Sınırsız evren sırlarla, bilmecelerle ve paradokslarla doludur. Modern bilimin mekanın keşfedilmesinde büyük bir adım attığı gerçeğine rağmen, bu engin dünyada pek çoğu, dünyanın insan algısı için anlaşılmaz olmaya devam ediyor. Yıldızlar, bulutsular, kümeler ve gezegenler hakkında çok şey biliyoruz. Ancak, evrenin genişliğinde varlığını ancak tahmin edebileceğimiz nesneler vardır. Örneğin, kara delikler hakkında çok az şey biliyoruz. Kara deliklerin doğası hakkında temel bilgiler ve bilgiler varsayımlar ve varsayımlar üzerine kuruludur. Astrofizikçiler, nükleer bilim insanları bu konuyla bir düzineden fazla yıldır mücadele ediyorlar. Uzayda kara delik nedir? Bu tür nesnelerin doğası nedir?
Basit dilde kara deliklerin konuşulması
Bir kara deliğin nasıl göründüğünü hayal etmek için, trenin kuyruğunun tünele girdiğini görmek yeterli. Tren tünele doğru indikçe, son arabadaki sinyal lambaları görünüşte tamamen kaybolana kadar boyutlarında küçülecektir. Başka bir deyişle, bunlar canavarca çekim nedeniyle ışığın bile kaybolduğu nesnelerdir. Temel parçacıklar, elektronlar, protonlar ve fotonlar görünmez bariyerin üstesinden gelemezler, varolmayan siyah uçuruma düşerler, dolayısıyla uzayda böyle bir çukura siyah denirdi. İçinde en ufak ışıklı alan, katı siyahlık ve sonsuzluk yoktur. Kara deliğin diğer tarafında ne olduğu bilinmemektedir.
Bu elektrikli süpürge muazzam bir ağırlığa sahiptir ve tüm galaksiyi bütün yıldız kümeleri ve üstkümeleriyle, bulutsu ve çizecek karanlık madde ile emebilir. Bu nasıl mümkün olabilir? Sadece tahmin etmek için kalır. Bu durumda bizim için bilinen fizik yasaları dikiş yerlerinden ayrılır ve gerçekleşen işlemler için bir açıklama yapmaz. Paradoksun özü, Evrenin bu bölümünde, vücutların yerçekimi etkileşiminin kütleleri tarafından belirlendiğidir. Bir başka nesnenin emilim süreci, niteliksel ve niceliksel kompozisyonlarından etkilenmez. Belirli bir alanda kritik bir miktara ulaşan parçacıklar, çekim kuvvetlerinin çekim kuvvetleri haline geldiği başka bir etkileşim seviyesine girer. Yerçekiminin etkisi altında olan beden, nesne, madde veya madde küçülmeye başlar ve büyük bir yoğunluğa ulaşır.
Yaklaşık olarak bu tür işlemler, iç gravite etkisi altındaki yıldız maddenin hacim olarak sıkıştırıldığı bir nötron yıldızının oluşumu sırasında meydana gelir. Nötronlar - serbest elektronlar elektriksel olarak nötr parçacıklar oluşturmak için protonlarla birleşir. Bu maddenin yoğunluğu çok büyük. Maddenin bir parçacığı bir parça rafine şekerin ağırlığı milyarlarca tondur. Burada, uzay ve zamanın sürekli miktarlar olduğu genel görelilik teorisini hatırlamak uygundur. Sonuç olarak, sıkıştırma işlemi yarıda durdurulamaz ve bu nedenle sınırlaması yoktur.
Potansiyel olarak, karadelik, bir alan parçasından diğerine geçişin olabileceği bir delik gibi görünür. Aynı zamanda, uzay ve zamanın özellikleri de değişerek uzay-zaman hunisine dönüşür. Bu huninin tabanına ulaştığında, herhangi bir madde kutata düşüyor. Kara deliğin diğer tarafında, bu dev delikte ne var? Belki başka yasaların uygulandığı ve zamanın ters yönde aktığı başka bir alan daha vardır.
İzafiyet teorisi bağlamında, karadelik teorisi aşağıdaki gibidir. Kütle çekim kuvvetlerinin mikroskobik boyutta herhangi bir maddeyi sıkıştırdığı alan, değeri sonsuzluğa yükselen muazzam bir çekim kuvvetine sahiptir. Bir zaman katlanır ve bir noktada kapanır, bükülür. Bir kara delik tarafından emilen nesneler bu canavarca elektrikli süpürgenin kuvvetine dayanamazlar. Quanta'nın sahip olduğu ışığın hızı bile, temel parçacıkların çekim gücünün üstesinden gelmesine izin vermez. Böyle bir noktaya sahip olan herhangi bir beden, uzay-zaman balonuyla birleşen, maddi bir nesne olmaktan çıkar.
Bilimde Kara Delikler
İsterseniz kara delikler nasıl oluşur? Kesin cevap olmayacak. Bilim açısından açıklanamayan evrende birçok paradoks ve çelişki var. Einstein'ın görelilik teorisi, sadece bu tür nesnelerin doğasını teorik olarak açıklamaya izin verir, ancak bu durumda kuantum mekaniği ve fizik sessizdir.
Fizik yasalarının uyguladığı süreçleri açıklamaya çalışırken, resim şöyle görünecek. Nesne, masif veya süper kütleli bir kozmik bedenin devasa çekim kasılması sonucu oluşur. Bu sürecin bilimsel bir adı var - çekimsel çöküş. “Kara delik” terimi, ilk kez 1968'de, Amerikalı gökbilimci ve fizikçi John Wheeler'ın yıldızların çöküş durumunu açıklamaya çalıştıkları, bilimsel toplulukta söylendi. Teorisine göre, sürekli büyüyen sıkıştırmanın etkili olduğu yerçekimsel çökmeye maruz kalan büyük bir yıldızın yerine mekansal ve zamansal bir düşüş meydana gelir. Yıldızın yaptığı her şey kendi içindedir.
Bu açıklama, karadeliğin doğasının, Evrende meydana gelen süreçlerle hiçbir şekilde bağlantılı olmadığı sonucuna varmamızı sağlar. Bu nesnenin içinde gerçekleşen her şey, bir “BUT” ile çevredeki alanı hiçbir şekilde yansıtmaz. Bir kara deliğin çekim kuvveti o kadar güçlüdür ki galaksileri kara deliklerin etrafında dönmeye zorlar. Buna göre, galaksilerin spiral şeklini almasının sebebi ortaya çıkıyor. Devasa Samanyolu galaksisinin, süper kütleli bir kara deliğin uçurumu içinde kaybolmasının ne kadar süreceği bilinmemektedir. İlginç bir gerçek, bunun için ideal koşulların yaratıldığı, uzayda herhangi bir noktada kara deliklerin ortaya çıkmasıdır. Böyle bir zaman ve mekan katlaması, yıldızların galaksinin uzayında döndüğü ve hareket ettiği devasa hızları ortadan kaldırır. Karadelikteki zaman başka bir boyutta akar. Bu alan içerisinde, hiçbir yerçekimi kanunu fizik açısından yorumlanamaz. Bu duruma kara deliğin tekilliği denir.
Kara delikler herhangi bir dış kimlik belirtisi göstermez, varlıkları, yerçekimi alanlarından etkilenen diğer uzay nesnelerinin davranışlarıyla değerlendirilebilir. Yaşam ve ölüm mücadelesinin tamamı, zarla kaplı bir kara delik sınırında yer alır. Huninin bu hayali yüzeyine "olay ufku" denir. Bu sınırda gördüğümüz her şey somut ve maddi.
Kara Delik Senaryoları
John Wheeler'ın teorisini geliştirerek, kara deliklerin sırrının oluşum sürecinde olmadığına karar verebiliriz. Bir karadelik oluşumu, bir nötron yıldızının çöküşünden kaynaklanır. Ayrıca, böyle bir nesnenin kütlesi Güneş kütlesini üç veya daha fazla kez aşmalıdır. Nötron yıldızı, kendi ışığı artık yerçekiminin sıkı bir şekilde kucaklanmasından kurtulana kadar küçülür. Bir yıldızın küçülebileceği ve karadeliğe yol açabileceği bir sınır sınırı vardır. Bu yarıçapa yerçekimi yarıçapı denir. Gelişimlerinin son aşamasında yer alan devasa yıldızların, birkaç kilometrelik bir yerçekimi yarıçapına sahip olması gerekir.
Bugün, bilim adamları bir düzine X-ışını ikili yıldızında kara deliklerin varlığına ilişkin dolaylı kanıtlar edindiler. X ışını yıldızları, bir pulsar veya bir yanıcı katı bir yüzeye sahip değildir. Dahası, kütleleri üç güneşin kütlesinden daha büyük. Takımyıldızındaki Cygnus uzayının şu anki durumu - X-ışını yıldızı Cygnus X-1, bu meraklı nesnelerin oluşumunu izlemeyi mümkün kılıyor.
Araştırma ve teorik varsayımlara dayanarak, bugün bilimde siyah yıldızların oluşumu için dört senaryo vardır:
- masif bir yıldızın evriminin son aşamasında yerçekimsel çöküşü;
- galaksinin orta bölgesinin çöküşü;
- Big Bang sürecinde kara deliklerin oluşumu;
- kuantum kara deliklerinin oluşumu.
İlk senaryo en gerçekçi olanıdır, ancak bugün aşina olduğumuz siyah yıldız sayısı bilinen nötron yıldızlarının sayısını aşıyor. Ve Evrenin yaşı o kadar büyük değildir ki, birçok büyük yıldız evrim sürecinin tümünden geçebilir.
İkinci senaryo yaşam hakkına sahiptir ve canlı bir örnek var - galaksimizin merkezinde yer alan süper kütleli kara delik Yay A *. Bu cismin kütlesi 3.7 güneş kütlesidir. Bu senaryonun mekanizması, bir yıldızdan ziyade yıldızlararası bir gazın çökmeye maruz kalmasının tek farkı ile yerçekimi çöküşü senaryosuna benzer. Yerçekimi kuvvetlerinin etkisiyle, gaz kritik bir kütle ve yoğunluğa sıkıştırılır. Kritik anda, madde bir karadelik oluşturarak kuantada dağılır. Bununla birlikte, bu teori şüphelidir, çünkü Columbia Üniversitesi'ndeki astronomlar uyduların karadeliğini bir kara delik olarak tanımladılar. Muhtemelen başka bir şekilde oluşturulmuş çok sayıda küçük kara delik olduğu ortaya çıktı.
Üçüncü senaryo daha teoriktir ve Big Bang teorisinin varlığı ile ilişkilidir. Evrenin oluşumu sırasında, maddenin bir kısmı ve yer çekimi alanları dalgalanma geçirmiştir. Başka bir deyişle, işlemler kuantum mekaniği ve nükleer fiziğin bilinen işlemleriyle bağlantılı olmayan başka bir yoldan gitti.
İkinci senaryo nükleer bir patlamanın fiziğine odaklanmıştır. Çekim kuvvetlerinin etkisi altında nükleer reaksiyonlar sürecinde maddenin pıhtılarında, kara deliklerin meydana geldiği bir patlama meydana gelir. Madde bütün parçacıkları emerek içeriye doğru patlar.
Kara deliklerin varlığı ve evrimi
Böyle garip uzay nesnelerinin doğası hakkında yaklaşık bir fikre sahip olmak, başka bir şey ilginç. Karadeliklerin gerçek boyutları nelerdir, ne kadar hızlı büyüyorlar? Kara deliklerin boyutları yerçekim yarıçaplarına göre belirlenir. Kara delikler için kara deliğin yarıçapı kütlesi tarafından belirlenir ve Schwarzschild yarıçapı olarak adlandırılır. Örneğin, bir cisim gezegenimizin kütlesine eşit bir kütleye sahipse, bu durumda Schwarzschild yarıçapı 9 mm'dir. Ana vücudumuz yarıçapı 3 km'dir. Güneş kütlesinin 10⁸ kütlesi olan bir yıldızın yerinde oluşan bir kara deliğin ortalama yoğunluğu su yoğunluğuna yakın olacaktır. Bu eğitimin yarıçapı 300 milyon kilometre olacaktır.
Bu tür büyük kara deliklerin galaksilerin merkezinde olması muhtemeldir. Bugüne kadar, merkezinde çok büyük geçici ve uzamsal kuyular olan 50 gökada bilinmektedir. Bu tür devlerin kütlesi milyarlarca Güneşin kütlesidir. Kişi sadece muazzam ve korkunç bir çekim gücünün böyle bir deliğe sahip olduğunu hayal edebilir.
Küçük deliklere gelince, bunlar yarıçapı önemsiz değerlere ulaşan mini nesnelerdir, sadece 10 ¹ ² cm.dir Böyle bir kırıntının kütlesi 10 gr'dır. Bu tür oluşumlar Büyük Patlama zamanında ortaya çıktı, ancak zamanla büyüklükleri arttı ve bugün kendilerini uzayda canavarlar olarak görüyorlar. Küçük kara deliklerin oluşumunun yaşandığı koşullar, bugün bilim adamları karasal koşullarda yeniden yaratılmaya çalışıyorlar. Bu amaçlar için deneyler, temel parçacıkların ışık hızıyla hızlandırıldığı elektron çarpıştırıcılarında gerçekleştirilir. İlk deneyler laboratuar koşullarında Evrenin oluşumunun başlangıcında varolan kuark-gluon plazma maddesini elde etmelerine izin verdi. Bu tür deneyler, Dünya üzerindeki bir kara deliğin zaman meselesi olduğunu göstermektedir. Bir başka şey ise, insan biliminin böyle bir başarısının bizim için ve gezegenimiz için bir felakete dönüşüp dönüşmeyeceğidir. Yapay bir kara delik oluşturarak Pandora’nın kutusunu açabiliriz.
Diğer galaksilerin son gözlemleri, bilim insanlarının, düşünülebilecek tüm beklenti ve varsayımları aşan kara delikler keşfetmelerini sağlamıştır. Bu tür nesnelerle ortaya çıkan evrim, kara deliklerin kütlesinin nasıl büyüdüğünü, asıl sınırının ne olduğunu daha iyi anlamamızı sağlar. Bilim adamları, bilinen tüm kara deliklerin 13-14 milyar yıl içinde gerçek boyutlarına ulaştığı sonucuna varmışlardır. Boyuttaki fark, çevredeki alanın yoğunluğundan kaynaklanmaktadır. Bir karadeliğin yerçekimine ulaşabilecek kadar yeterli miktarda yiyeceği varsa, maya gibi büyür, yüzlerce ve binlerce güneş kütlesine ulaşır. Bu nedenle, galaksilerin merkezinde bulunan bu tür nesnelerin devasa boyutları. Büyük bir yıldız kümesi, devasa yıldızlararası gaz kütlesi büyüme için bol miktarda besindir. Gökadalar birleştiğinde kara delikler birleşerek yeni bir süper kütleli nesne oluştururlar.
Evrimsel süreçlerin analizine bakılırsa, iki karadelik sınıfını ayırt etmek gelenekseldir:
- güneş kütlesinin 10 katı kütleli nesneler;
- kütlesi yüz binlerce olan devasa nesneler, milyarlarca güneş kütlesi.
Güneşin kütlesinin ortalama 100-10 bin katı olan ortalama bir ara kütleye sahip kara delikler var, fakat doğası hala bilinmiyor. Galaksi başına yaklaşık bir tane nesne var. X-ışını yıldızlarının incelenmesi, M82 galaksisinde iki orta büyüklükteki kara deliğin 12 milyon ışıkyılı uzaklıkta bir kerede bulunmasını mümkün kılmıştır. Bir nesnenin kütlesi 200-800 güneş kütlesi arasında değişmektedir. Bir başka nesne ise çok daha büyük ve 10-40 bin güneş kütlesinde bir kütleye sahip. Bu tür nesnelerin kaderi ilginç. Yıldız kümelerinin yakınında bulunurlar, yavaş yavaş kendilerini galaksinin orta kısmındaki süper kütleli bir kara deliğe çekerler.
Gezegenimiz ve kara deliklerimiz
Kara deliklerin doğası hakkında bir ipucunun araştırılmasına rağmen, bilim dünyası kara deliğin Samanyolu galaksisinin kaderindeki ve özellikle Dünya gezegeninin kaderindeki yeri ve rolü hakkında endişe duyuyor. Samanyolu'nun merkezinde bulunan zamanın ve boşluğun katları, etrafta var olan tüm nesneleri yavaş yavaş emer. Milyonlarca yıldız ve trilyonlarca ton yıldızlararası gaz karadeliğe zaten emildi. Zamanla, hattın Güneş sisteminin bulunduğu Cygnus ve Yay kollarına ulaşması, 27 bin ışıkyılı uzaklıktaydı.
Yakındaki bir başka süper kütleli kara delik, Andromeda galaksisinin orta kısmında bulunur. Bizden yaklaşık 2,5 milyon ışıkyılı uzaklıkta. Muhtemelen, Yay A hedefimiz * kendi galaksisini yutana kadar, iki komşu galaksinin birleşmesini beklemeliyiz. Buna göre, iki süper kütleli kara deliğin bir bütün halinde, korkunç ve canavarca bir araya getirilmesi gerçekleşecek.
Tamamen farklı bir şey - küçük kara delikler. Dünya gezegenini absorbe etmek, birkaç santimetre çapındaki bir kara deliktir. Sorun şu ki, doğası gereği, kara delik tamamen meçhul bir nesnedir. Hiçbir radyasyon ya da radyasyon rahminden yayılmaz, bu nedenle böyle gizemli bir nesneyi fark etmek oldukça zordur. Sadece yakın mesafeden, evrenin bu bölgesinde uzayda bir delik olduğunu belirten arka plan ışığının bir eğrisini tespit edebiliriz.
Bilim adamları bugüne kadar Dünya'ya en yakın kara deliğin V616 Monocerotis nesnesi olduğunu buldular. Canavar sistemimizden 3000 ışık yılı uzakta. Boyut olarak, bu büyük bir oluşumdur, kütlesi 9-13 güneş kütlesidir. Dünyamızı tehdit eden bir diğer yakın nesne de kara delik Gygnus X-1. Bu canavarla, 6000 ışıkyılı uzaklıkla ayrılıyoruz. Mahallemizde tespit edilen kara delikler, ikili sistemin bir parçasıdır, yani. doyumsuz nesneyi besleyen yıldızın yakınında var olur.
Sonuç
Kara delikler gibi gizemli ve gizemli nesnelerin uzayda var olması elbette bizi bekçi olmaya zorlar. Ancak, kara deliklerle olan her şey, evrenin yaşını ve çok büyük mesafeleri hesaba katarsak, oldukça nadir gerçekleşir. 4,5 milyar yıldır, Güneş Sistemi, bizim bildiğimiz yasalara göre var olan bir dinlenme durumundadır. Bu süre zarfında, türden hiçbir şey görünmedi, alan bozulmadı ya da güneş sisteminin yakınında zamanın kıvrılması olmadı. Muhtemelen bunun için uygun koşullar yoktur. Güneş'in yıldız sisteminin içinde bulunduğu Samanyolu'nun o kısmı, alanın sakin ve istikrarlı bir parçasıdır.
Bilim adamları karadeliklerin ortaya çıkmasının tesadüf olmadığını iddia ediyorlar. Bu tür nesneler evrende kozmik bedenlerin fazlasını artıran emirlerin rolünü yerine getirir. Canavarların kendi kaderi gelince, onların evrimi henüz tam olarak anlaşılmadı. Существует версия, что черные дыры не вечны и на определенном этапе могут прекратить свое существование. Уже ни для кого не секрет, что такие объекты представляют собой мощнейшие источники энергии. Какая это энергия и в чем она измеряется - это другое дело.
Стараниями Стивена Хокинга науке была предъявлена теория о то, что черная дыра все-таки излучает энергию, теряя свою массу. В своих предположениях ученый руководствовался теорией относительности, где все процессы взаимосвязаны друг с другом. Ничего просто так не исчезает, не появившись в другом месте. Любая материя может трансформироваться в другую субстанцию, при этом один вид энергии переходит на другой энергетический уровень. Так, может быть, обстоит дело и с черными дырами, которые являются переходным порталом, из одного состояния в другое.
