Studiul găurilor negre a luat serios fizicienii cu mult timp în urmă - chiar dacă însăși conceptul existenței lor a apărut deja în secolul anterior. Dar ideea prezenței undeva în spațiu a unor astfel de obiecte părea atât de fantastică și de necontestat încât nu a fost luată în serios. În acest articol - o poveste despre istoria descoperirii # xAB; stele înghețate # xBB; și ce se întâmplă cu spațiul și timpul pe limitele unei găuri negre.
O lungă istorie de neîncredere
Ciclul de viață al unei vedete este ceva de genul unui om - este născut și moare. La început, un nor uriaș de gaz (în primul rând hidrogen) din spațiu începe să se contracte sub influența propriei gravitații, moleculele sale se ciocnesc din ce în ce mai mult una cu cealaltă și vitezele lor cresc. Gazul se încălzește și la o anumită temperatură apare o reacție de fuziune termonucleară, ca urmare a formării heliului. În timpul reacției, căldura este eliberată și lumina este emisă. Deci, există o stea. Căldura creează o presiune suplimentară care echilibrează atracția gravitațională, iar steaua încetează să mai contracteze - într-o stare stabilă poate exista mai mult de un milion de ani. Dar, mai devreme sau mai târziu, rezervele de reacție a hidrogenului în steguleți se epuizează și începe să se răcească și să se micșoreze.
Aici se termină comparația cu viața umană, deoarece soarta viitorului depinde de masa sa. De la stele mici se obțin pitici albi, obiecte cu o densitate de sute de tone pe centimetru cub. În spațiu, au descoperit destul de mult, iar Soarele nostru va completa în cele din urmă rândurile lor. Din corpurile de iluminare mai mari se formează stele neutronice. Dimensiunea lor este mult mai mică decât cea a pitice albe, dar densitatea de sute de milioane de tone pe centimetru cub.
Și, în sfârșit, dacă masa stelei este suficient de mare, atunci steaua neutronică rezultată, sub influența gravitației, contractează din ce în ce mai mult până devine o gaură neagră.
Una dintre cele mai importante realizări ale lui Einstein a fost descoperirea naturii gravitației. Oamenii de știință au demonstrat că acesta este, de fapt, este curbura spațiului. Sub influența obiectelor masive, ea # xAB; este șters # xBB; ca o țesătură elastică întinsă, pe care este pus un obiect greu. Continuând această comparație, putem spune că la fel ca o minge grea poate fi reprezentat și Soare și Pământ, fiind mingii mult mai mic, nu este atrasă de el, ci se rotește numai în pâlnia rezultat (cu singura diferență fiind că această minge cu timpul, s-ar fi rostogolit).
Vă puteți imagina, și nașterea unei găuri negre - mingea pe o țesătură elastică întinsă devine din ce în ce mai mici și dense, iar materialul sags mai puternic sub greutatea ei, până când devine atât de mic încât să închidă pur și simplu peste el și el dispare din vedere . Aproximativ acest lucru se întâmplă în realitate: spațiul-timp în jurul stelei este ondulat, și dispare din univers, lăsând în ea doar o regiune puternic curbată de spațiu-timp. În aceeași gaură neagră, curbura spațiului-timp devine infinită - această stare de fizică se numește singularitate și nu există nici spațiu, nici timp în înțelegerea noastră.
Din cauza curburii, razele de lumina provenite de la steaua isi schimba traiectoriile. Dacă ne imaginăm aceste raze drept conuri, a căror vârf este aproape de stea, și # xAB; talpa exterioară # xBB; - acesta este un cerc de lumină divergentă, atunci putem spune că în timpul prăbușirii, acești conuri se înclină treptat tot mai mult către stea. Pentru observator, care se uită la acest proces, va apărea că strălucirea devine din ce în ce mai plictisitoare și roșie (aceasta deoarece lumina roșie are cea mai mare lungime de undă). În final, curbura (adică câmpul gravitațional) va deveni atât de puternică încât nici o rază de lumină nu poate scăpa.
Conform teoriei relativității, nimic nu se poate mișca mai repede decât lumina, și asta înseamnă că din acel moment nimic nu poate scăpa dincolo de acest câmp gravitațional. Această zonă a spațiului, de unde nu există nici o evadare, se numește o gaură neagră. Limita sa este determinată de traiectoria acelor raze de lumină care au fost primele care și-au pierdut ocazia de a ieși afară. Se numește orizontul evenimentelor din gaura neagră - la fel cum privim din fereastră, nu vedem ce este dincolo de orizont, astfel încât observatorul condițional nu poate înțelege ce se întâmplă în interiorul granițelor stelei moarte invizibilă.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: