Możesz wierzyć, że czarne dziury to gigantyczne potwory, które rosną w nieskończoność i zjedzą wszechświat. Jednak czarne dziury nie rosną wiecznie, ponieważ nieustannie emitują promieniowanie, co prowadzi do ich parowania. Promieniowanie to nazywane jest promieniowaniem Hawkinga , nazwany na cześć Stephena Hawkinga, jego odkrywcy.
Im większa czarna dziura, tym więcej czasu zajmie jej odparowanie. Jednak nawet jeśli małe czarne dziury parują szybciej, jest to długi proces, którego nie można zaobserwować w ciągu jednego życia. Nie oznacza to jednak, że czarne dziury nie mogą osiągnąć astronomicznych rozmiarów. W rzeczywistości niektóre z nich są większe niż cały nasz Układ Słoneczny. Oto dziesięć innych interesujących faktów na temat czarnych dziur!
Czarne dziury to jedne z najpotężniejszych znanych obiektów we wszechświecie.
1. Teoretycznie wszystko może stać się czarną dziurą
Nasze obecne rozumienie fizyki wydaje się, że wszystko może stać się czarną dziurą. Teoretycznie, gdybyś mógł wystarczająco skurczyć coś, cała ta skompresowana materia staje się wyjątkowo gęsta, co prowadzi do powstania czarnej dziury.
W rzeczywistości obecnie wiemy, że czarne dziury powstają, gdy gwiazdy około 20 do 30 razy masywniejsze od naszego Słońca ulegają zapadnięciu grawitacyjnemu. Według Space Telescope Science Institute mniej więcej jedna na tysiąc gwiazd jest wystarczająco masywna, by stać się czarną dziurą.
2. Czarne dziury są powszechne w całym wszechświecie
Sama świadomość, że czarna dziura może istnieć, jest wystarczająco przerażająca i tajemnicza. Jednak ta myśl jest jeszcze bardziej przerażająca, gdy weźmiemy pod uwagę, że w naszym wszechświecie istnieją miliardy czarnych dziur.
Według szacunków NASA nasza galaktyka, Droga Mleczna, może zawierać od 10 milionów do miliarda gwiezdnych czarnych dziur. A to tylko nasza galaktyka, która jest jedną z ponad 100 miliardów galaktyk.
3. Albert Einstein nie odkrył czarnych dziur
Wbrew powszechnemu przekonaniu Albert Einstein nie był tym, który odkrył istnienie czarnych dziur. Jego ogólna teoria względności przewiduje ich istnienie. Jednak naukowiec Karl Schwarzchild wykorzystał teorie i równania Einsteina, aby udowodnić istnienie czarnych dziur.
Schwarzchild dokonał tego w 1915 roku, w tym samym roku, w którym opublikowano teorię względności. W astrofizyce promień Schwarzchilda jest miarą tego, jak mały obiekt powinien zostać ściśnięty, aby powstała czarna dziura.
Jednak jeszcze przed obserwacjami Einsteina i Schwarzchilda inni naukowcy sugerowali istnienie czarnych dziur. Jednym z takich przykładów jest brytyjski polityk John Michell, który przewidział istnienie „ciemnych gwiazd”, które miały wielką masę i były tak skompresowane, że nawet światło nie mogło uciec przed ich przyciąganiem grawitacyjnym. Oficjalna nazwa tych ciemnych gwiazd, obecnie znanych jako czarne dziury, pojawiła się w 1967 roku.
Pierścień światła wokół czarnej dziury nazywany jest dyskiem akrecyjnym.
4. Czarne dziury mogą mieć swój odpowiednik
Czarne dziury to pozostałości po zapadniętych gwiazdach, które zasysają całą otaczającą je materię. Są to maszyny próżniowe wszechświata, a ich funkcjonalność może równie dobrze być dobra. Z całą materią unoszącą się w kosmosie, z wybuchów supernowych lub innych wydarzeń, tak wiele innych ciał niebieskich byłoby zagrożonych. Dzieje się tak dlatego, że pozostałości innych planet i gwiazd mogą równie dobrze doprowadzić do kolizji z innymi obiektami.
Dlatego czarne dziury, z ich zdolnością ssania, mogą być dobrą rzeczą. Wielu teoretyzuje, że białe dziury również istnieją, ale mają przeciwną funkcję. Białe dziury, zamiast zasysać materię taką jak czarne dziury, rozlewają materię do wszechświata. Jeśli możesz wejść do czarnej dziury, to z pewnością nie możesz wejść do białej dziury. Jeśli udowodni się, że białe dziury istnieją, a wielu wierzy, że tak jest, czarne dziury ogólnie stają się jeszcze bardziej interesujące. Kto był pierwszy w tej kosmologicznej bitwie? Czy czarne dziury zasysają materię, a następnie wyrzucają ją gdzie indziej? A może najpierw białe dziury, a czarne dziury powstały jako kontrakcja?
5. Czarne dziury są bardziej wydajne w wytwarzaniu energii niż zwykłe gwiazdy
Gwiazdy, podobnie jak nasze Słońce, wytwarzają ogromne ilości energii poprzez syntezę jądrową. Fuzja jądrowa przekształca około 0,7% masy w energię, gdy małe jądra atomowe łączą się, tworząc jedno, cięższe.
Jednak czarne dziury są o 9,3% wydajniejsze niż gwiazdy, jeśli chodzi o wytwarzanie energii, a to dzięki krążącemu wokół nich dyskowi materii. Materia znajdująca się najbliżej krawędzi horyzontu zdarzeń na wewnętrznej krawędzi będzie krążyć z większą prędkością niż materia na zewnętrznej krawędzi dysku.
Dzieje się tak, ponieważ horyzont zdarzeń czarnej dziury ma silniejsze przyciąganie grawitacyjne, im bliżej się do niego znajdujesz. Ponieważ materia krąży po orbicie i porusza się szybko, materiały nagrzewają się do miliardów stopni. W tym procesie masa jest przekształcana w energię. Proces ten jest znany jako promieniowanie ciała doskonale czarnego.
6. Nie chciałbyś wpaść do czarnej dziury
Słyszeliście kiedyś o spaghetyfikacji? To może ci się przydarzyć, jeśli wpadniesz w czarną dziurę. Choć nazwa brzmi zabawnie, sposób, w jaki działa, jest przerażający, a to z powodu działania grawitacji.
Na przykład twoje stopy są bliżej środka ziemi niż górna część ciała, a zatem są silniej przyciągane. W pobliżu czarnej dziury twoje stopy zostaną najpierw rozciągnięte przez przyciąganie grawitacyjne, gdy cię zasysa. Ponieważ jest dalej od środka czarnej dziury, górna część twojego ciała również zostanie wessana, ale z mniejszą prędkością, co skutkuje dosłownym rozciągnięciem w długie pasmo przypominające spaghetti.
Wpadnięcie do czarnej dziury byłoby prawdopodobnie najdziwniejszym sposobem na śmierć. Gdzie pójdą twoje atomy?
7. Czarne dziury mogą się łączyć i powiększać
Galaktyki mają tendencję do łączenia się iw rezultacie stają się bardziej widoczne. Jednak kiedy tak się dzieje, czarne dziury robią to samo. Wielu uważa, że supermasywne czarne dziury są wynikiem takich zderzeń.
W tej chwili galaktyka Andromedy znajduje się na kursie kolizyjnym z naszą galaktyką, Drogą Mleczną. Kiedy dwie galaktyki połączą się za około 4,5 miliarda lat, supermasywne czarne dziury w ich centrach połączą się w jeszcze większą czarną dziurę.
8. Większość galaktyk ma w centrum supermasywną czarną dziurę
Nasza Droga Mleczna ma w swoim centrum supermasywną czarną dziurę o nazwie Saggitarius A* . Znajduje się około 5000 lat świetlnych od nas. Jedną z najbliższych naszej galaktyki jest Andromeda, która również ma w swoim centrum supermasywną czarną dziurę o masie około 100 000 mas naszego Słońca.
Wiele innych galaktyk analizowanych przez naukowców często przedstawiało ten sam scenariusz. Supermasywne czarne dziury są często obecne w centrach większości galaktyk.
9. Czas zwalnia w pobliżu czarnej dziury
Jednym z najbardziej zadziwiających aspektów czarnych dziur jest ich wpływ na czas. Zgodnie z ogólną teorią względności Einsteina czas faktycznie zwalnia w pobliżu czarnej dziury. Efekt ten znany jest jako „ grawitacyjna dylatacja czasu”.
Zgodnie z ogólną zasadą teorii względności, im szybciej się poruszasz, tym wolniej płynie dla ciebie czas. Gdybyśmy dotarli do horyzontu zdarzeń czarnej dziury, silne przyciąganie grawitacyjne sprawiłoby, że poruszalibyśmy się tak szybko, że spowolniłoby to sam czas.
Dla kogoś spoza czarnej dziury mogłoby się wydawać, że dla ciebie czas się zatrzymał. Ale z twojej perspektywy mógłbyś się odwrócić i zobaczyć, jak świat zewnętrzny porusza się w szybkim tempie… w tej jednej sekundzie, która ci pozostała, zanim zniknie całe światło.
10. Czarne dziury mają trzy warstwy
Gdybyśmy dokonali sekcji czarnej dziury, zobaczylibyśmy, że ma ona trzy warstwy: warstwę zewnętrzną, warstwę wewnętrzną i osobliwość. Zewnętrzna warstwa jest określana jako zewnętrzny horyzont zdarzeń, który jest granicą wokół ujścia czarnej dziury.
W pobliżu tego regionu przyciąganie grawitacyjne nie jest silne, a obiekty nadal mogą uciec z czarnej dziury. Wewnętrzna warstwa, która znajduje się pośrodku, nazywana jest wewnętrznym horyzontem zdarzeń. Tutaj przyciąganie grawitacyjne jest tak silne, że nawet światło nie może z niego uciec.
Gdy obiekt dotrze do tej warstwy, zaczyna opadać w kierunku środka czarnej dziury. To tam koncentruje się masa. Centrum czarnej dziury, osobliwość, ma jeszcze większe przyciąganie grawitacyjne.
Wniosek
Czarne dziury to jedne z najbardziej tajemniczych i potężnych obiektów we wszechświecie. Przeciwstawiają się naszemu rozumieniu fizyki i mają oszałamiający wpływ na czas i przestrzeń. Być może nigdy w pełni ich nie zrozumiemy, ale to nie czyni ich mniej fascynującymi. Nie tak dawno naukowcom udało się wykonać pierwsze w historii zdjęcie czarnej dziury . Możemy sobie tylko wyobrażać, jakie nowe odkrycia czekają nas w przyszłości.
Dodał: Kustosz
Żródło: starlust.org
