обект потенциално може да се превърне в черна фуния, ако в резултат на някакво явление загуби размера си, но запази масата си. Учените дори говорят за съществуването на много черни микродупки - миниатюрни космически обекти с относително голяма маса. Това несъответствие между маса и размер води до увеличаване на гравитационното поле и появата на силно привличане.

Какво има в черна дупка?

Черен мистериозен обект може да се нарече дупка само с голям участък. Центърът на това явление е космическо тяло с повишена гравитация. Резултатът от такава гравитация е силно привличане към повърхността на това космическо тяло. В този случай се образува вихров поток, в който се въртят газове и зърна от космически прах. Следователно черната дупка е по-правилно да се нарича черна фуния.

На практика е невъзможно да се разбере какво има вътре в черна дупка, тъй като нивото на гравитация на космическата фуния не позволява на нито един обект да излезе от зоната на влияние. Според учените вътре в черна дупка цари пълна тъмнина, тъй като светлинните кванти изчезват в нея безвъзвратно. Предполага се, че пространството и времето са изкривени вътре в черната фуния, законите на физиката и геометрията не важат на това място. Подобни характеристики на черните дупки вероятно могат да доведат до образуването на антиматерия, която в момента е неизвестна на учените.

Защо черните дупки са опасни?

Понякога черните дупки се описват като обекти, които абсорбират околните обекти, радиация и частици. Тази гледна точка е неправилна: свойствата на черната дупка й позволяват да абсорбира само това, което попада в нейната зона на влияние. Той може да привлича космически микрочастици и радиация, идващи от звезди близнаци. Дори планетата да е близо до черната дупка, тя няма да бъде погълната, а ще продължи да се движи по своята орбита.

Какво се случва, ако попаднете в черна дупка?

Свойствата на черните дупки зависят от силата на гравитационното поле. Черните фунии привличат към себе си всичко, което попада в тяхната зона на влияние. В същото време се променят пространствено-времевите характеристики. Учените, които изучават всичко за черните дупки, не са съгласни какво се случва с нещата в тази фуния:

• някои учени предполагат, че всички предмети, които попадат в тези дупки, се разтягат или разкъсват на парчета и нямат време да достигнат повърхността на привличащия обект;
• други учени твърдят, че всички обичайни характеристики са огънати в дупки, така че обектите изглежда изчезват там във времето и пространството. Поради тази причина черните дупки понякога се наричат ​​портали към други светове.

Видове черни дупки

Черните фунии се разделят на видове въз основа на метода на тяхното образуване:

1. Обекти с черна звездна маса се раждат в края на живота на някои звезди. Пълното изгаряне на звездата и краят на термоядрените реакции води до компресия на звездата. Ако в същото време звездата претърпи гравитационен колапс, тя може да се трансформира в черна фуния.
2. Супер масивни черни фунии. Учените казват, че ядрото на всяка галактика е свръхмасивна фуния, чието образуване е началото на появата на нова галактика.
3. Първични черни дупки. Това може да включва дупки с различна маса, включително микродупки, образувани поради несъответствия в плътността на материята и силата на гравитацията. Такива дупки са фунии, образувани в началото на раждането на Вселената. Това включва и обекти като космата черна дупка. Тези дупки се различават по наличието на лъчи, които приличат на косми. Предполага се, че тези фотони и гравитони съхраняват част от информацията, попадаща в черната дупка.
4. квантови черни дупки. Те се появяват в резултат на ядрени реакции и живеят кратко. Квантовите фунии представляват най-голям интерес, тъй като тяхното изследване може да помогне да се отговори на въпроси относно проблема с черните космически обекти.
5. Някои учени разграничават този вид космически обекти като космата черна дупка. Тези дупки се различават по наличието на лъчи, които приличат на косми. Предполага се, че тези фотони и гравитони съхраняват част от информацията, попадаща в черната дупка.

Най-близката черна дупка до Земята

Най-близката черна дупка е на 3000 светлинни години от Земята. Нарича се V616 Monocerotis, или V616 Mon. Теглото му достига 9-13 слънчеви маси. Двойният партньор на тази дупка е звезда с половината от масата на Слънцето. Друга фуния, относително близо до Земята, е Cygnus X-1. Намира се на 6 хиляди светлинни години от Земята и тежи 15 пъти повече слънце. Тази черна дупка също има свой собствен бинарен партньор, чието движение помага да се проследи влиянието на Cygnus X-1.

Черни дупки - интересни факти

Учените говорят за черни обекти такива интересни факти:

1. Ако вземем предвид, че тези обекти са център на галактики, тогава за да намерите най-голямата фуния, трябва да намерите най-голямата галактика. Следователно най-голямата черна дупка във Вселената е фуния, разположена в галактиката IC 1101 в центъра на клъстера Abell 2029.
2. Черните обекти всъщност изглеждат като многоцветни обекти. Причината за това се крие в тяхното радиомагнитно излъчване.
3. Няма постоянни физически или математически закони в средата на черна дупка. Всичко зависи от масата на дупката и нейното гравитационно поле.
4. Черните фунии постепенно се изпаряват.
5. Теглото на черните фунии може да достигне невероятни размери. Най-голямата черна дупка има маса от 30 милиона слънчеви маси.