रहस्यमय और मायावी ब्लैक होल. भौतिकी के नियम ब्रह्मांड में इनके अस्तित्व की संभावना की पुष्टि करते हैं, लेकिन कई सवाल अभी भी बने हुए हैं। कई अवलोकनों से पता चलता है कि ब्रह्मांड में छेद मौजूद हैं और इनमें से दस लाख से अधिक वस्तुएं हैं।

ब्लैक होल क्या हैं?

1915 में, आइंस्टीन के समीकरणों को हल करते समय, "ब्लैक होल" जैसी घटना की भविष्यवाणी की गई थी। हालाँकि, वैज्ञानिक समुदाय की उनमें रुचि 1967 में ही बढ़ी। तब उन्हें "संक्षिप्त तारे", "जमे हुए तारे" कहा जाता था।

आजकल, ब्लैक होल समय और स्थान का एक क्षेत्र है जिसमें इतना गुरुत्वाकर्षण होता है कि प्रकाश की एक किरण भी इससे बच नहीं सकती है।

ब्लैक होल कैसे बनते हैं?

ब्लैक होल की उपस्थिति के लिए कई सिद्धांत हैं, जो काल्पनिक और यथार्थवादी में विभाजित हैं। सबसे सरल और सबसे व्यापक यथार्थवादी बड़े सितारों के गुरुत्वाकर्षण पतन का सिद्धांत है।

जब एक पर्याप्त विशाल तारा, "मृत्यु" से पहले, आकार में बढ़ता है और अस्थिर हो जाता है, तो उसका अंतिम ईंधन ख़त्म हो जाता है। इसी समय, तारे का द्रव्यमान अपरिवर्तित रहता है, लेकिन तथाकथित घनत्व होने पर इसका आकार घट जाता है। दूसरे शब्दों में, जब संकुचित होता है, तो भारी कोर अपने आप में "गिर" जाता है। इसके समानांतर, संघनन से तारे के अंदर के तापमान में तेज वृद्धि होती है और आकाशीय पिंड की बाहरी परतें फट जाती हैं, जिससे नए तारे बनते हैं। उसी समय, तारे के केंद्र में, कोर अपने "केंद्र" में गिर जाता है। गुरुत्वाकर्षण बलों की कार्रवाई के परिणामस्वरूप, केंद्र एक बिंदु तक ढह जाता है - अर्थात, गुरुत्वाकर्षण बल इतने मजबूत होते हैं कि वे संकुचित कोर को अवशोषित कर लेते हैं। इस प्रकार एक ब्लैक होल का जन्म होता है, जो स्थान और समय को विकृत करना शुरू कर देता है ताकि प्रकाश भी इससे बच न सके।

सभी आकाशगंगाओं के केंद्र में एक अतिविशाल ब्लैक होल है। आइंस्टीन के सापेक्षता के सिद्धांत के अनुसार:

"कोई भी द्रव्यमान स्थान और समय को विकृत करता है।"

अब कल्पना करें कि एक ब्लैक होल समय और स्थान को कितना विकृत करता है, क्योंकि इसका द्रव्यमान बहुत बड़ा है और साथ ही एक अति-छोटे आयतन में सिमटा हुआ है। यह क्षमता निम्नलिखित विषमता का कारण बनती है:

“ब्लैक होल में व्यावहारिक रूप से समय को रोकने और स्थान को संपीड़ित करने की क्षमता होती है। इस अत्यधिक विकृति के कारण, छिद्र हमारे लिए अदृश्य हो जाते हैं।”

यदि ब्लैक होल दिखाई नहीं देते, तो हमें कैसे पता चलेगा कि वे मौजूद हैं?

हां, भले ही ब्लैक होल अदृश्य है, लेकिन इसमें गिरने वाले पदार्थ के कारण यह ध्यान देने योग्य होना चाहिए। साथ ही तारकीय गैस, जो एक ब्लैक होल द्वारा आकर्षित होती है; घटना क्षितिज के करीब पहुंचने पर, गैस का तापमान अति-उच्च मूल्यों तक बढ़ना शुरू हो जाता है, जिससे चमक पैदा होती है। इसी कारण ब्लैक होल चमकते हैं। इसके लिए धन्यवाद, यद्यपि कमजोर, चमक, खगोलशास्त्री और खगोलशास्त्री आकाशगंगा के केंद्र में एक छोटी मात्रा लेकिन एक विशाल द्रव्यमान वाली वस्तु की उपस्थिति की व्याख्या करते हैं। वर्तमान में, अवलोकनों के परिणामस्वरूप, लगभग 1000 वस्तुओं की खोज की गई है जो व्यवहार में ब्लैक होल के समान हैं।

ब्लैक होल और आकाशगंगाएँ

ब्लैक होल आकाशगंगाओं को कैसे प्रभावित कर सकते हैं? यह सवाल दुनिया भर के वैज्ञानिकों को परेशान करता है। एक परिकल्पना है जिसके अनुसार आकाशगंगा के केंद्र में स्थित ब्लैक होल ही इसके आकार और विकास को प्रभावित करते हैं। और जब दो आकाशगंगाएं टकराती हैं तो ब्लैक होल विलीन हो जाते हैं और इस प्रक्रिया के दौरान इतनी भारी मात्रा में ऊर्जा और पदार्थ निकलते हैं कि नए तारे बन जाते हैं।

ब्लैक होल के प्रकार

• मौजूदा सिद्धांत के अनुसार, ब्लैक होल तीन प्रकार के होते हैं: तारकीय, महाविशाल और लघु। और उनमें से प्रत्येक का गठन एक विशेष तरीके से किया गया था।
• - तारकीय द्रव्यमान के ब्लैक होल, यह विशाल आकार में बढ़ते हैं और ढह जाते हैं।
  - सुपरमैसिव ब्लैक होल, जिनका द्रव्यमान लाखों सूर्यों के बराबर हो सकता है, हमारी आकाशगंगा सहित लगभग सभी आकाशगंगाओं के केंद्रों पर मौजूद होने की संभावना है। सुपरमैसिव ब्लैक होल के निर्माण के लिए वैज्ञानिकों के पास अभी भी अलग-अलग परिकल्पनाएँ हैं। अब तक, केवल एक ही बात ज्ञात है - सुपरमैसिव ब्लैक होल आकाशगंगाओं के निर्माण का उप-उत्पाद हैं। सुपरमैसिव ब्लैक होल - वे सामान्य ब्लैक होल से इस मायने में भिन्न होते हैं कि उनका आकार बहुत बड़ा होता है, लेकिन विरोधाभासी रूप से कम घनत्व होता है।
• - अभी तक कोई भी ऐसे लघु ब्लैक होल का पता नहीं लगा सका है जिसका द्रव्यमान सूर्य से कम होगा। यह संभव है कि लघु छिद्र "बिग बैंग" के तुरंत बाद बने हों, जो हमारे ब्रह्मांड के अस्तित्व की सटीक शुरुआत है (लगभग 13.7 अरब वर्ष पहले)।
• - हाल ही में, "व्हाइट ब्लैक होल" के रूप में एक नई अवधारणा पेश की गई थी। यह अभी भी एक काल्पनिक ब्लैक होल है, जो ब्लैक होल के विपरीत है। स्टीफन हॉकिंग ने व्हाइट होल के अस्तित्व की संभावना का सक्रिय रूप से अध्ययन किया।
• - क्वांटम ब्लैक होल - वे अब तक केवल सिद्धांत में ही मौजूद हैं। क्वांटम ब्लैक होल तब बन सकते हैं जब परमाणु प्रतिक्रिया के परिणामस्वरूप अति-छोटे कण टकराते हैं।
• -प्राथमिक ब्लैक होल भी एक सिद्धांत है. इनका निर्माण उनकी उत्पत्ति के तुरंत बाद हुआ था।

इस समय, बड़ी संख्या में ऐसे खुले प्रश्न हैं जिनका उत्तर भावी पीढ़ियों को देना बाकी है। उदाहरण के लिए, क्या तथाकथित "वर्महोल" वास्तव में मौजूद हैं, जिनकी मदद से कोई अंतरिक्ष और समय के माध्यम से यात्रा कर सकता है। ब्लैक होल के अंदर वास्तव में क्या होता है और ये घटनाएं किन नियमों का पालन करती हैं। और ब्लैक होल में जानकारी के गायब होने के बारे में क्या?

प्रत्येक व्यक्ति जो खगोल विज्ञान से परिचित हो जाता है, देर-सबेर ब्रह्मांड की सबसे रहस्यमय वस्तुओं - ब्लैक होल - के बारे में तीव्र जिज्ञासा का अनुभव करता है। ये अंधेरे के असली स्वामी हैं, जो पास से गुजरने वाले किसी भी परमाणु को "निगलने" में सक्षम हैं और प्रकाश को भी भागने नहीं देते - उनका आकर्षण इतना शक्तिशाली है। ये वस्तुएं भौतिकविदों और खगोलविदों के लिए एक वास्तविक चुनौती हैं। पहला अभी तक यह नहीं समझ सका है कि ब्लैक होल के अंदर गिरे पदार्थ का क्या होता है, और दूसरा, हालांकि वे ब्लैक होल के अस्तित्व से अंतरिक्ष में सबसे अधिक ऊर्जा लेने वाली घटनाओं की व्याख्या करते हैं, उन्हें कभी भी उनमें से किसी का निरीक्षण करने का अवसर नहीं मिला है। सीधे. हम आपको इन दिलचस्प खगोलीय पिंडों के बारे में बताएंगे, पता लगाएंगे कि क्या पहले ही खोजा जा चुका है और रहस्य का पर्दा उठाने के लिए क्या सीखना बाकी है।

ब्लैक होल क्या है?

"ब्लैक होल" (अंग्रेजी में - ब्लैक होल) नाम 1967 में अमेरिकी सैद्धांतिक भौतिक विज्ञानी जॉन आर्चीबाल्ड व्हीलर द्वारा प्रस्तावित किया गया था (बाईं ओर फोटो देखें)। इसने एक खगोलीय पिंड को नामित करने का काम किया, जिसका आकर्षण इतना मजबूत है कि प्रकाश भी खुद को जाने नहीं देता। इसीलिए यह "काला" है क्योंकि यह प्रकाश उत्सर्जित नहीं करता है।

अप्रत्यक्ष अवलोकन

इस तरह के रहस्य का यही कारण है: चूंकि ब्लैक होल चमकते नहीं हैं, इसलिए हम उन्हें सीधे नहीं देख सकते हैं और केवल अप्रत्यक्ष साक्ष्य का उपयोग करके उन्हें देखने और अध्ययन करने के लिए मजबूर होते हैं कि उनका अस्तित्व आसपास के स्थान में रहता है। दूसरे शब्दों में, यदि कोई ब्लैक होल किसी तारे को घेर लेता है, तो हम ब्लैक होल को नहीं देख सकते हैं, लेकिन हम उसके शक्तिशाली गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र के विनाशकारी प्रभावों को देख सकते हैं।

लाप्लास का अंतर्ज्ञान

यद्यपि गुरुत्वाकर्षण के प्रभाव में अपने आप में ढह चुके तारे के विकास के काल्पनिक अंतिम चरण को दर्शाने के लिए "ब्लैक होल" की अभिव्यक्ति अपेक्षाकृत हाल ही में हुई है, ऐसे निकायों के अस्तित्व की संभावना का विचार दो से अधिक बार सामने आया है। सदियों पहले। अंग्रेज जॉन मिशेल और फ्रांसीसी पियरे-साइमन डी लाप्लास ने स्वतंत्र रूप से "अदृश्य सितारों" के अस्तित्व की परिकल्पना की; साथ ही, वे गतिशीलता के सामान्य नियमों और न्यूटन के सार्वभौमिक गुरुत्वाकर्षण के नियम पर आधारित थे। आज, आइंस्टीन के सापेक्षता के सामान्य सिद्धांत के आधार पर ब्लैक होल को उनका सही विवरण प्राप्त हो गया है।

अपने काम "एक्सपोज़िशन ऑफ़ द सिस्टम ऑफ़ द वर्ल्ड" (1796) में, लाप्लास ने लिखा: "पृथ्वी के समान घनत्व का एक चमकीला तारा, जिसका व्यास सूर्य के व्यास से 250 गुना अधिक है, इसके गुरुत्वाकर्षण के कारण आकर्षण, प्रकाश किरणों को हम तक पहुँचने से रोकता है। इसलिए, यह संभव है कि सबसे बड़े और सबसे चमकीले खगोलीय पिंड इसी कारण से अदृश्य हैं।”

अजेय गुरुत्वाकर्षण

लाप्लास का विचार पलायन वेग (द्वितीय ब्रह्मांडीय वेग) की अवधारणा पर आधारित था। ब्लैक होल इतनी सघन वस्तु है कि इसका गुरुत्वाकर्षण प्रकाश को भी रोक सकता है, जो प्रकृति में सबसे अधिक गति (लगभग 300,000 किमी/सेकेंड) विकसित करता है। व्यवहार में, ब्लैक होल से भागने के लिए प्रकाश की गति से अधिक गति की आवश्यकता होती है, लेकिन यह असंभव है!

इसका मतलब यह है कि इस तरह का तारा अदृश्य होगा, क्योंकि प्रकाश भी इसके शक्तिशाली गुरुत्वाकर्षण पर काबू नहीं पा सकेगा। आइंस्टीन ने इस तथ्य को गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र के प्रभाव में प्रकाश के झुकने की घटना के माध्यम से समझाया। दरअसल, ब्लैक होल के पास स्पेस-टाइम इतना घुमावदार होता है कि प्रकाश किरणों के प्रक्षेप पथ भी अपने आप बंद हो जाते हैं। सूर्य को एक ब्लैक होल में बदलने के लिए, हमें उसके पूरे द्रव्यमान को 3 किमी की त्रिज्या वाली एक गेंद में केंद्रित करना होगा, और पृथ्वी को 9 मिमी की त्रिज्या वाली एक गेंद में बदलना होगा!

ब्लैक होल के प्रकार

लगभग दस साल पहले, अवलोकनों ने दो प्रकार के ब्लैक होल के अस्तित्व का सुझाव दिया था: तारकीय, जिसका द्रव्यमान सूर्य के द्रव्यमान के बराबर है या उससे थोड़ा अधिक है, और सुपरमैसिव, जिसका द्रव्यमान कई सौ हज़ार से लेकर कई लाखों सौर द्रव्यमान तक होता है। . हालाँकि, अपेक्षाकृत हाल ही में, चंद्रा और एक्सएमएम-न्यूटन जैसे कृत्रिम उपग्रहों से प्राप्त एक्स-रे छवियों और उच्च-रिज़ॉल्यूशन स्पेक्ट्रा ने तीसरे प्रकार के ब्लैक होल को सामने लाया - जिसका औसत द्रव्यमान सूर्य के द्रव्यमान से हजारों गुना अधिक था। .

तारकीय ब्लैक होल

तारकीय ब्लैक होल दूसरों की तुलना में पहले ज्ञात हो गए। इनका निर्माण तब होता है जब एक बड़े द्रव्यमान वाला तारा, अपने विकास पथ के अंत में, अपने परमाणु ईंधन के भंडार को समाप्त कर देता है और अपने गुरुत्वाकर्षण के कारण अपने आप में ढह जाता है। एक विस्फोट जो किसी तारे को हिला देता है (एक घटना जिसे "सुपरनोवा विस्फोट" के रूप में जाना जाता है) के विनाशकारी परिणाम होते हैं: यदि तारे का कोर सूर्य के द्रव्यमान से 10 गुना से अधिक है, तो कोई भी परमाणु बल गुरुत्वाकर्षण पतन का विरोध नहीं कर सकता है जिसके परिणामस्वरूप सृजन होगा एक ब्लैक होल का.

महाविशाल ब्लैक होल

कुछ सक्रिय आकाशगंगाओं के नाभिक में पहली बार देखे गए सुपरमैसिव ब्लैक होल की उत्पत्ति अलग है। उनके जन्म के संबंध में कई परिकल्पनाएँ हैं: एक तारकीय ब्लैक होल, जो लाखों वर्षों के दौरान अपने चारों ओर के सभी तारों को निगल जाता है; ब्लैक होल का एक समूह एक साथ विलीन हो रहा है; एक विशाल गैस बादल सीधे ब्लैक होल में ढह रहा है। ये ब्लैक होल अंतरिक्ष में सबसे ऊर्जावान वस्तुओं में से हैं। वे सभी नहीं तो अनेक आकाशगंगाओं के केंद्र में स्थित हैं। हमारी गैलेक्सी में भी ऐसा ब्लैक होल है. कभी-कभी ऐसे ब्लैक होल की मौजूदगी के कारण इन आकाशगंगाओं का कोर बहुत चमकीला हो जाता है। केंद्र में ब्लैक होल वाली आकाशगंगाएँ, जो बड़ी मात्रा में गिरते हुए पदार्थ से घिरी होती हैं और इसलिए भारी मात्रा में ऊर्जा पैदा करने में सक्षम होती हैं, उन्हें "सक्रिय" कहा जाता है और उनके कोर को "सक्रिय गैलेक्टिक नाभिक" (एजीएन) कहा जाता है। उदाहरण के लिए, क्वासर (हमसे सबसे दूर की ब्रह्मांडीय वस्तुएं जो हमारे अवलोकन के लिए पहुंच योग्य हैं) सक्रिय आकाशगंगाएं हैं जिनमें हम केवल एक बहुत उज्ज्वल कोर देखते हैं।

मध्यम और लघु

एक और रहस्य मध्यम-द्रव्यमान वाले ब्लैक होल बना हुआ है, जो हाल के शोध के अनुसार, कुछ गोलाकार समूहों, जैसे कि एम13 और एनसीसी 6388, के केंद्र में हो सकता है। कई खगोलविदों को इन वस्तुओं के बारे में संदेह है, लेकिन कुछ नए शोध इनकी उपस्थिति का सुझाव देते हैं। हमारी आकाशगंगा के केंद्र के पास भी मध्यम आकार के ब्लैक होल हैं। अंग्रेजी भौतिक विज्ञानी स्टीफन हॉकिंग ने चौथे प्रकार के ब्लैक होल के अस्तित्व के बारे में एक सैद्धांतिक धारणा भी सामने रखी - एक "मिनी-होल" जिसका द्रव्यमान केवल एक अरब टन है (जो लगभग एक बड़े पर्वत के द्रव्यमान के बराबर है)। हम प्राथमिक वस्तुओं के बारे में बात कर रहे हैं, यानी, जो ब्रह्मांड के जीवन के पहले क्षणों में दिखाई दीं, जब दबाव अभी भी बहुत अधिक था। हालाँकि, उनके अस्तित्व का एक भी निशान अभी तक नहीं खोजा जा सका है।

ब्लैक होल कैसे खोजें

अभी कुछ साल पहले, ब्लैक होल के ऊपर एक रोशनी चमकी थी। उपकरणों और प्रौद्योगिकियों (जमीनी-आधारित और अंतरिक्ष-आधारित दोनों) में लगातार सुधार के कारण, ये वस्तुएं कम और कम रहस्यमय होती जा रही हैं; अधिक सटीक रूप से, उनके आसपास का स्थान कम रहस्यमय हो जाता है। वास्तव में, चूँकि ब्लैक होल स्वयं अदृश्य है, हम इसे केवल तभी पहचान सकते हैं जब यह कम दूरी पर इसके चारों ओर परिक्रमा करने वाले पर्याप्त पदार्थ (तारों और गर्म गैस) से घिरा हो।

बाइनरी सिस्टम देखना

बाइनरी सिस्टम में एक अदृश्य साथी के चारों ओर एक तारे की कक्षीय गति को देखकर कुछ तारकीय ब्लैक होल की खोज की गई है। क्लोज़ बाइनरी सिस्टम (अर्थात, एक-दूसरे के बहुत करीब दो तारों से युक्त), जिसमें एक साथी अदृश्य है, ब्लैक होल की खोज करने वाले खगोल भौतिकीविदों के लिए अवलोकन की एक पसंदीदा वस्तु है।

ब्लैक होल (या न्यूट्रॉन स्टार) की उपस्थिति का एक संकेत एक जटिल तंत्र के कारण एक्स-रे का मजबूत उत्सर्जन है जिसे योजनाबद्ध रूप से निम्नानुसार वर्णित किया जा सकता है। अपने शक्तिशाली गुरुत्वाकर्षण के कारण, एक ब्लैक होल अपने साथी तारे से पदार्थ को अलग कर सकता है; यह गैस एक सपाट डिस्क में फैल जाती है और ब्लैक होल में सर्पिलाकार नीचे चली जाती है। गिरती गैस के कणों के बीच टकराव से उत्पन्न घर्षण डिस्क की आंतरिक परतों को कई मिलियन डिग्री तक गर्म कर देता है, जिससे शक्तिशाली एक्स-रे विकिरण होता है।

एक्स-रे अवलोकन

कई दशकों तक किए गए हमारी आकाशगंगा और पड़ोसी आकाशगंगाओं में वस्तुओं के एक्स-रे अवलोकन ने कॉम्पैक्ट बाइनरी स्रोतों का पता लगाना संभव बना दिया है, जिनमें से लगभग एक दर्जन ब्लैक होल उम्मीदवारों वाले सिस्टम हैं। मुख्य समस्या एक अदृश्य खगोलीय पिंड का द्रव्यमान निर्धारित करना है। द्रव्यमान (हालाँकि बहुत सटीक नहीं) को साथी की गति का अध्ययन करके या, और अधिक कठिन, गिरने वाली सामग्री के एक्स-रे विकिरण की तीव्रता को मापकर पाया जा सकता है। यह तीव्रता एक समीकरण द्वारा उस पिंड के द्रव्यमान से संबंधित होती है जिस पर यह पदार्थ गिरता है।

नोबेल पुरस्कार विजेता

कई आकाशगंगाओं के कोर में देखे गए सुपरमैसिव ब्लैक होल के लिए भी कुछ ऐसा ही कहा जा सकता है, जिनके द्रव्यमान का अनुमान ब्लैक होल में गिरने वाली गैस की कक्षीय गति को मापकर लगाया जाता है। इस मामले में, एक बहुत बड़ी वस्तु के शक्तिशाली गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र के कारण, आकाशगंगाओं के केंद्र में परिक्रमा करने वाले गैस बादलों की गति में तेजी से वृद्धि का पता रेडियो रेंज के साथ-साथ ऑप्टिकल किरणों में भी लगाया जाता है। एक्स-रे रेंज में अवलोकन ब्लैक होल में गिरने वाले पदार्थ के कारण ऊर्जा की बढ़ती रिहाई की पुष्टि कर सकते हैं। एक्स-रे में अनुसंधान 1960 के दशक की शुरुआत में इतालवी रिकार्डो जियाकोनी द्वारा शुरू किया गया था, जो संयुक्त राज्य अमेरिका में काम करते थे। 2002 में उनके नोबेल पुरस्कार ने "अंतरिक्ष में एक्स-रे स्रोतों की खोज के लिए खगोल भौतिकी में अग्रणी योगदान" को मान्यता दी।

सिग्नस एक्स-1: पहला उम्मीदवार

हमारी आकाशगंगा अभ्यर्थी ब्लैक होल वस्तुओं की उपस्थिति से प्रतिरक्षित नहीं है। सौभाग्य से, इनमें से कोई भी वस्तु हमारे इतना करीब नहीं है कि पृथ्वी या सौर मंडल के अस्तित्व के लिए खतरा पैदा कर सके। बड़ी संख्या में कॉम्पैक्ट एक्स-रे स्रोतों की पहचान की गई है (और ये ब्लैक होल के लिए सबसे संभावित उम्मीदवार हैं) के बावजूद, हमें कोई भरोसा नहीं है कि उनमें वास्तव में ब्लैक होल हैं। इन स्रोतों में से एकमात्र स्रोत जिसका कोई वैकल्पिक संस्करण नहीं है, वह करीबी बाइनरी सिस्टम सिग्नस एक्स-1 है, जो कि सिग्नस तारामंडल में एक्स-रे विकिरण का सबसे चमकीला स्रोत है।

विशाल तारे

यह प्रणाली, जिसकी परिक्रमा अवधि 5.6 दिन है, में बड़े आकार का एक बहुत चमकीला नीला तारा शामिल है (इसका व्यास सूर्य से 20 गुना है, और इसका द्रव्यमान लगभग 30 गुना बड़ा है), जो आपकी दूरबीन से भी आसानी से दिखाई देता है, और एक अदृश्य दूसरा तारा, जिसका द्रव्यमान कई सौर द्रव्यमान (10 तक) अनुमानित है। 6,500 प्रकाश वर्ष दूर स्थित, दूसरा तारा यदि एक साधारण तारा होता तो पूरी तरह से दिखाई देता। इसकी अदृश्यता, सिस्टम द्वारा उत्पादित शक्तिशाली एक्स-रे उत्सर्जन और अंत में, द्रव्यमान अनुमान अधिकांश खगोलविदों को यह विश्वास दिलाता है कि यह तारकीय ब्लैक होल की पहली पुष्टि की गई खोज है।

संदेह

हालाँकि, संशयवादी भी हैं। इनमें ब्लैक होल के सबसे बड़े शोधकर्ताओं में से एक भौतिक विज्ञानी स्टीफन हॉकिंग भी शामिल हैं। यहां तक ​​कि उन्होंने अपने अमेरिकी सहयोगी कील थॉर्न के साथ भी शर्त लगाई, जो सिग्नस एक्स-1 ऑब्जेक्ट को ब्लैक होल के रूप में वर्गीकृत करने के प्रबल समर्थक थे।

सिग्नस एक्स-1 वस्तु की पहचान पर बहस हॉकिंग का एकमात्र दांव नहीं है। ब्लैक होल के सैद्धांतिक अध्ययन के लिए कई नौ साल समर्पित करने के बाद, वह इन रहस्यमय वस्तुओं के बारे में अपने पिछले विचारों की भ्रांति के प्रति आश्वस्त हो गए। विशेष रूप से, हॉकिंग ने माना कि ब्लैक होल में गिरने के बाद पदार्थ हमेशा के लिए गायब हो जाता है, और इसके साथ ही सब कुछ इसका सूचना सामान गायब हो जाता है। वे इस बात को लेकर इतने आश्वस्त थे कि उन्होंने 1997 में अपने अमेरिकी सहयोगी जॉन प्रेस्किल के साथ इस विषय पर शर्त लगा ली थी.

गलती स्वीकार करना

21 जुलाई, 2004 को डबलिन में सापेक्षता के सिद्धांत पर कांग्रेस में अपने भाषण में हॉकिंग ने स्वीकार किया कि प्रेस्किल सही थे। ब्लैक होल से पदार्थ पूरी तरह गायब नहीं होता। इसके अलावा, उनके पास एक खास तरह की "याददाश्त" होती है। हो सकता है कि उनमें उनके द्वारा खाए गए पदार्थों के अंश मौजूद हों। इस प्रकार, "वाष्पीकरण" करके (अर्थात, क्वांटम प्रभाव के कारण धीरे-धीरे विकिरण उत्सर्जित करके), वे इस जानकारी को हमारे ब्रह्मांड में वापस कर सकते हैं।

आकाशगंगा में ब्लैक होल

हमारी आकाशगंगा में तारकीय ब्लैक होल (जैसे कि बाइनरी सिस्टम सिग्नस एक्स-1 से संबंधित) की उपस्थिति के बारे में खगोलविदों को अभी भी कई संदेह हैं; लेकिन महाविशाल ब्लैक होल के बारे में बहुत कम संदेह है।

केंद्र में

हमारी आकाशगंगा में कम से कम एक महाविशाल ब्लैक होल है। इसका स्रोत, जिसे धनु A* के नाम से जाना जाता है, बिल्कुल आकाशगंगा के तल के केंद्र में स्थित है। इसका नाम इस तथ्य से समझाया गया है कि यह धनु राशि में सबसे शक्तिशाली रेडियो स्रोत है। यह इसी दिशा में है कि हमारी आकाशगंगा प्रणाली के ज्यामितीय और भौतिक केंद्र दोनों स्थित हैं। लगभग 26,000 प्रकाश वर्ष दूर स्थित, रेडियो तरंग स्रोत धनु A* से जुड़े सुपरमैसिव ब्लैक होल का द्रव्यमान लगभग 4 मिलियन सौर द्रव्यमान है, जो एक अंतरिक्ष में समाहित है जिसका आयतन सौर मंडल के आयतन के बराबर है। हमसे इसकी सापेक्ष निकटता (यह अब तक पृथ्वी का सबसे निकटतम सुपरमैसिव ब्लैक होल है) के कारण हाल के वर्षों में चंद्रा अंतरिक्ष वेधशाला द्वारा इस वस्तु का विशेष रूप से बारीकी से अध्ययन किया जा रहा है। विशेष रूप से, यह पता चला कि यह एक्स-रे विकिरण का भी एक शक्तिशाली स्रोत है (लेकिन सक्रिय गैलेक्टिक नाभिक के स्रोतों जितना शक्तिशाली नहीं है)। धनु A* लाखों या अरबों साल पहले हमारी आकाशगंगा का सक्रिय कोर का एक निष्क्रिय अवशेष हो सकता है।

ब्लैक होल

ब्लैक होल बाहरी अंतरिक्ष के सीमित क्षेत्र हैं जिनमें गुरुत्वाकर्षण बल इतना मजबूत होता है कि प्रकाश विकिरण के फोटॉन भी उन्हें छोड़ नहीं पाते हैं, गुरुत्वाकर्षण के निर्दयी आलिंगन से बच निकलने में असमर्थ होते हैं।

ब्लैक होल कैसे बनते हैं?

वैज्ञानिकों का मानना ​​है कि ब्लैक होल कई प्रकार के हो सकते हैं। एक प्रकार तब बन सकता है जब एक विशाल पुराना तारा मर जाता है। ब्रह्मांड में तारे हर दिन पैदा होते हैं और मरते हैं।

माना जाता है कि एक अन्य प्रकार का ब्लैक होल आकाशगंगाओं के केंद्र में विशाल काला द्रव्यमान है। लाखों तारों से विशाल काली वस्तुएं बनती हैं। अंत में, पिनहेड या छोटे संगमरमर के आकार के छोटे ब्लैक होल हैं। ऐसे ब्लैक होल तब बनते हैं जब अपेक्षाकृत कम मात्रा में द्रव्यमान अकल्पनीय रूप से छोटे आकार में दब जाता है।

पहले प्रकार का ब्लैक होल तब बनता है जब हमारे सूर्य से 8 से 100 गुना बड़ा कोई तारा एक भव्य विस्फोट के साथ अपना जीवन समाप्त कर लेता है। ऐसे तारे का जो अवशेष बचता है वह सिकुड़ जाता है, या, वैज्ञानिक रूप से कहें तो, पतन का कारण बनता है। गुरुत्वाकर्षण के प्रभाव में, तारे के कणों का संपीड़न और अधिक सख्त हो जाता है। खगोलविदों का मानना ​​है कि हमारी आकाशगंगा - आकाशगंगा - के केंद्र में एक विशाल ब्लैक होल है जिसका द्रव्यमान दस लाख सूर्यों के द्रव्यमान से अधिक है।

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सितारों के बारे में रोचक तथ्य

ब्लैक होल काला क्यों होता है?

गुरुत्वाकर्षण केवल पदार्थ के एक टुकड़े का दूसरे के प्रति आकर्षण है। इस प्रकार, जितना अधिक पदार्थ एक स्थान पर एकत्रित होगा, आकर्षण बल उतना ही अधिक होगा। एक अति सघन तारे की सतह पर, इस तथ्य के कारण कि विशाल द्रव्यमान एक सीमित मात्रा में केंद्रित है, आकर्षण बल अकल्पनीय रूप से मजबूत है।

जैसे-जैसे तारा और सिकुड़ता जाता है, गुरुत्वाकर्षण बल इतना बढ़ जाता है कि उसकी सतह से प्रकाश भी उत्सर्जित नहीं हो पाता है। पदार्थ और प्रकाश को तारे द्वारा अपरिवर्तनीय रूप से अवशोषित किया जाता है, इसलिए इसे ब्लैक होल कहा जाता है। वैज्ञानिकों के पास अभी तक ऐसे विशाल ब्लैक होल के अस्तित्व का स्पष्ट प्रमाण नहीं है। वे इन अजीब क्षेत्रों का पता लगाने और अंततः दूसरे प्रकार के ब्लैक होल के अस्तित्व का प्रमाण प्राप्त करने के लिए बार-बार हमारी आकाशगंगा के केंद्र सहित आकाशगंगाओं के केंद्रों पर अपनी दूरबीनें लगाते हैं।

ब्लैक होल अंतरिक्ष में एक विशेष क्षेत्र है। यह काले पदार्थ का एक निश्चित संचय है, जो अंतरिक्ष में अन्य वस्तुओं को अपने अंदर खींचने और अवशोषित करने में सक्षम है। ब्लैक होल की घटना अभी भी नहीं है. सभी उपलब्ध डेटा सिर्फ वैज्ञानिकों, खगोलविदों के सिद्धांत और धारणाएं हैं।

"ब्लैक होल" नाम वैज्ञानिक जे.ए. द्वारा दिया गया था। व्हीलर 1968 में प्रिंसटन विश्वविद्यालय में।

एक सिद्धांत है कि ब्लैक होल तारे हैं, लेकिन न्यूट्रॉन जैसे असामान्य तारे हैं। एक ब्लैक होल - - क्योंकि इसमें ल्यूमिनसेंस घनत्व बहुत अधिक होता है और यह बिल्कुल भी विकिरण नहीं भेजता है। इसलिए, यह न तो अवरक्त में, न एक्स-रे में, न ही रेडियो किरणों में अदृश्य है।

फ्रांसीसी खगोलशास्त्री पी. लाप्लास ने ब्लैक होल से 150 वर्ष पहले इस स्थिति की खोज की थी। उनके तर्कों के अनुसार, यदि इसका घनत्व पृथ्वी के घनत्व के बराबर और व्यास सूर्य के व्यास से 250 गुना अधिक है, तो यह अपने गुरुत्वाकर्षण के कारण प्रकाश किरणों को पूरे ब्रह्मांड में फैलने नहीं देता है, और इसलिए बना रहता है। अदृश्य। इस प्रकार, यह माना जाता है कि ब्लैक होल ब्रह्मांड में सबसे शक्तिशाली उत्सर्जन करने वाली वस्तुएं हैं, लेकिन उनकी कोई ठोस सतह नहीं है।

ब्लैक होल के गुण

ब्लैक होल के सभी कथित गुण सापेक्षता के सिद्धांत पर आधारित हैं, जो 20वीं शताब्दी में ए. आइंस्टीन द्वारा व्युत्पन्न किया गया था। इस घटना का अध्ययन करने का कोई भी पारंपरिक दृष्टिकोण ब्लैक होल की घटना के लिए कोई ठोस स्पष्टीकरण प्रदान नहीं करता है।

ब्लैक होल का मुख्य गुण समय और स्थान को मोड़ने की क्षमता है। इसके गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र में फंसी कोई भी गतिशील वस्तु अनिवार्य रूप से खींची जाएगी, क्योंकि... इस मामले में, वस्तु के चारों ओर एक सघन गुरुत्वाकर्षण भंवर, एक प्रकार की फ़नल, दिखाई देती है। साथ ही, समय की अवधारणा भी बदल जाती है। वैज्ञानिक, गणना के आधार पर, अभी भी यह निष्कर्ष निकालने के इच्छुक हैं कि ब्लैक होल आम तौर पर स्वीकृत अर्थ में खगोलीय पिंड नहीं हैं। ये वास्तव में समय और स्थान में कुछ प्रकार के छेद, वर्महोल हैं, जो इसे बदलने और संकुचित करने में सक्षम हैं।

ब्लैक होल अंतरिक्ष का एक बंद क्षेत्र है जिसमें पदार्थ संकुचित होता है और जहाँ से कुछ भी नहीं निकल सकता, यहाँ तक कि प्रकाश भी नहीं।

खगोलविदों की गणना के अनुसार, ब्लैक होल के अंदर मौजूद शक्तिशाली गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र के साथ, एक भी वस्तु अहानिकर नहीं रह सकती है। इसके अंदर जाने से पहले ही इसे तुरंत अरबों टुकड़ों में फाड़ दिया जाएगा। हालाँकि, यह उनकी मदद से कणों और सूचनाओं के आदान-प्रदान की संभावना को बाहर नहीं करता है। और यदि किसी ब्लैक होल का द्रव्यमान सूर्य के द्रव्यमान (सुपरमैसिव) से कम से कम एक अरब गुना अधिक है, तो सैद्धांतिक रूप से वस्तुओं के लिए गुरुत्वाकर्षण द्वारा टूटे बिना इसके माध्यम से चलना संभव है।

बेशक, ये केवल सिद्धांत हैं, क्योंकि वैज्ञानिकों का शोध अभी भी यह समझने से बहुत दूर है कि ब्लैक होल किन प्रक्रियाओं और क्षमताओं को छिपाते हैं। बहुत संभव है कि भविष्य में भी कुछ ऐसा ही हो.

पिछली शताब्दियों के वैज्ञानिकों और हमारे समय के शोधकर्ताओं दोनों के लिए, ब्रह्मांड का सबसे बड़ा रहस्य ब्लैक होल है। भौतिकी के लिए इस पूरी तरह से अपरिचित प्रणाली के अंदर क्या है? वहां कौन से कानून लागू होते हैं? ब्लैक होल में समय कैसे बीतता है, और प्रकाश क्वांटा भी वहां से क्यों नहीं निकल पाता? अब हम, निश्चित रूप से, अभ्यास के बजाय सिद्धांत के दृष्टिकोण से, यह समझने की कोशिश करेंगे कि ब्लैक होल के अंदर क्या है, यह, सिद्धांत रूप में, क्यों बना और मौजूद है, यह अपने चारों ओर की वस्तुओं को कैसे आकर्षित करता है।

सबसे पहले, आइए इस वस्तु का वर्णन करें

तो, ब्लैक होल ब्रह्मांड में अंतरिक्ष का एक निश्चित क्षेत्र है। इसे एक अलग तारे या ग्रह के रूप में पहचानना असंभव है, क्योंकि यह न तो ठोस है और न ही गैसीय पिंड है। स्पेसटाइम क्या है और ये आयाम कैसे बदल सकते हैं, इसकी बुनियादी समझ के बिना, यह समझना असंभव है कि ब्लैक होल के अंदर क्या है। मुद्दा यह है कि यह क्षेत्र केवल एक स्थानिक इकाई नहीं है। जो हमारे ज्ञात तीन आयामों (लंबाई, चौड़ाई और ऊंचाई) और समयरेखा दोनों को विकृत करता है। वैज्ञानिकों को विश्वास है कि क्षितिज क्षेत्र (छिद्र के आसपास का तथाकथित क्षेत्र) में, समय एक स्थानिक अर्थ लेता है और आगे और पीछे दोनों तरफ बढ़ सकता है।

आइए जानें गुरुत्वाकर्षण का रहस्य

यदि हम यह समझना चाहते हैं कि ब्लैक होल के अंदर क्या है, तो आइए बारीकी से देखें कि गुरुत्वाकर्षण क्या है। यह वह घटना है जो तथाकथित "वर्महोल" की प्रकृति को समझने में महत्वपूर्ण है, जिससे प्रकाश भी बच नहीं सकता है। गुरुत्वाकर्षण उन सभी पिंडों के बीच परस्पर क्रिया है जिनका भौतिक आधार होता है। ऐसे गुरुत्वाकर्षण की शक्ति पिंडों की आणविक संरचना, परमाणुओं की सांद्रता के साथ-साथ उनकी संरचना पर भी निर्भर करती है। अंतरिक्ष के एक निश्चित क्षेत्र में जितने अधिक कण ढहेंगे, गुरुत्वाकर्षण बल उतना ही अधिक होगा। यह बिग बैंग सिद्धांत से अटूट रूप से जुड़ा हुआ है, जब हमारा ब्रह्मांड एक मटर के आकार का था। यह अधिकतम विलक्षणता की स्थिति थी, और प्रकाश क्वांटा की चमक के परिणामस्वरूप, इस तथ्य के कारण अंतरिक्ष का विस्तार होना शुरू हो गया कि कण एक-दूसरे को विकर्षित करते हैं। वैज्ञानिक ब्लैक होल का वर्णन इसके ठीक विपरीत करते हैं। टीबीजेड के अनुसार ऐसी चीज़ के अंदर क्या है? एक विलक्षणता जो हमारे ब्रह्मांड में उसके जन्म के समय निहित संकेतकों के बराबर है।

पदार्थ वर्महोल में कैसे जाता है?

एक राय है कि कोई व्यक्ति कभी नहीं समझ पाएगा कि ब्लैक होल के अंदर क्या हो रहा है। क्योंकि एक बार वहां पहुंचने पर, वह सचमुच गुरुत्वाकर्षण और गुरुत्वाकर्षण बल द्वारा कुचल दिया जाएगा। वास्तव में यह सच नहीं है। हाँ, वास्तव में, एक ब्लैक होल विलक्षणता का एक क्षेत्र है जहाँ सब कुछ अधिकतम तक संकुचित होता है। लेकिन यह बिल्कुल भी "अंतरिक्ष वैक्यूम क्लीनर" नहीं है जो सभी ग्रहों और तारों को सोख सकता है। कोई भी भौतिक वस्तु जो स्वयं को घटना क्षितिज पर पाती है, उसे स्थान और समय की एक मजबूत विकृति दिखाई देगी (अभी के लिए, ये इकाइयाँ अलग-अलग हैं)। ज्यामिति की यूक्लिडियन प्रणाली ख़राब होने लगेगी, दूसरे शब्दों में, वे एक दूसरे को काट देंगी, और स्टीरियोमेट्रिक आकृतियों की रूपरेखा अब परिचित नहीं होगी। जहां तक ​​समय की बात है तो यह धीरे-धीरे धीमा हो जाएगा। आप छेद के जितना करीब पहुंचेंगे, घड़ी पृथ्वी के समय के सापेक्ष उतनी ही धीमी हो जाएगी, लेकिन आप इस पर ध्यान नहीं देंगे। वर्महोल में गिरने पर शरीर शून्य गति से गिरेगा, लेकिन यह इकाई अनंत के बराबर होगी। वक्रता, जो अनंत को शून्य के बराबर करती है, जो अंततः समय को विलक्षणता के क्षेत्र में रोक देती है।

उत्सर्जित प्रकाश पर प्रतिक्रिया

अंतरिक्ष में प्रकाश को आकर्षित करने वाली एकमात्र वस्तु ब्लैक होल है। इसके अंदर क्या है और किस रूप में है यह तो अज्ञात है, लेकिन माना जाता है कि यहां घोर अंधकार है, जिसकी कल्पना करना नामुमकिन है। प्रकाश क्वांटा, वहाँ पहुँचकर, यूं ही गायब नहीं हो जाता। उनका द्रव्यमान विलक्षणता के द्रव्यमान से गुणा हो जाता है, जो इसे और भी बड़ा बनाता है और इसे बड़ा करता है। इस प्रकार, यदि वर्महोल के अंदर आप चारों ओर देखने के लिए टॉर्च चालू करते हैं, तो यह चमक नहीं पाएगा। उत्सर्जित क्वांटा छेद के द्रव्यमान से लगातार गुणा होगा, और आप, मोटे तौर पर कहें तो, आपकी स्थिति को और खराब कर देंगे।

हर मोड़ पर ब्लैक होल

जैसा कि हम पहले ही समझ चुके हैं, गठन का आधार गुरुत्वाकर्षण है, जिसका परिमाण पृथ्वी की तुलना में लाखों गुना अधिक है। ब्लैक होल क्या है इसका सटीक विचार दुनिया को कार्ल श्वार्ज़स्चिल्ड ने दिया था, जिन्होंने वास्तव में घटना क्षितिज और बिना वापसी के बिंदु की खोज की थी, और यह भी स्थापित किया था कि विलक्षणता की स्थिति में शून्य के बराबर है अनंत। उनकी राय में, ब्लैक होल अंतरिक्ष में किसी भी बिंदु पर बन सकता है। इस मामले में, गोलाकार आकार वाली एक निश्चित भौतिक वस्तु को गुरुत्वाकर्षण त्रिज्या तक पहुंचना चाहिए। उदाहरण के लिए, ब्लैक होल बनने के लिए हमारे ग्रह का द्रव्यमान एक मटर के आयतन में फिट होना चाहिए। और सूर्य का व्यास उसके द्रव्यमान के साथ 5 किलोमीटर होना चाहिए - तब उसकी अवस्था एकवचन हो जाएगी।

एक नई दुनिया के निर्माण का क्षितिज

भौतिकी और ज्यामिति के नियम पृथ्वी और बाह्य अंतरिक्ष में, जहां अंतरिक्ष निर्वात के करीब है, पूरी तरह से काम करते हैं। लेकिन वे घटना क्षितिज पर अपना महत्व पूरी तरह खो देते हैं। इसीलिए, गणितीय दृष्टिकोण से, यह गणना करना असंभव है कि ब्लैक होल के अंदर क्या है। यदि आप दुनिया के बारे में हमारे विचारों के अनुसार अंतरिक्ष को मोड़ेंगे तो जो तस्वीरें आपके सामने आ सकती हैं, वे शायद सच्चाई से बहुत दूर हैं। यह केवल स्थापित किया गया है कि समय यहां एक स्थानिक इकाई में बदल जाता है और, सबसे अधिक संभावना है, मौजूदा आयामों में कुछ और जोड़े जाते हैं। इससे यह विश्वास करना संभव हो जाता है कि ब्लैक होल के अंदर (फोटो, जैसा कि आप जानते हैं, यह नहीं दिखाएगा, क्योंकि वहां प्रकाश खुद को खाता है) पूरी तरह से अलग दुनिया बनती है। ये ब्रह्मांड एंटीमैटर से बने हो सकते हैं, जो वर्तमान में वैज्ञानिकों के लिए अज्ञात है। ऐसे संस्करण भी हैं कि नो रिटर्न का क्षेत्र सिर्फ एक पोर्टल है जो या तो किसी अन्य दुनिया या हमारे ब्रह्मांड के अन्य बिंदुओं तक ले जाता है।

जन्म और मृत्यु

ब्लैक होल के अस्तित्व से कहीं अधिक उसका निर्माण या गायब होना है। एक क्षेत्र जो अंतरिक्ष-समय को विकृत करता है, जैसा कि हम पहले ही पता लगा चुके हैं, पतन के परिणामस्वरूप बनता है। यह किसी बड़े तारे का विस्फोट, अंतरिक्ष में दो या दो से अधिक पिंडों का टकराना इत्यादि हो सकता है। लेकिन सैद्धांतिक रूप से छुआ जा सकने वाला पदार्थ समय विरूपण का क्षेत्र कैसे बन गया? पहेली पर काम चल रहा है. लेकिन इसके बाद दूसरा सवाल आता है - बिना रिटर्न वाले ऐसे क्षेत्र गायब क्यों हो जाते हैं? और यदि ब्लैक होल वाष्पित हो जाते हैं, तो वह प्रकाश और सारा ब्रह्मांडीय पदार्थ जो उन्होंने सोख लिया था, उनमें से बाहर क्यों नहीं आता? जब विलक्षणता क्षेत्र में पदार्थ का विस्तार होने लगता है, तो गुरुत्वाकर्षण धीरे-धीरे कम हो जाता है। परिणामस्वरूप, ब्लैक होल बस विलीन हो जाता है, और साधारण निर्वात बाहरी स्थान अपनी जगह पर बना रहता है। इससे एक और रहस्य सामने आता है - जो कुछ भी इसमें मिला वह कहाँ गया?

क्या गुरुत्वाकर्षण हमारे सुखद भविष्य की कुंजी है?

शोधकर्ताओं को विश्वास है कि मानवता के ऊर्जा भविष्य को ब्लैक होल द्वारा आकार दिया जा सकता है। इस प्रणाली के अंदर क्या है यह अभी भी अज्ञात है, लेकिन यह स्थापित किया गया है कि घटना क्षितिज पर कोई भी पदार्थ ऊर्जा में परिवर्तित हो जाता है, लेकिन, निश्चित रूप से, आंशिक रूप से। उदाहरण के लिए, एक व्यक्ति, खुद को बिना किसी रिटर्न के बिंदु के करीब पाते हुए, ऊर्जा में प्रसंस्करण के लिए अपने पदार्थ का 10 प्रतिशत छोड़ देगा। यह आंकड़ा बहुत बड़ा है, यह खगोलविदों के बीच एक सनसनी बन गया। तथ्य यह है कि पृथ्वी पर केवल 0.7 प्रतिशत पदार्थ ही ऊर्जा में परिवर्तित होता है।