Gizemli ve anlaşılması zor kara delikler. Fizik yasaları bunların evrende var olma ihtimalini doğruluyor ancak hala birçok soru var. Çok sayıda gözlem, evrende deliklerin bulunduğunu ve bu nesnelerden bir milyondan fazla sayıda bulunduğunu göstermektedir.

Kara delikler nelerdir?

1915'te Einstein'ın denklemlerini çözerken "kara delikler" gibi bir fenomen öngörülmüştü. Ancak bilim camiası onlarla ancak 1967'de ilgilenmeye başladı. Daha sonra bunlara "çökmüş yıldızlar", "donmuş yıldızlar" adı verildi.

Artık kara delik, içinden bir ışık ışınının bile çıkamayacağı kadar çekim gücüne sahip olan zaman ve uzay bölgesine deniyor.

Kara delikler nasıl oluşuyor?

Kara deliklerin ortaya çıkışına ilişkin varsayımsal ve gerçekçi olmak üzere ikiye ayrılan çeşitli teoriler vardır. En basit ve en yaygın gerçekçi teori, büyük yıldızların kütleçekimsel çöküşü teorisidir.

Yeterince büyük bir yıldız "ölümden" önce boyut olarak büyüdüğünde ve kararsız hale geldiğinde, son yakıtı tüketir. Aynı zamanda yıldızın kütlesi değişmeden kalır, ancak sıkışma adı verilen olay meydana geldikçe boyutu azalır. Başka bir deyişle, sıkıştırma sırasında ağır bir çekirdek kendi içine "düşür". Buna paralel olarak sıkışma, yıldızın içindeki sıcaklığın keskin bir şekilde artmasına neden olur ve gök cisminin dış katmanları yırtılır, onlardan yeni yıldızlar oluşur. Aynı zamanda yıldızın merkezinde çekirdek kendi "merkezine" düşer. Yerçekimi kuvvetlerinin etkisinin bir sonucu olarak merkez bir noktaya çöker - yani yerçekimi kuvvetleri o kadar güçlüdür ki sıkıştırılmış çekirdeği emer. Uzayı ve zamanı çarpıtmaya başlayan, ışığın bile ondan kaçamamasına neden olan kara delik işte böyle doğuyor.

Tüm galaksilerin merkezinde süper kütleli bir kara delik bulunur. Einstein'ın görelilik teorisine göre:

"Herhangi bir kütle uzayı ve zamanı bozar."

Şimdi bir kara deliğin zamanı ve uzayı ne kadar çarpıttığını hayal edin, çünkü kütlesi çok büyük ve aynı zamanda çok küçük bir hacme sıkıştırılmış durumda. Bu yetenek nedeniyle aşağıdaki tuhaflık ortaya çıkar:

"Kara delikler pratik olarak zamanı durdurma ve alanı sıkıştırma yeteneğine sahip. Bu güçlü çarpıklık nedeniyle delikler bizim için görünmez hale geliyor.”

Kara delikler görülemiyorsa onların var olduğunu nasıl bilebiliriz?

Evet, kara delik görünmez olsa da içine düşen madde nedeniyle farkedilmesi gerekir. Kara deliğin çektiği yıldız gazının yanı sıra, olay ufkuna yaklaşıldığında gazın sıcaklığı ultra yüksek değerlere yükselmeye başlar ve bu da parlamaya neden olur. Kara deliklerin parıldamasının nedeni budur. Bu sayede, zayıf bir parıltı da olsa, gökbilimciler ve astrofizikçiler galaksinin merkezinde küçük hacimli ancak büyük kütleli bir nesnenin varlığını açıklıyorlar. Şu anda gözlemler sonucunda kara deliklere benzer davranışa sahip 1000'e yakın nesne keşfedildi.

Kara delikler ve galaksiler

Kara delikler galaksileri nasıl etkileyebilir? Bu soru dünyanın her yerindeki bilim adamlarına eziyet ediyor. Galaksinin merkezinde bulunan kara deliklerin onun şeklini ve evrimini etkilediğine dair bir hipotez var. Ve iki galaksi çarpıştığında kara delikler birleşir ve bu süreçte o kadar büyük miktarda enerji ve madde dışarı atılır ki yeni yıldızlar oluşur.

Kara delik türleri

• Mevcut teoriye göre üç tür kara delik vardır: yıldızsal, süper kütleli ve minyatür. Ve her biri özel bir şekilde oluşturuldu.
• - Yıldız kütlelerinden oluşan kara delikler devasa boyutlara ulaşır ve çöker.
  - Milyonlarca güneşe eşdeğer kütleye sahip olabilen süper kütleli kara deliklerin, Samanyolu Galaksisi de dahil olmak üzere hemen hemen tüm galaksilerin merkezlerinde bulunması çok muhtemeldir. Bilim adamlarının süper kütleli kara deliklerin oluşumuna ilişkin hala farklı hipotezleri var. Şu ana kadar bilinen tek bir şey var; süper kütleli kara delikler galaksilerin oluşumunun bir yan ürünüdür. Süper kütleli kara delikler - çok büyük boyutlara sahip olmaları, ancak paradoksal olarak düşük yoğunluğa sahip olmaları nedeniyle sıradan olanlardan farklıdırlar.
• - Kütlesi Güneş'ten daha küçük olan minyatür bir kara deliği henüz kimse tespit edemedi. Evrenimizin ilk kesin varlığı olan (yaklaşık 13,7 milyar yıl önce) "Büyük Patlama"dan kısa bir süre sonra minyatür deliklerin oluşmuş olması mümkündür.
• - Son zamanlarda "beyaz kara delikler" diye yeni bir kavram ortaya atıldı. Bu hala kara deliğin tam tersi olan varsayımsal bir kara deliktir. Stephen Hawking, beyaz deliklerin var olma olasılığını aktif olarak araştırdı.
• - Kuantum kara delikleri - şu ana kadar sadece teoride varlar. Kuantum kara delikleri, nükleer reaksiyon sonucu çok küçük parçacıkların çarpışmasıyla oluşabiliyor.
• - İlksel kara delikler de bir teoridir. Olaydan hemen sonra oluştular.

Şu anda gelecek nesiller tarafından henüz cevaplanması gereken çok sayıda açık soru var. Örneğin, uzayda ve zamanda seyahat edebileceğiniz sözde "solucan delikleri" gerçekten var olabilir mi? Bir kara deliğin içinde tam olarak neler oluyor ve bu fenomenler hangi yasalara uyuyor? Peki ya bir kara delikte bilginin kaybolması?

Er ya da geç astronomi ile tanışan her insan, evrendeki en gizemli nesneler olan kara deliklere karşı güçlü bir merak duyar. Bunlar, yakınlardan geçen herhangi bir atomu "yutabilen" ve ışığın bile kaçmasına izin vermeyen karanlığın gerçek efendileridir - çekimleri çok güçlüdür. Bu nesneler fizikçiler ve gökbilimciler için gerçek bir zorluk teşkil ediyor. Birincisi kara deliğin içine düşen maddenin ne olduğunu hâlâ anlayamıyor, ikincisi ise uzayın en enerji tüketen olayını kara deliklerin varlığıyla açıklasa da hiçbirini gözlemleme fırsatı bulamadı. direkt olarak. Bu en ilginç gök cisimleri hakkında konuşacağız, gizlilik perdesini kaldırmak için daha önce nelerin keşfedildiğini ve nelerin bilinmeye devam ettiğini öğreneceğiz.

Kara delik nedir?

"Kara delik" adı (İngilizce - kara delik) 1967'de Amerikalı teorik fizikçi John Archibald Wheeler tarafından önerildi (soldaki fotoğrafa bakın). Cazibesi o kadar güçlü olan, ışığın bile kendini bırakmadığı gök cismini belirtmeye hizmet etti. Bu nedenle ışık yaymadığı için "siyah"tır.

dolaylı gözlemler

Bu kadar gizemin nedeni budur: Kara delikler parlamadığından, onları doğrudan göremiyoruz ve varlıklarının çevredeki uzayda bıraktığı yalnızca dolaylı kanıtları kullanarak onları aramak ve incelemek zorunda kalıyoruz. Yani bir kara delik bir yıldızı yutarsa ​​kara deliği göremeyiz ama onun güçlü çekim alanının yıkıcı etkilerini gözlemleyebiliriz.

Laplace'ın sezgisi

Yerçekiminin etkisi altında kendi içine çöken bir yıldızın evriminin varsayımsal son aşamasını ifade eden "kara delik" ifadesi nispeten yakın zamanda ortaya çıkmasına rağmen, bu tür cisimlerin var olma olasılığı fikri ortaya çıktı. iki asırdan fazla zaman önce. İngiliz John Michell ve Fransız Pierre-Simon de Laplace birbirlerinden bağımsız olarak "görünmez yıldızların" varlığına dair bir hipotez öne sürdüler; oysa bunlar olağan dinamik yasalarına ve Newton'un evrensel çekim yasasına dayanıyordu. Günümüzde kara delikler, Einstein'ın genel görelilik teorisine dayanarak doğru tanımını almıştır.

Laplace, “Dünya sisteminin bildirimi” (1796) adlı çalışmasında şunları yazdı: “Yerçekimi nedeniyle Güneş'in çapından 250 kat daha büyük bir çapa sahip, Dünya ile aynı yoğunlukta parlak bir yıldız, ışık ışınlarının bize ulaşmasına izin vermez. Dolayısıyla en büyük ve en parlak gök cisimlerinin bu nedenle görünmez olması mümkündür.

Yenilmez Yerçekimi

Laplace'ın fikri kaçış hızı (ikinci kozmik hız) kavramına dayanıyordu. Kara delik o kadar yoğun bir nesnedir ki, çekiciliği doğadaki en yüksek hızı (neredeyse 300.000 km / s) geliştiren ışığı bile tutabilir. Pratikte kara delikten kaçabilmek için ışık hızından daha hızlı bir hıza ihtiyacınız vardır ama bu imkansızdır!

Bu, bu tür bir yıldızın görünmez olacağı anlamına gelir, çünkü ışık bile onun güçlü yerçekiminin üstesinden gelemez. Einstein bu gerçeği, yerçekimi alanının etkisi altında ışığın sapması olgusuyla açıkladı. Gerçekte, bir kara deliğin yakınında uzay-zaman o kadar kavislidir ki, ışık ışınlarının yolları da kendi üzerine kapanır. Güneş'i kara deliğe dönüştürmek için tüm kütlesini 3 km yarıçaplı bir topta yoğunlaştırmamız gerekecek, Dünya'nın ise 9 mm yarıçaplı bir topa dönüşmesi gerekecek!

Kara delik türleri

Yaklaşık on yıl önce yapılan gözlemler, iki tür kara deliğin varlığını öne sürüyordu: kütlesi Güneş'in kütlesiyle karşılaştırılabilir veya onu biraz aşan yıldız kara delikleri ve kütlesi birkaç yüz binden milyonlarca güneş kütlesine kadar olan süper kütleli kara delikler. Ancak nispeten yakın zamanda Chandra ve XMM-Newton gibi yapay uydulardan elde edilen yüksek çözünürlüklü x-ışını görüntüleri ve spektrumları, ortalama kütlesi Güneş'in kütlesini binlerce kez aşan üçüncü tip kara deliği ön plana çıkardı. .

yıldız kara delikleri

Yıldız kara delikleri diğerlerinden daha erken tanındı. Evrimsel yolunun sonunda yüksek kütleli bir yıldızın nükleer yakıtı bittiğinde ve kendi yerçekimi nedeniyle kendi içine çöktüğünde oluşurlar. Yıldızları parçalayan bir patlamanın ("süpernova patlaması" olarak bilinir) feci sonuçları vardır: Bir yıldızın çekirdeği Güneş'in kütlesinin 10 katından fazlaysa, hiçbir nükleer kuvvet, yıldızların ortaya çıkmasına neden olacak yerçekimsel çöküşe dayanamaz. bir kara delik.

Süper kütleli kara delikler

İlk olarak bazı aktif galaksilerin çekirdeklerinde görülen süper kütleli kara delikler farklı bir kökene sahiptir. Doğumlarıyla ilgili çeşitli hipotezler var: Milyonlarca yıl boyunca etrafındaki tüm yıldızları yutan bir yıldız kara deliği; birleştirilmiş bir kara delik kümesi; devasa bir gaz bulutunun doğrudan kara deliğe çökmesi. Bu kara delikler uzaydaki en enerjik nesneler arasında yer alıyor. Hepsi olmasa da pek çok gökadanın merkezinde bulunurlar. Galaksimizde de böyle bir kara delik var. Bazen böyle bir kara deliğin varlığı nedeniyle bu galaksilerin çekirdekleri çok parlak hale gelir. Merkezinde kara delikler bulunan, etrafı büyük miktarda düşen maddeyle çevrili olan ve bu nedenle muazzam miktarda enerji üretebilen galaksilere "aktif", çekirdeklerine ise "aktif galaktik çekirdekler" (AGN) adı verilir. Örneğin kuasarlar (gözlemimize açık olan bizden en uzak uzay nesneleri), yalnızca çok parlak bir çekirdeği gördüğümüz aktif galaksilerdir.

Orta ve "mini"

Bir başka gizem ise, son araştırmalara göre M13 ve NCC 6388 gibi bazı küresel kümelerin merkezinde olabilecek orta kütleli kara delikler olmaya devam ediyor. Birçok gökbilimci bu nesnelere şüpheyle yaklaşıyor, ancak son zamanlarda yapılan bazı araştırmalar, M13 ve NCC 6388'in varlığını öne sürüyor. Kara delikler orta büyüklükte hatta Galaksimizin merkezine çok da uzak değil. İngiliz fizikçi Stephen Hawking ayrıca dördüncü tür kara deliğin varlığına ilişkin teorik bir varsayımı da öne sürdü - yalnızca bir milyar tonluk (yaklaşık olarak büyük bir dağın kütlesine eşit) kütleye sahip bir "mini delik". Birincil nesnelerden, yani Evrenin yaşamının ilk anlarında, basıncın hala çok yüksek olduğu zamanlarda ortaya çıkan nesnelerden bahsediyoruz. Ancak henüz varlıklarına dair hiçbir iz bulunamadı.

Kara delik nasıl bulunur

Sadece birkaç yıl önce kara deliklerin üzerinde bir ışık yandı. Sürekli gelişen araç ve teknolojiler (hem karasal hem de uzay) sayesinde bu nesneler giderek daha az gizemli hale geliyor; daha doğrusu, onları çevreleyen alan daha az gizemli hale geliyor. Aslında, kara deliğin kendisi görünmez olduğundan, onu ancak küçük bir mesafede yörüngesinde dönen yeterli miktarda madde (yıldızlar ve sıcak gaz) ile çevrelenmişse tanıyabiliriz.

İkili sistemleri izlemek

Bazı yıldız kara delikleri, bir yıldızın görünmez bir ikili yoldaş etrafındaki yörünge hareketinin gözlemlenmesiyle keşfedilmiştir. Arkadaşlarından birinin görünmez olduğu yakın ikili sistemler (yani birbirine çok yakın iki yıldızdan oluşan), kara delik arayan astrofizikçilerin favori gözlem nesneleridir.

Bir kara deliğin (veya nötron yıldızının) varlığının bir göstergesi, şematik olarak aşağıdaki gibi tanımlanabilecek karmaşık bir mekanizmanın neden olduğu güçlü X-ışınları emisyonudur. Güçlü yerçekimi nedeniyle bir kara delik, yoldaş yıldızdan maddeyi koparabilir; bu gaz düz bir disk şeklinde dağılır ve kara deliğin içine spiral şeklinde düşer. Düşen gaz parçacıklarının çarpışmasından kaynaklanan sürtünme, diskin iç katmanlarını birkaç milyon dereceye kadar ısıtır ve bu da güçlü X-ışını emisyonuna neden olur.

X-ışını gözlemleri

Galaksimizdeki ve komşu galaksilerdeki nesnelerin X-ışınları üzerinde onlarca yıldır gerçekleştirilen gözlemler, yaklaşık bir düzine kadarı kara delik adaylarını içeren sistemler olan kompakt ikili kaynakların tespit edilmesini mümkün kılmıştır. Asıl sorun, görünmeyen bir gök cisminin kütlesinin belirlenmesidir. Kütlenin değeri (her ne kadar çok doğru olmasa da) yoldaşın hareketi incelenerek veya çok daha zor olan, gelen maddenin X-ışını yoğunluğu ölçülerek bulunabilir. Bu yoğunluk, bu maddenin düştüğü vücudun kütlesi ile bir denklem ile bağlantılıdır.

Nobel Ödülü sahibi

Birçok galaksinin çekirdeğinde gözlenen ve kütleleri, kara deliğe düşen gazın yörünge hızları ölçülerek tahmin edilen süper kütleli kara delikler için de benzer şeyler söylenebilir. Bu durumda, çok büyük bir nesnenin güçlü çekim alanının neden olduğu, galaksilerin merkezinde yörüngede dönen gaz bulutlarının hızındaki hızlı artış, optik ışınlarda olduğu kadar radyo aralığındaki gözlemlerle de ortaya çıkar. X-ışını aralığındaki gözlemler, maddenin kara deliğe düşmesinden kaynaklanan artan enerji salınımını doğrulayabilir. X-ışınları ile ilgili araştırmalar 1960'ların başında ABD'de çalışan İtalyan Riccardo Giacconi tarafından başlatıldı. 2002 yılında "uzaydaki X-ışını kaynaklarının keşfine yol açan astrofizikteki çığır açan katkıları" nedeniyle Nobel Ödülü'ne layık görüldü.

Cygnus X-1: ilk aday

Galaksimiz kara delik adayı nesnelerin varlığından muaf değildir. Neyse ki bu cisimlerin hiçbiri Dünya'nın ya da güneş sisteminin varlığına tehlike oluşturacak kadar yakınımızda değil. Bilinen çok sayıda kompakt X-ışını kaynağına rağmen (ve bunlar orada kara delik bulmak için en muhtemel adaylardır), bunların gerçekten kara delik içerdiğinden emin değiliz. Bu kaynaklar arasında alternatif bir versiyonu olmayan tek şey yakın ikili Cygnus X-1, yani Cygnus takımyıldızındaki en parlak X-ışını kaynağıdır.

büyük yıldızlar

Yörünge periyodu 5,6 gün olan bu sistem, teleskopunuzla bile kolayca ayırt edilebilen, çok parlak mavi renkte, büyük boyutlu (çapı Güneş'in 20 katı, kütlesi ise yaklaşık 30 katı) bir yıldızdan oluşur. görünmez ikinci yıldız, kütlesinin birkaç güneş kütlesi (10'a kadar) olduğu tahmin ediliyor. Bizden 6500 ışıkyılı uzaklıkta bulunan ikinci yıldız, sıradan bir yıldız olsaydı mükemmel bir şekilde görülebilecekti. Görünmezliği, sistemin güçlü X-ışınları ve son olarak kütle tahmini, çoğu gökbilimcinin bunun bir yıldızsal kara deliğin doğrulanmış ilk keşfi olduğuna inanmasına neden oldu.

şüpheler

Ancak şüpheciler de var. Bunların arasında kara deliklerin en büyük araştırmacılarından biri olan fizikçi Stephen Hawking de var. Hatta Cygnus X-1'in kara delik olarak sınıflandırılmasının güçlü bir destekçisi olan Amerikalı meslektaşı Keel Thorne ile bile iddiaya girdi.

Cygnus X-1 nesnesinin doğası hakkındaki anlaşmazlık Hawking'in tek iddiası değil. Kara deliklerin teorik çalışmalarına onlarca yıl ayırdıktan sonra, bu gizemli nesneler hakkındaki önceki fikirlerinin yanlış olduğuna ikna oldu. Özellikle Hawking, kara deliğe düştükten sonra maddenin sonsuza kadar yok olduğunu ve bununla birlikte tüm bilgi yükünün de ortadan kaybolduğunu varsaydı. . Bundan o kadar emindi ki 1997 yılında Amerikalı meslektaşı John Preskill ile bu konuda bir iddiaya girdi.

Bir hatayı kabul etmek

21 Temmuz 2004'te Dublin'deki Görelilik Kongresi'nde yaptığı konuşmada Hawking, Preskill'in haklı olduğunu itiraf etti. Kara delikler maddenin tamamen yok olmasına yol açmaz. Üstelik belli bir tür "hafızaları" var. İçlerinde emdikleri şeyin izleri saklanmış olabilir. Böylece “buharlaşarak” (yani kuantum etkisi nedeniyle yavaş yavaş radyasyon yayarak) bu bilgiyi Evrenimize geri gönderebilirler.

Galaksideki kara delikler

Gökbilimcilerin, Galaksimizde (Cygnus X-1 ikili sistemine ait olanlar gibi) yıldız kara deliklerinin varlığı konusunda hâlâ birçok şüphesi var; ancak süper kütleli kara delikler hakkında çok daha az şüphe var.

Merkezinde

Galaksimizde en az bir süper kütleli kara delik var. Yay A* olarak bilinen kaynağı, Samanyolu düzleminin tam merkezinde yer almaktadır. Adı, Yay takımyıldızındaki en güçlü radyo kaynağı olmasıyla açıklanmaktadır. Galaktik sistemimizin hem geometrik hem de fiziksel merkezleri bu yöndedir. Bizden yaklaşık 26.000 ışıkyılı uzaklıkta yer alan, radyo dalgalarının kaynağı olan Yay A * ile ilişkili süper kütleli bir kara delik, yaklaşık 4 milyon güneş kütlesi olduğu tahmin edilen bir kütleye sahiptir ve hacmi karşılaştırılabilir bir alanda yer almaktadır. güneş sisteminin hacmine eşittir. Bize göreceli yakınlığı (bu süper kütleli kara delik şüphesiz Dünya'ya en yakın olanıdır), son yıllarda nesnenin Chandra uzay gözlemevi tarafından özellikle derinlemesine inceleme altına alınmasına neden oldu. Özellikle güçlü bir X-ışını kaynağı olduğu (ancak aktif galaktik çekirdeklerdeki kaynaklar kadar güçlü olmadığı) ortaya çıktı. Yay A*, milyonlarca veya milyarlarca yıl önce Galaksimizin aktif çekirdeğinin hareketsiz kalıntısı olabilir.

Kara delik

Kara delikler, yerçekimi kuvvetinin o kadar güçlü olduğu, ışık radyasyonunun fotonlarının bile onları terk edemediği ve yerçekiminin acımasız kucaklamasından kaçamadığı sınırlı dış uzay alanlarıdır.

Kara delikler nasıl oluşuyor?

Bilim adamları belki de birkaç çeşit kara delik olduğuna inanıyorlar. Büyük bir yaşlı yıldız öldüğünde bir tür oluşabilir. Yıldızlar evrende her gün doğar ve ölür.

Bir diğer kara delik türünün ise galaksilerin merkezindeki devasa karanlık kütle olduğu düşünülüyor. Milyonlarca yıldızdan devasa siyah nesneler oluşuyor. Son olarak toplu iğne başı ya da küçük bir bilye büyüklüğünde mini kara delikler var. Bu tür kara delikler, nispeten küçük miktarlardaki kütlenin hayal edilemeyecek kadar küçük boyutlara düzleştirilmesiyle oluşur.

Birinci tür kara delik, Güneşimizin 8 ila 100 katı büyüklüğündeki bir yıldızın, büyük bir patlamayla yaşamına son vermesiyle oluşuyor. Böyle bir yıldızdan geriye kalanlar küçülür veya bilimsel anlamda bir çöküş yaratır. Yer çekiminin etkisi altında yıldız parçacıklarının sıkışması giderek daha sıkı hale gelir. Gökbilimciler, Galaksimizin merkezinde - Samanyolu'nun - kütlesi bir milyon güneşin kütlesini aşan devasa bir kara delik olduğuna inanıyor.

İlgili malzemeler:

Yıldızlar hakkında ilginç gerçekler

Kara delik neden siyahtır?

Yerçekimi basitçe bir madde parçasının diğerine çekilmesidir. Yani bir yerde ne kadar çok madde toplanırsa çekim kuvveti de o kadar büyük olur. Süper yoğun bir yıldızın yüzeyinde, devasa bir kütlenin sınırlı bir hacimde yoğunlaşması nedeniyle çekim kuvveti hayal edilemeyecek kadar büyüktür.

Yıldız küçüldükçe çekim kuvveti o kadar artar ki yüzeyinden ışık bile yayılamaz. Madde ve ışık, yıldız tarafından geri dönüşü olmayan bir şekilde emilir ve bu nedenle buna kara delik adı verilir. Bilim adamlarının henüz bu tür mega kütleli kara deliklerin varlığına dair net bir kanıtı yok. Bu tuhaf bölgeleri incelemek ve sonunda tip 2 kara deliklerin varlığına dair kanıt elde etmek için teleskoplarını tekrar tekrar galaksilerimizin merkezlerine, Galaksimizin merkezi de dahil olmak üzere, yöneltiyorlar.

Kara delik uzayda özel bir bölgedir. Bu, uzaydaki diğer nesneleri içine çekebilen ve emebilen bir tür siyah madde birikimidir. Kara delik olgusu hala gerçekleşmedi. Mevcut tüm veriler yalnızca bilimsel gökbilimcilerin teorileri ve varsayımlarıdır.

"Kara delik" adı bilim adamı J.A. tarafından tanıtıldı. Wheeler, 1968'de Princeton Üniversitesi'nde.

Kara deliklerin yıldız olduğuna dair bir teori var, ancak nötronlar gibi sıra dışı. Kara delik çok yüksek bir parlaklık yoğunluğuna sahip olduğu ve kesinlikle hiçbir radyasyon göndermediği için öyledir. Bu nedenle ne kızılötesinde, ne x-ışınlarında, ne de radyo ışınlarında görünmez.

Bu durum Fransız gökbilimci P. Laplace'ın karadeliklerden 150 yıl öncesine dayanıyor. Onun iddialarına göre yoğunluğu Dünya'nın yoğunluğuna eşit, çapı ise Güneş'in çapından 250 kat daha büyükse, o zaman evrendeki ışık ışınlarının yayılmasına izin vermez. yerçekimi ve bu nedenle görünmez kalır. Dolayısıyla kara deliklerin evrendeki en güçlü ışık yayan nesneler olduğu ancak katı bir yüzeye sahip olmadıkları varsayılıyor.

Kara deliklerin özellikleri

Kara deliklerin iddia edilen tüm özellikleri, 20. yüzyılda A. Einstein tarafından türetilen görelilik teorisine dayanmaktadır. Bu olgunun incelenmesine yönelik herhangi bir geleneksel yaklaşım, kara delik olgusu için ikna edici bir açıklama sağlamamaktadır.

Kara deliğin temel özelliği zamanı ve uzayı bükebilme yeteneğidir. Yerçekimi alanına düşen herhangi bir hareketli nesne kaçınılmaz olarak içe doğru çekilecektir çünkü. bu durumda nesnenin çevresinde bir tür huni olan yoğun bir yerçekimsel girdap belirir. Aynı zamanda zaman kavramı da değişiyor. Bilim insanları hesaplamalara göre hâlâ kara deliklerin geleneksel anlamda gök cisimleri olmadığı sonucuna varma eğiliminde. Bunlar aslında zaman ve uzayda bulunan, onu değiştirebilen ve sıkıştırabilen bir tür delik, solucan deliğidir.

Kara delik, maddenin sıkıştırıldığı ve hiçbir şeyin, hatta ışığın bile kaçamadığı kapalı bir uzay bölgesidir.

Gökbilimcilerin hesaplamalarına göre kara deliklerin içindeki güçlü çekim alanı sayesinde tek bir nesne bile zarar görmeden kalamaz. Daha içeri girmeden anında milyarlarca parçaya bölünecek. Ancak bu, onların yardımıyla parçacık ve bilgi alışverişi olasılığını dışlamaz. Ve eğer bir kara delik Güneş'in kütlesinin en az bir milyar katı kadar bir kütleye sahipse (süper kütleli), o zaman nesnelerin yerçekimi tarafından parçalanmadan onun içinden geçmesi teorik olarak mümkündür.

Elbette bunlar sadece teori, çünkü bilim adamlarının araştırmaları kara deliklerin hangi süreçlerin ve olasılıkların gizlendiğini anlamaktan hâlâ çok uzak. Gelecekte de benzer bir şeyin yaşanması mümkün.

Hem geçmiş yüzyılların bilim adamları hem de zamanımızın araştırmacıları için uzayın en büyük gizemi kara deliktir. Fiziğe tamamen yabancı olan bu sistemin içinde ne var? Orada hangi yasalar geçerli? Kara delikte zaman nasıl geçiyor ve neden ışık kuantumu bile oradan kaçamıyor? Şimdi elbette, bir kara deliğin içinde ne olduğunu, prensipte neden oluştuğunu ve var olduğunu, onu çevreleyen nesneleri nasıl çektiğini pratik değil teori açısından anlamaya çalışacağız.

Öncelikle bu nesneyi tanımlayalım.

Yani Evrendeki belirli bir uzay bölgesine kara delik adı verilir. Ne katı ne de gaz halinde bir cisim olduğundan onu ayrı bir yıldız veya gezegen olarak ayırmak imkansızdır. Uzay-zamanın ne olduğuna ve bu boyutların nasıl değişebileceğine dair temel bir anlayış olmadan kara deliğin içinde ne olduğunu anlamak imkansızdır. Gerçek şu ki bu alan sadece mekansal bir birim değildir. bu hem bildiğimiz üç boyutu (uzunluk, genişlik ve yükseklik) hem de zaman çizelgesini bozar. Bilim adamları, ufuk bölgesinde (deliği çevreleyen sözde alan) zamanın mekansal bir anlam kazandığından ve hem ileri hem de geri hareket edebildiğinden emindir.

Yer çekiminin sırlarını öğrenin

Bir kara deliğin içinde ne olduğunu anlamak istiyorsak yerçekiminin ne olduğunu detaylı olarak ele alacağız. Işığın bile kaçamadığı sözde "solucan delikleri"nin doğasını anlamanın anahtarı bu olgudur. Yerçekimi, maddi temeli olan tüm cisimler arasındaki etkileşimdir. Bu yerçekiminin gücü cisimlerin moleküler bileşimine, atomların konsantrasyonuna ve ayrıca bileşimlerine bağlıdır. Uzayın belirli bir bölgesinde ne kadar çok parçacık çökerse, çekim kuvveti de o kadar büyük olur. Bu, evrenimizin bezelye büyüklüğünde olduğu Büyük Patlama Teorisi ile ayrılmaz bir şekilde bağlantılıdır. Bu maksimum tekillik haliydi ve ışık kuantumunun parlaması sonucunda parçacıkların birbirini itmesi nedeniyle uzay genişlemeye başladı. Bilim insanları ise bunun tam tersini kara delik olarak tanımlıyor. TBZ'ye göre böyle bir şeyin içinde ne var? Evrenimizin doğduğu andaki göstergelere eşit olan tekillik.

Madde solucan deliğine nasıl girer?

Bir kişinin kara deliğin içinde neler olduğunu asla anlayamayacağına dair bir görüş var. Çünkü oraya vardığında kelimenin tam anlamıyla yerçekimi ve yerçekimi tarafından ezilecek. Aslında, bu doğru değil. Evet, aslında kara delik her şeyin maksimuma sıkıştırıldığı bir tekillik bölgesidir. Ancak bu, tüm gezegenleri ve yıldızları kendi içine çekebilecek bir "uzay elektrikli süpürgesi" değil. Olay ufkunda bulunan herhangi bir maddi nesne, uzay ve zamanda güçlü bir çarpıklık gözlemleyecektir (şu ana kadar bu birimler birbirinden ayrı durmaktadır). Öklid geometri sistemi sarsılmaya başlayacak, başka bir deyişle kesişecekler, stereometrik şekillerin ana hatları tanıdık olmaktan çıkacak. Zamana gelince, yavaş yavaş yavaşlayacak. Deliğe ne kadar yaklaşırsanız saat Dünya saatine göre o kadar yavaşlar ama siz bunu fark etmezsiniz. "Solucan deliğine" çarpıldığında vücut sıfır hızda düşecek ancak bu birim sonsuza eşit olacaktır. Sonsuzu sıfıra eşitleyen ve sonunda tekillik bölgesinde zamanı durduran eğrilik.

Yayılan ışığa tepki

Uzayda ışığı çeken tek cisim kara deliktir. İçinde ne olduğu ve hangi biçimde olduğu bilinmiyor ama bunun hayal edilmesi imkansız olan zifiri karanlık olduğuna inanıyorlar. Işık kuantumu oraya varınca öylece kaybolmaz. Kütleleri, tekilliğin kütlesi ile çarpılır, bu da onu daha da büyütür ve büyütür, dolayısıyla solucan deliğinin içinde etrafa bakmak için bir el feneri yaktığınızda, parlamayacaktır. Yayılan kuantum, deliğin kütlesiyle sürekli olarak çoğalacak ve kabaca konuşursak, yalnızca durumunuzu daha da kötüleştireceksiniz.

Kara delikler her yerde

Daha önce de anladığımız gibi, eğitimin temeli, değeri Dünya'dakinden milyonlarca kat daha fazla olan yerçekimidir. Bir kara deliğin ne olduğuna dair kesin fikir, aslında olay ufkunu ve geri dönüşü olmayan noktayı keşfeden ve aynı zamanda tekillik durumunda sıfırın sonsuza eşit olduğunu tespit eden Karl Schwarzschild tarafından dünyaya verildi. . Ona göre kara delik uzayın herhangi bir yerinde oluşabilir. Bu durumda, küresel şekle sahip belirli bir maddi nesnenin yerçekimi yarıçapına ulaşması gerekir. Örneğin gezegenimizin kara deliğe dönüşebilmesi için kütlesinin bir bezelye tanesinin hacmine sığması gerekir. Ve Güneş'in kütlesiyle birlikte 5 kilometrelik bir çapa sahip olması gerekir - o zaman durumu tekil hale gelecektir.

Yeni dünya oluşumu ufku

Fizik ve geometri yasaları, dünyada ve uzayın boşluğa yakın olduğu uzayda mükemmel bir şekilde çalışır. Ancak olay ufkunda önemlerini tamamen yitiriyorlar. Bu nedenle matematiksel açıdan kara deliğin içinde ne olduğunu hesaplamak imkansızdır. Dünyaya dair düşüncelerimiz doğrultusunda uzayı bükerseniz ortaya çıkarabileceğiniz resimler kesinlikle gerçeklerden uzaktır. Ancak buradaki zamanın mekansal bir birime dönüştüğü ve büyük olasılıkla mevcut boyutlara biraz daha boyut eklendiği tespit edildi. Bu, kara deliğin içinde tamamen farklı dünyaların oluştuğuna inanmayı mümkün kılıyor (bildiğiniz gibi fotoğraf bunu göstermeyecek çünkü ışık orada kendini yiyor). Bu evrenler, şu anda bilim adamlarının bilmediği antimaddeden oluşmuş olabilir. Geri dönüşü olmayan kürenin sadece başka bir dünyaya ya da Evrenimizdeki diğer noktalara giden bir portal olduğuna dair versiyonlar da var.

Doğum ve ölüm

Bir kara deliğin varlığından çok daha fazlası onun doğuşu ya da yok oluşudur. Uzay-zamanı bozan küre, daha önce de öğrendiğimiz gibi, çökme sonucu oluşuyor. Bu büyük bir yıldızın patlaması, uzayda iki veya daha fazla cismin çarpışması vb. olabilir. Peki teorik olarak hissedilebilen madde nasıl oldu da zamanın çarpıtıldığı bir alan haline geldi? Bulmaca devam ediyor. Ancak bunu ikinci bir soru takip ediyor: Dönüşü olmayan bu alanlar neden ortadan kayboluyor? Ve eğer kara delikler buharlaşıyorsa, neden o ışık ve onların çektiği tüm kozmik madde onlardan çıkmıyor? Tekillik bölgesindeki madde genişlemeye başladığında yerçekimi giderek azalır. Sonuç olarak, kara delik basitçe çözülür ve onun yerine sıradan vakumlu dış uzay kalır. Bundan başka bir gizem daha çıkıyor - içine giren her şey nereye gitti?

Yerçekimi - mutlu bir geleceğin anahtarı mı?

Araştırmacılar, insanlığın enerji geleceğinin bir kara delik tarafından oluşturulabileceğinden emin. Bu sistemin içinde ne olduğu hala bilinmiyor, ancak olay ufkunda herhangi bir maddenin elbette kısmen enerjiye dönüştüğünü tespit etmek mümkün oldu. Örneğin, geri dönüşü olmayan bir noktaya yaklaşan bir kişi, maddesinin yüzde 10'unu enerjiye dönüştürülmek üzere verecektir. Bu rakam tek kelimeyle muazzam, gökbilimciler arasında bir sansasyon haline geldi. Gerçek şu ki, Dünya'da madde yalnızca yüzde 0,7 oranında enerjiye dönüştürülüyor.