Vrimat e zeza A ekzistojnë vërtet vrimat e zeza? A ekzistojnë vrimat e zeza?

Një ditë tjetër, një shkencëtar nga Shtetet e Bashkuara bëri një deklaratë të bujshme se "vrimat e zeza" nuk ekzistojnë në natyrë. Fizikani amerikan erdhi në këtë përfundim pasi kombinoi dy teori kontradiktore për këtë çështje. Sidoqoftë, kjo hipotezë shpjegon në mënyrë mjaft logjike mospërputhjen e shfaqur midis mekanikës kuantike dhe teorisë së relativitetit të Ajnshtajnit.

Vlen të përmendet: për më shumë se pesëdhjetë vjet, shkencëtarët besonin se materia nën ndikimin e gravitetit të saj gjatë rënies së një ylli është e ngjeshur, duke formuar përfundimisht një singularitet që bëhet thelbi i një vrime të zezë dhe është i aftë të shkatërrojë çdo lëndë. . Për më tepër tipar kryesor Një vrimë e zezë është një horizont ngjarjesh, një lloj kufiri përtej të cilit as drita nuk mund të shkojë.

Sot, shumica e astrofizikanëve dhe adhuruesve të fantashkencës nuk kanë asnjë dyshim për ekzistencën e vrimave të zeza, të cilat gjithashtu përmenden vazhdimisht në filma të ndryshëm. Ka edhe dëshmi indirekte për ekzistencën e vrimave të zeza. Në veçanti, besohet se ekziston gjithashtu një vrimë e zezë e madhe në qendër të galaktikës sonë.

Ndërkohë, mjaft shpesh gjatë shpjegimit të origjinës dhe funksionimit të vrimave të zeza, lindin disa vështirësi. Në veçanti, teoria e gravitetit të Ajnshtajnit konfirmon formimin e një singulariteti, por sipas parimeve themelore të teorisë kuantike, asnjë informacion nuk mund të zhduket në Univers. Prandaj, kombinimi i këtyre dy teorive çon në mënyrë të pashmangshme në të ashtuquajturin paradoks të humbjes së informacionit.

Në vitin 1974, shkencëtari Stephen Hawking u përpoq të shpjegonte paradoksin duke përdorur mekanikën kuantike. Ai sugjeroi se mospërputhja mund të shpjegohet fare mirë me ekzistencën e rrezatimit hipotetik nga një vrimë e zezë. Ky rrezatim, i quajtur rrezatim Hawking, është një rrjedhë virtuale grimcat elementare. Si rezultat i efekteve kuantike, ato avullojnë nga sipërfaqja e vrimës së zezë. Rezulton se nëse singulariteti nuk thith energji, atëherë gradualisht do të "avullon", duke hedhur përfundimisht një pjesë të informacionit kaotik. Në një farë mase, kjo do të ndihmojë në zgjidhjen e paradokseve.

Megjithatë, kjo teori gjithashtu lind nje numer i madh i mospërputhjet. Pastaj dy vjet më parë u tërhoq teori e re, sipas të cilit i ashtuquajturi "muri i zjarrit" i një vrime të zezë, i cili shfaqet pas një ngjarjeje të padukshme dhe shkatërron në çast çdo materie, është fajtor për formimin e efekteve kuantike. Kjo teori ka ngjallur interes të madh në botën shkencore dhe deri diku ka kontribuar në formimin e një sërë hipotezash të tjera. Në veçanti, sipas hipotezës së Juan Maldacena, Universi ynë është një projeksion i informacionit në një aeroplan.

Një tjetër teori u propozua nga profesoresha e fizikës Laura Mersini-Houghton. Ajo pajtohet se graviteti bën që një yll të prodhojë rrezatim Hawking kur ai shembet. Megjithatë, sipas llogaritjeve të ekspertëve, ylli humbet edhe masën. Prandaj, ajo nuk do të jetë në gjendje të shembet në një singularitet dhe të formojë një vrimë të re të zezë. Kjo do të thotë, në vend që një yll që vdes të formojë një vrimë të zezë, ai shpërthen.
Rezulton se nuk formon një paradoks të ngjarjeve dhe mospërputhjeve të tjera të lidhura. Kështu, mund të themi se vrimat e zeza në të vërtetë nuk ekzistojnë.

Kështu, mund të themi se hipoteza Mersini-Houghton ngre jo më pak pyetje sesa hipotezat e shkencëtarëve të tjerë. Teoritë se Universi ynë lindi nga një singularitet, i cili gjatë Big Bang papritmas filloi të zgjerohej. Sipas Mersini-Houghton, kjo nuk mund të ndodhte, pasi nuk kishte singularitet.

Nuk u gjetën lidhje të lidhura

2007-09-12 / Vladimir Pokrovsky

Vrimat e zeza vdesin para se të lindin. Të paktën kështu thonë fizikanët teorikë amerikanë nga Universiteti Case Western Reserve në Ohio. Ata nxorrën formula matematikore nga të cilat rezulton se vrimat e zeza thjesht nuk mund të formohen. Nëse këto formula janë të sakta, atëherë ndoshta struktura më e rëndësishme kozmologjike e shekullit të 20-të shembet.

Çfarë është një vrimë e zezë? Të gjithë e dimë, kjo na është raportuar shumë herë. Ky është një trup kaq supermasiv, graviteti i të cilit është thjesht i tmerrshëm. Sapo diçka i afrohet asaj në një distancë nga qendra, e quajtur horizonti i ngjarjeve, atëherë kjo është ajo - nuk është kurrë asgjë, qoftë një trup material, qoftë vetëm një kuant rrezatimi elektromagnetik– një foton, i cili është gjithashtu një trup material, por në të njëjtën kohë një valë elektromagnetike, nuk do të mund të shpëtojë prapa. Kështu, duke mos ditur ende për fotonet, Laplace i madh dikur përcaktoi një vrimë të zezë, pastaj në 1916 u parashikua nga fizikani gjerman Schwarzschild, megjithëse vetë termi - "vrimë e zezë" - u propozua vetëm në 1967.

Epo, nuk e dini kurrë, një trup supermasiv që tërheq në vetvete gjithçka që është në mënyrë të shkujdesur afër - çfarë ka të veçantë kjo për kozmosin tonë që tejkalon çdo imagjinatë? Ka diçka të veçantë - Ajnshtajni e prezantoi atë, megjithëse jo vetë, por me ndihmën e teorisë së tij të relativitetit. Sipas kësaj teorie, gjithçka që bie në një vrimë të zezë bie në një pikë matematikore. Vrima është plotësisht bosh, me përjashtim të asaj pike. Dhe në atë pikë, vërehet krejtësisht e pamundura - i ashtuquajturi singularitet: ndarja me zero, dendësia e pafundme, dhe nga këtu pasojnë pasojat më fantastike. Për shembull, depërtimi në një univers paralel ose lëvizja e menjëhershme në një pikë tjetër në hapësirën tonë.

Por është disi e pazakontë për botën tonë nga pikëpamja e fizikës që të ketë një pjesëtim me zero, ka qenë gjithmonë disi konfuze. Ashtu si mund të ekzistojë vetëm në matematikë, por kurrë në realitet.

Në vitin 1976, fizikani i famshëm teorik britanik Stephen Hawking zbuloi efektin kuantik, falë të cilit një vrimë e zezë, domethënë një trup, graviteti i të cilit, sipas përkufizimit, nuk mund ta lëshojë dritën, ende e lëshon atë. Ai tregoi se nëse ka një çift grimcë-antigrimcë të lidhur mekanikisht kuantik, dhe njëra prej këtyre grimcave bie në një vrimë, atëherë ajo që mbetet e lirë mund ta tërheqë atë nga atje. Tani teoricienët e Cleveland-it duket se kanë vërtetuar se avullimi që rezulton i një vrime të zezë është aq intensiv sa do të avullojë para se të ketë kohë për t'u formuar.

Si e bënë dhe sa të drejtë kanë në përfundimet e tyre, të mos hamendësojmë, le të gjykojnë kolegët e tyre. Por në realitet dyshimet për ekzistencën e vrimave të zeza janë shprehur prej kohësh dhe herë pas here dalin botime, autorët e të cilave vërtetojnë se nuk ka vrima të zeza. Pavarësisht se sot Disa qindra prej tyre tashmë janë hapur. "Por këto nuk janë vrima të zeza," thonë teoricienët e Cleveland. "Ata janë thjesht objekte hapësinore supermasive."

Anëtar korrespondues i RAS Anatoli Cherepashchuk, Drejtor i Institutit Shtetëror Astronomik me emrin. Universiteti Shtetëror i Moskës Sternberg M.V Lomonosov, unë jam i kujdesshëm në komentet e mia për këtë.

“Në të vërtetë,” tha ai në një bisedë me një korrespondent të NG, “ka një konfuzion terminologjik këtu. Ne shohim objekte në qiell që sillen pikërisht ashtu siç duhet të sillen vrimat e zeza dhe besojmë se janë vrima të zeza dhe i quajmë kështu, por ende nuk është vërtetuar se janë objekte që nuk kanë sipërfaqe. Por ka shumë indikacione indirekte se ato nuk kanë sipërfaqe.”

Cherepashchuk nuk sheh asgjë të re në faktin që vrimat e zeza avullojnë: "Ata të gjitha avullojnë. Nëse masa e një vrime të zezë nuk e kalon masën e një mali mesatar, siç janë, për shembull, malet e Leninit në Moskë, domethënë 1015 gramë, atëherë ajo me të vërtetë do të avullojë në një moment, në një shpërthim; ndërsa vrimat me masën e disa Diejve do të kërkojnë mijëra herë kozmologjike për të avulluar plotësisht. Megjithatë, ka teori ekzotike që marrin parasysh faktin se hapësira jonë nuk ka 4 dimensione, por 11, dhe në këto dimensione shtesë avullohet edhe vrima e zezë. Dhe kjo do të thotë që procesi i avullimit ndodh shumë më shpejt sesa në hapësirën e zakonshme katër-dimensionale. Në disa mënyra, puna për të cilën po flisni duket si një shtrirje logjike e këtyre teorive. Por, e përsëris, ka shumë prova indirekte që vrimat e zeza ekzistojnë.”

Teleskopi Hapësinor Hubble ka siguruar, ndoshta për herë të parë, prova të qarta të ekzistencës së vrimave të zeza. Ai vëzhgoi zhdukjen e materies duke rënë në zonën e veprimit të një vrime të zezë, përtej të ashtuquajturit "horizont të ngjarjeve".

Impulset e zbehta të dritës të vëzhguara nga rrjedhat e gazit të nxehtë në spektrin ultravjollcë u zbehën dhe më pas u zhdukën, duke formuar një rrotullim rreth një objekti masiv e kompakt të quajtur Cygnus XR-1. Ky mekanizëm i rënies, i ngjashëm, për shembull, me ujin që bie në buzë të një ujëvare, korrespondon me një analogji të qartë me llogaritjet teorike të materies që bie në një vrimë të zezë.

Horizonti i ngjarjeve është një rajon i hapësirës që rrethon një vrimë të zezë, një herë në të cilën materia nuk do të jetë kurrë në gjendje të largohet nga ky rajon dhe do të bjerë në vrimën e zezë. Drita ende mund të kapërcejë forcën e madhe të gravitetit dhe të dërgojë rrjedhat e fundit nga materia në zhdukje, por vetëm për një periudhë të shkurtër kohe, derisa materia në rënie të bjerë në të ashtuquajturën zonë të singularitetit, përtej së cilës as drita nuk mund të shkojë më. .

Sipas teorive të njohura, asnjë objekt tjetër astronomik përveç një vrime të zezë nuk mund të ketë një zonë të horizontit të ngjarjeve.

Vrimat e zeza u identifikuan duke vëzhguar modelet e përthithjes (rrjedhjes) të masave të gazit yjor në to. Duke vlerësuar se sa masë shkon në një zonë të vogël të hapësirës, ​​ne mund të përcaktojmë se sa hapësirë ​​zë vrima e zezë dhe masën e saj.

Askush nuk e ka parë ndonjëherë materien që ka hyrë tashmë në horizontin e ngjarjeve të bjerë në një vrimë të zezë. Zakonisht, vërehej një pamje e një rrjedhe të thjeshtë të materies nga një yll fqinj me vrimën e zezë. Në të njëjtën kohë, vrima e zezë ishte plotësisht e mbështjellë në mënyrë sferike nga një masë gazi që rrjedh dhe vetë i ngjante pamjen një yll i vogël, por që lëshon dritë në një spektër afër ultravjollcës ose në neutrone.

Ky sekret ishte i fshehur nga publiku për një kohë të gjatë. Shkencëtarët u angazhuan në analizën dhe verifikimin e përpiktë të këtyre të dhënave.

Vetë Hubble, natyrisht, nuk e pa zonën e horizontit të ngjarjeve - ky është një rajon shumë i vogël i hapësirës në një distancë të tillë për t'u vlerësuar. Hubble mati luhatjet kaotike të dritës ultravjollcë nga gazi i vluar i bllokuar në ndikimin gravitacional të vrimës së zezë. Hubble kapi momente unike të "trenave të pulseve të prishura" që u dobësuan shumë shpejt.

Ky mekanizëm është në përputhje me teorinë e pranuar përgjithësisht të parashikuar nga shkencëtarët: kur materia bie afër horizontit të ngjarjes, drita prej saj zbehet shpejt, sepse sa më afër qendrës së vrimës së zezë, aq më shumë. forcë më të fortë graviteti dhe sa më të gjata bëhen valët, duke lëvizur gradualisht nga spektri ultravjollcë në spektrin e neutronit, dhe më pas zhduken plotësisht. Ky efekt quhet "ndërrimi i kuq".

Fragmenti i vëzhguar i materialit në rënie u zhduk nga fusha e shikimit të teleskopit Hubble përpara se të arrinte në horizontin e ngjarjeve. Fotometri i shpejtë i Hubble merr mostra të pulseve të dritës me një shpejtësi prej 100,000 matjesh në sekondë. Rezolucioni ultravjollcë i Hubble lejoi që dridhjet e dobëta të materialit në rënie të shiheshin brenda 1000 milje nga horizonti i ngjarjes.

Modelet dinamike kanë parashikuar më parë se Cygnus XR-1 është një vrimë e zezë.

Pavarësisht arritjeve të mëdha në fushën e fizikës dhe astronomisë, ka shumë fenomene, thelbi i të cilave nuk është zbuluar plotësisht. Të tilla dukuri përfshijnë vrima të zeza misterioze, të gjitha informacionet për të cilat janë vetëm teorike dhe nuk mund të verifikohen në mënyrë praktike.

A ekzistojnë vrimat e zeza?

Edhe para ardhjes së teorisë së relativitetit, astronomët propozuan një teori për ekzistencën e hinkave të zeza. Pas publikimit të teorisë së Ajnshtajnit, çështja e gravitetit u rishikua dhe u shfaqën supozime të reja në problemin e vrimave të zeza. Është joreale të shihet ky objekt kozmik, sepse ai thith të gjithë dritën që hyn në hapësirën e tij. Shkencëtarët vërtetojnë praninë e vrimave të zeza bazuar në analizën e lëvizjes së gazit ndëryjor dhe trajektoreve të yjeve.

Formimi i vrimave të zeza çon në ndryshime në karakteristikat hapësirë-kohore rreth tyre. Koha duket se është e ngjeshur nën ndikimin e gravitetit të madh dhe ngadalësohet. Yjet që e gjejnë veten në rrugën e një hinke të zezë mund të devijojnë nga rruga e tyre dhe madje të ndryshojnë drejtim. Vrimat e zeza thithin energjinë e yllit të tyre binjak, e cila gjithashtu manifestohet.

Si duket një vrimë e zezë?

Informacioni në lidhje me vrimat e zeza është kryesisht hipotetik. Shkencëtarët i studiojnë ato për efektin e tyre në hapësirë ​​dhe rrezatim. Nuk është e mundur të shihen vrimat e zeza në univers, sepse ato thithin të gjithë dritën që hyn në hapësirën e afërt. Nga satelitët specialë është marrë një imazh me rreze X i objekteve të zeza, i cili tregon një qendër të ndritshme, e cila është burimi i rrezeve.

Si formohen vrimat e zeza?

Një vrimë e zezë në hapësirë ​​është një botë e veçantë që ka karakteristikat dhe vetitë e veta unike. Vetitë e vrimave kozmike përcaktohen nga arsyet e shfaqjes së tyre. Në lidhje me pamjen e objekteve të zeza, ekzistojnë teoritë e mëposhtme:

1. Ato janë rezultat i shembjeve që ndodhin në hapësirë. Kjo mund të jetë një përplasje e trupave të mëdhenj kozmikë ose një shpërthim supernova.
2. Ato lindin për shkak të peshës së objekteve hapësinore duke ruajtur madhësinë e tyre. Arsyeja e këtij fenomeni nuk është përcaktuar.

Një gyp i zi është një objekt në hapësirë ​​që ka një relativisht madhësia e vogël me masë të madhe. Teoria e vrimës së zezë thotë se çdo objekt kozmik mund të bëhet potencialisht një gyp i zi nëse, si rezultat i disa fenomeneve, humbet madhësinë e tij, por ruan masën e tij. Shkencëtarët madje flasin për ekzistencën e shumë mikrovrimave të zeza - objekte hapësinore miniaturë me një masë relativisht të madhe. Kjo mospërputhje midis masës dhe madhësisë çon në një rritje të fushës gravitacionale dhe shfaqjen e tërheqjes së fortë.

Çfarë ka në një vrimë të zezë?

Objekti i zi misterioz mund të quhet vetëm një vrimë me një shtrirje të madhe. Qendra e këtij fenomeni është një trup kozmik me gravitet të shtuar. Rezultati i një graviteti të tillë është një tërheqje e fortë në sipërfaqen e këtij trupi kozmik. Në këtë rast, formohet një rrjedhë vorbull në të cilën rrotullohen gazrat dhe kokrrat e pluhurit kozmik. Prandaj, është më e saktë të quash një vrimë të zezë një gyp të zi.

Është e pamundur të zbulohet në praktikë se çfarë është brenda një vrime të zezë, sepse niveli i gravitetit të vorbullës kozmike nuk lejon që asnjë objekt të shpëtojë nga zona e saj e ndikimit. Sipas shkencëtarëve, brenda një vrime të zezë ka errësirë ​​të plotë, sepse kuantet e dritës zhduken në mënyrë të pakthyeshme brenda saj. Supozohet se hapësira dhe koha janë të shtrembëruara brenda hinkës së zezë, ligjet e fizikës dhe gjeometrisë nuk zbatohen në këtë vend. Tipare të tilla të vrimave të zeza me sa duket mund të çojnë në formimin e antimateries, e cila aktualisht është e panjohur për shkencëtarët.

Pse vrimat e zeza janë të rrezikshme?

Vrimat e zeza ndonjëherë përshkruhen si objekte që thithin objektet përreth, rrezatimin dhe grimcat. Kjo ide është e pasaktë: vetitë e një vrime të zezë e lejojnë atë të thithë vetëm atë që bie në zonën e saj të ndikimit. Ai mund të thithë mikrogrimcat kozmike dhe rrezatimin që burojnë nga yjet binjakë. Edhe nëse një planet është afër një vrime të zezë, ai nuk do të absorbohet, por do të vazhdojë të lëvizë në orbitën e tij.

Çfarë ndodh nëse bini në një vrimë të zezë?

Vetitë e vrimave të zeza varen nga forca e fushës gravitacionale. Gypat e zeza tërheqin gjithçka që hyn në zonën e tyre të ndikimit. Në këtë rast, karakteristikat hapësinore-kohore ndryshojnë. Shkencëtarët që studiojnë të gjitha gjërat në vrimat e zeza nuk pajtohen rreth asaj që ndodh me objektet në këtë vorbull:

• disa shkencëtarë sugjerojnë që të gjitha objektet që bien në këto vrima shtrihen ose grisen në copa dhe nuk kanë kohë të arrijnë sipërfaqen e objektit tërheqës;
• shkencëtarë të tjerë pohojnë se në vrima të gjitha karakteristikat e zakonshme janë të shtrembëruara, kështu që objektet atje duket se zhduken në kohë dhe hapësirë. Për këtë arsye, vrimat e zeza nganjëherë quhen porta për në botë të tjera.

Llojet e vrimave të zeza

Gypat e zeza ndahen në lloje bazuar në metodën e formimit të tyre:

1. Objektet e zeza me masë yjore lindin në fund të jetës së disa yjeve. Djegia e plotë e një ylli dhe përfundimi i reaksioneve termonukleare çon në ngjeshjen e yllit. Nëse ylli i nënshtrohet kolapsit gravitacional, ai mund të shndërrohet në një gyp të zi.
2. Gypa të zeza supermasive. Shkencëtarët pohojnë se thelbi i çdo galaktike është një gyp supermasiv, formimi i së cilës është fillimi i shfaqjes së një galaktike të re.
3. Vrimat e zeza primordiale. Këto mund të përfshijnë vrima me masa të ndryshme, duke përfshirë mikrovrima të formuara për shkak të mospërputhjeve në densitetin e materies dhe forcën e gravitetit. Vrima të tilla janë hinka të formuara në fillim të Universit. Kjo përfshin gjithashtu objekte të tilla si një vrimë e zezë me qime. Këto vrima dallohen nga prania e rrezeve të ngjashme me qimet. Supozohet se këto fotone dhe gravitone ruajnë disa nga informacionet që bien në vrimën e zezë.
4. Vrimat e zeza kuantike. Shfaqen si rezultat i reaksioneve bërthamore dhe jetojnë për një kohë të shkurtër. Gypat kuantike përfaqësojnë interesi më i madh, pasi studimi i tyre mund të ndihmojë në përgjigjen e pyetjeve në lidhje me problemin e objekteve të hapësirës së zezë.
5. Disa shkencëtarë e identifikojnë këtë lloj objekti hapësinor si një vrimë e zezë me qime. Këto vrima dallohen nga prania e rrezeve të ngjashme me qimet. Supozohet se këto fotone dhe gravitone ruajnë disa nga informacionet që bien në vrimën e zezë.

Vrima e zezë më e afërt me Tokën

Vrima e zezë më e afërt është 3000 vite dritë larg Tokës. Quhet V616 Monocerotis, ose V616 Mon. Pesha e tij arrin 9-13 masa diellore. Partneri binar i kësaj vrime është një yll sa gjysma e masës së Diellit. Një tjetër gyp relativisht afër Tokës është Cygnus X-1. Ndodhet 6 mijë vjet dritë nga Toka dhe peshon 15 herë më i madh se dielli. Kjo vrimë e zezë kozmike ka gjithashtu partnerin e saj binar, lëvizja e të cilit ndihmon për të gjurmuar ndikimin e Cygnus X-1.

Vrimat e zeza - fakte interesante

Shkencëtarët tregojnë faktet e mëposhtme interesante rreth objekteve të zeza:

1. Nëse marrim parasysh se këto objekte janë qendra e galaktikave, atëherë për të gjetur hinkën më të madhe, duhet të zbulojmë galaktikën më të madhe. Prandaj, vrima e zezë më e madhe në univers është gypi i vendosur në galaktikën IC 1101 në qendër të grumbullimit Abell 2029.
2. Objektet e zeza në fakt duken si objekte me shumë ngjyra. Arsyeja për këtë qëndron në rrezatimin e tyre radiomagnetik.
3. Nuk ka ligje të përhershme fizike apo matematikore në mes të një vrime të zezë. E gjitha varet nga masa e vrimës dhe fusha e saj gravitacionale.
4. Gypat e zeza avullojnë gradualisht.
5. Pesha e hinkave të zeza mund të arrijë madhësi të jashtëzakonshme. Vrima e zezë më e madhe ka një masë të barabartë me 30 milionë masa diellore.