Visuma melnie caurumi. Tie ir vieni no mīklainākajiem un intriģējošākajiem objektiem visumā. Lai gan tie ir neiedomājami masīvi un ietekmīgi, mēs tos nevaram redzēt tieši. Vai tā jau nav viena no intriģējošām kosmosa intrigām?
Protams, ka ir, bet uzreiz arī došu atbildi.
To gravitācijas spēks ir tik milzīgs, ka pat gaisma nespēj no tiem izkļūt, un tie šķiet pilnīgi melni. Tā vietā, lai tos redzētu, zinātnieki tos pēta pēc to ietekmes uz apkārtējo vidi.
Viņi vēro, kā zvaigznes riņķo ap neredzamu, masīvu objektu, vai pēta intensīvu gāzes un putekļu starojumu, kas tiek ievilkts melnā caurumā. Šis materiāls veido īpašu disku, ko sauc par akrēcijas disku.
Tas ir tik karsts un blīvs, ka izstaro spilgtu rentgenstarojumu un radioviļņus, kas ļauj atklāt melno caurumu klātbūtni.
Visuma melnie caurumi, būtība.
Melnie caurumi nav vienkārši tukšums kosmosā; tie ir apgabali, kur masa ir saspiesta neticami blīvā punktā. Ja tu iedomātos, ka tuvojies melnajam caurumam, tev būtu jābūt gatavam tam, ko fiziķi sauc par “spagetifikāciju“.
Šis biedējošais process notiek, jo gravitācijas spēks, kas iedarbojas uz tevi, ir daudz spēcīgāks tavai ķermeņa daļai, kas ir tuvāk melnajam caurumam, nekā daļai, kas ir tālāk. Tas radītu milzīgu stiepjošu spēku, kas burtiski izvilktu tevi plānos, garos pavedienos.
To var salīdzināt ar gastronomisku lielumu, proti, kā spageti makaronu. Viens no vismasīvākajiem zināmajiem melnajiem caurumiem ir TON 618, kura masa ir aptuveni 66 miljardus reižu lielāka par mūsu Saules masu.
Šie kosmiskie milži lauž ierastos fizikas likumus, kādus mēs tos pazīstam uz Zemes. Tie rada jautājumus par telpas un laika dabu, un to izpēte varētu mums palīdzēt atklāt jaunas fundamentālas patiesības par visumu.
Kā melnie caurumi rodas kosmosā?
Visbiežāk melnie caurumi rodas, kad iet bojā masīvas zvaigznes, kuru masa ir vismaz desmitreiz lielāka par Saules masu. Zvaigznes dzīves cikls beidzas ar milzīgu sprādzienu, ko sauc par supernovu vai pārnovu.
Pēc sprādziena zvaigznes kodols sāk strauji sabrukt pats sevī. Ja šī kodola masa ir lielāka par aptuveni 2–3 Saules masām (pazīstama kā Tolmana–Oppenheimera–Volkoffa robeža), neviens spēks nespēj apturēt šo sabrukumu. Visi kodola materiāli sabrūk neticami blīvā punktā, un tas jau ir melnais caurums.
Ne visi supernovas sprādzieni rada melnos caurumus. Ja kodols ir pietiekami liels, lai izturētu gravitācijas spēku, tas kļūst par neitronu zvaigzni. Tas būtu cits eksotisks objekts, kas ir neticami blīvs un ātri rotē. Tomēr, ja kodola masa pārsniedz noteiktu slieksni, gravitācija uzvar visu, un sabrukums ir neapturams. Lūk, kā rodas zvaigžņu masas melnie caurumi.
Tomēr ir arī citi melno caurumu veidi. Ir supermasīvie melnie caurumi, kas atrodas galaktiku centros un kuru masa var sasniegt miljoniem vai pat miljardiem Saules masu.
Zinātnieki vēl joprojām nav pilnībā pārliecināti, kā tie veidojas, bet tiek uzskatīts, ka tie varētu rasties, saplūstot vairākiem mazākiem melnajiem caurumiem, vai arī no milzīgām gāzes un putekļu mākoņu koncentrācijām.
Ir arī teorijas par primārajiem melnajiem caurumiem, kas, iespējams, radās Visuma pirmsākumos, dažas sekundes pēc Lielā Sprādziena, un to masa varētu būt ļoti atšķirīga.
Kas notiek melnā cauruma iekšpusē?
Melnajam caurumam ir divas galvenās zonas, kas ir svarīgas tā izpratnei. Pirmā ir notikumu horizonts.
Tā ir neredzama robeža, “punkts, no kura vairs nav atpakaļceļa.” Viss, kas šķērso šo robežu, kā gaisma, planētas, zvaigznes, pat visa galaktika, ir pazudis uz visiem laikiem. Gaismu no šiem objektiem vairs nevaram redzēt, jo tā nespēj izkļūt ārā.
Kad kāds objekts tuvojas notikumu horizontam, tas sāk izstiepties, kā jau minēts, spagetifikācijas dēļ. Mēs, kā ārējie novērotāji, nekad neredzētu pašu brīdi, kad objekts šķērso horizontu.
Laika dilatācijas dēļ, kas notiek ļoti spēcīgas gravitācijas laukā, šis objekts mums šķistu it kā iesaldēts uz notikumu horizonta, pamazām izzūdot un kļūstot arvien sarkans. Taču pašam objektam laiks ritētu normāli, un tas burtiski kristu tālāk uz iekšu, ciešot no milzīgas stiepšanās.
Otrā zona ir singularitāte, hipotētiskais punkts pašā melnā cauruma centrā. Tā ir vieta, kur visa masa ir koncentrēta bezgalīgi mazā tilpumā, un ierastie fizikas likumi, ieskaitot Einšteina vispārējo relativitāti, pārstāj darboties.
Mēs nezinām, kas notiek singularitātē, un šis ir viens no lielākajiem noslēpumiem, ko zinātne vēl cenšas atrisināt. Daži teorētiski modeļi paredz, ka laiks un telpa šajā punktā varētu mainīties neiedomājamā veidā, iespējams, pat radot “tuneli” uz citu visumu, taču šīs ir tikai teorijas.
Visuma melnie caurumi.
No postītājiem līdz radītājiem.
Pretēji populārajiem mītiem, melnie caurumi neuzvedas kā kosmiskie putekļsūcēji, kas uzsūc visu sev apkārt. Tie piesaista tikai to, kas ir pietiekami tuvu. Lielā attālumā to gravitācija darbojas tieši tāpat kā jebkurai zvaigznei ar tādu pašu masu.
Melnie caurumi paši pārvietojas pa galaktiku tāpat kā jebkurš cits masīvs objekts, un reizēm tie var pat sadurties.
Neskatoties uz to biedējošo reputāciju, melnajiem caurumiem ir milzīga loma visuma attīstībā. Pateicoties to gravitācijai un procesiem, kas norisinās ap tiem, tie var ietekmēt jaunu zvaigžņu veidošanos un pat noteikt, kā attīstīsies veselas galaktikas.
Mūsu pašu galaktikas, Piena Ceļa, centrā atrodas supermasīvs melnais caurums, ko sauc par Strēlnieku A* (Sgr A*). Tā masa ir aptuveni 4 miljonus reižu lielāka nekā Saulei, un tas, kopā ar zvaigznēm un tumšo matēriju, padara mūsu galaktiku tādu, kādu mēs to pazīstam.
Piena Ceļa galaktikas noslēpumi.
Piena Ceļš ir mūsu mājvieta visumā – spirālveida galaktika, kurā atrodas mūsu Saules sistēma un planēta Zeme. Pirmais, kurš aizdomājās par tās īsto dabu, bija itāļu zinātnieks Galileo Galilejs.
Izmantojot savu teleskopu, viņš ieraudzīja debesu joslā milzīgu zvaigžņu sakopojumu. Viņš nevarēja iedomāties, ka tas ir vesela galaktika, jo tajā laikā tāds termins vēl nebija izgudrots.
Daudzus gadus vēlāk, 18. gadsimtā, zinātnieki Imanuels Kants un Tomass Raits izvirzīja pieņēmumu, ka Piena Ceļš ir milzīgs zvaigžņu disks, kura iekšpusē atrodas mūsu Saules sistēma. Taču tikai 20. gadsimta sākumā Edvīns Habls sniedza pārliecinošus pierādījumus, ka Piena Ceļš ir tikai viena no neskaitāmām galaktikām visumā.
Mūsdienās internetā ir daudz Piena Ceļa attēlu, taču neviens no tiem nav īsta fotogrāfija.
Kāpēc?
Lai nofotografētu galaktiku no malas, mums būtu jāatrodas ārpus tās. Mēs dzīvojam Oriona spirālzarā, vienā no galaktikas spirālveida rokām.
No šejienes mēs varam redzēt galaktikas centru, kur atrodas melnais caurums Strēlnieks A*, kā arī citus spirālzarus un blīvus gāzes un putekļu mākoņus.
Tāpēc tie attēli, kuros ir redzama spilgta, šaura zvaigžņu līnija debesīs, patiešām ir īstas fotogrāfijas, kas uzņemtas no Zemes, un tās parāda mūsu galaktikas “profilu”.
Ceļojums, kas vēl nav sācies.
Lai uzņemtu patiesu Piena Ceļa galaktikas fotoattēlu no malas, cilvēcei būtu jāuzbūvē neiedomājami spēcīgs kosmosa kuģis, kas spētu ceļot tūkstošiem gaismas gadu.
Gaismas gads ir attālums, ko gaisma veic viena gada laikā, aptuveni 9,5 triljoni kilometru. Mēs nevaram pat iedomāties, cik ilgi šāds ceļojums ilgtu.
Mūsdienās mēs vēl neesam spējuši nosūtīt cilvēkus pat uz kaimiņu planētu Marsu, tāpēc ir skaidrs, ka šāda misija nav gaidāma tuvākajā nākotnē. Iespējams, mēs nekad neatstāsim Piena Ceļa robežas, un starpzvaigžņu ceļojumi paliks tikai zinātniskās fantastikas grāmatu lappusēs.
Tomēr tas neaptur mūs no vēlmes pētīt visumu un izprast tā milzīgo mērogu. Kosmosa izpēte ir sarežģīta, bet aizraujoša. Melnie caurumi un galaktikas ir tikai daži no miljardiem noslēpumu, kurus mēs pakāpeniski atklājam.
Katrs jauns atklājums mūs tuvina visuma izpratnei un liek mums apzināties, cik mazi, bet reizē arī cik īpaši mēs esam. Mēs turpinām pētīt, vērot un mēģināt atbildēt uz jautājumiem, kas ir mums tikpat veci kā pati cilvēce.
Mēs jautājam, kas ir ārpus mūsu redzamā visuma? Un kādas ir tā dabas robežas? Tikai laiks un zinātne varēs sniegt mums atbildes.
Labu Dienu Zinātkārais Lasītāj!
