Ученые изучили объекты и пришли к выводу, что у них достаточно ресурсов, чтобы дожить до возраста черной дыры и стать одним из последних объектов во Вселенной. К этому времени почти все звезды в галактике исчезнут, что означает один из сценариев будущего Вселенной, когда большинство из них превратятся в черные дыры.
Черные дыры для «чайников»: структура, виды, объяснение
Черные дыры поражают воображение многих, как ученых, так и тех, кто далек от мира науки. И не все понимают, что такое черная дыра.
В нашем телеграм-канале вы найдете много полезной и интересной информации для студентов.
Честно говоря, никто на Земле не знает на 100%, что это за объект. Черные дыры поглощают свет. Это означает, что вы не можете видеть только черные дыры. Другими словами, вы не можете наблюдать его непосредственно.
Существование этих загадочных областей пространства-времени было предсказано в контексте общей теории относительности и пока остается гипотезой, но почти все ученые согласны с тем, что черные дыры действительно существуют.
Черные дыры — это области пространства-времени, гравитационное притяжение которых настолько сильно, что ни один объект, даже со скоростью света, не может их преодолеть.
Черные дыры чрезвычайно плотные. Например, черная дыра с массой Земли имеет радиус всего 9 мм. Хотите превратить Землю в черную дыру? Уменьшите его до размера шара диаметром 18 мм. Объект с такой плотностью начнет поглощать свет, попадающий на него.
Как можно «увидеть» черную дыру? Только косвенные указания. Например, если черная дыра является частью системы, в которой видны звезды, газ звезды притягивается гравитацией. Таким образом, нагретый газ становится мощным источником рентгеновского излучения, которое уже можно обнаружить.
На самом деле, вопрос о существовании черных дыр до сих пор остается открытым, так как нет никаких экспериментальных доказательств их существования.
Структура черной дыры
Чтобы лучше понять значение самой черной дыры, рассмотрим случай так называемой черной дыры Шварцшильда. Это упрощенная модель, сферически симметричная черная дыра, характеризующаяся только своей массой.
Такая черная дыра может быть создана воображаемой умирающей звездой, не имеющей заряда и магнитного поля. Кроме того, эта звезда не должна вращаться. Для наглядности на следующей диаграмме показана структура черной дыры.
Как вы видите, черная дыра окружена сферой фотонов, состоящей из лучей света, попавших в ловушку черной дыры и движущихся по неустойчивой круговой орбите вокруг нее. Внутри фотонной сферы находится горизонт событий. Горизонт событий — это точка невозврата из черной дыры.
Материя и информация, попавшие за горизонт событий, не могут снова выйти за пределы этой односторонней проницаемой поверхности.
Наконец, в центре черной дыры находится сингулярность — бесконечно сильно искривленная область пространства-времени. Все, что находится за горизонтом событий, поглощается сингулярностью, которая перестает существовать в том виде, в котором мы ее знаем.
Виды черных дыр во Вселенной
В современной астрофизике существует три типа черных дыр во Вселенной: звездные, сверхмассивные и остаточные.
Звездные черные дыры
Это черные дыры со звездной массой. Они возникают в результате жизни массивных звезд. Обратите внимание, что черные дыры могут образовываться только звездами, масса которых в 20-40 раз превышает массу Солнца.
Другим вариантом формирования звездных черных дыр является накопление газа.
Накопление — это попадание материи из окружающего пространства в космическое тело.
Газ «падает» в нейтронную звезду, пока не превысит максимальную массу нейтронной звезды. Затем нейтронная звезда коллапсирует в черную дыру малой массы.
Кстати, в настоящее время для всех читателей действует скидка 10% на все виды работ.
Сверхмассивные черные дыры
Считается, что такие черные дыры расположены в центре галактики. Их масса может достигать мощности между десятой и девятой солнечными массами. Эти выводы следуют из анализа движения звезд вблизи галактического центра.
Существует также предположение, что негабаритные черные дыры находятся в квазарах — наименее изученных и более удаленных космических объектах, которые можно наблюдать с Земли. Квазары — это галактические ядра с черной дырой в центре.
Квазары очень яркие и маленькие, их можно наблюдать на расстоянии до 10 миллиардов световых лет. Квазары излучают экстремальную энергию во всех областях электромагнитного спектра, особенно в инфракрасной области.
Первичные или реликтовые черные дыры
Маленькие черные дыры образовались в начале существования Вселенной. Скопления материи, возникшие из-за неоднородностей Большого взрыва, смогли сжаться в черные дыры, в то время как остальная материя расширялась.
Черные дыры не обязательно очень большие и тяжелые. Ученые предполагают, что некоторые крупные черные дыры гораздо меньше, чем размер протона.
Другие статьи помогут вам узнать, как работают ядерные реакторы. Вы также можете обратиться в Студенческую службу №1, если вам нужна помощь в проведении исследований.
Черные дыры поражают воображение многих, как ученых, так и тех, кто далек от мира науки. И не все понимают, что такое черная дыра.
Смерть от черной дыры
Считается, что черная дыра образуется, когда умирает массивная звезда. После того как ядерное топливо звезды исчерпает себя, ее ядро разрушится в состоянии материи, которая в 100 раз плотнее атомного ядра. Она настолько плотная, что протоны, нейтроны и электроны уже не являются отдельными частицами. Поскольку черные дыры темные, их обнаруживают, когда они… На орбите … Вокруг обычной звезды. Их свойства позволяют астрономам сделать вывод о свойствах их компаньонов — черных дыр.
Первыми идентифицированными черными дырами были.Сигнус Х-1 — самый яркий источник рентгеновского излучения в созвездии Сигнус. С тех пор было обнаружено около 50 черных дыр в системах, где обычные звезды вращаются вокруг черных дыр. Это самые близкие примеры из примерно 10 миллионов, разбросанных вокруг нашей галактики.
Черные дыры — это гробницы материи. Даже свет не может укрыться от них. Судьба тех, кто падает в черные дыры, — это спагетти. Это популяризировал Стивен Хокинг в своей книге «Короткие истории». По спагетти, гравитация черной дыры плавит вас, расплавляя ваши кости, мышцы, сухожилия и даже молекулы. Подобно поэту, Данте в «Божественной комедии» описал слова над вратами Ада: «Все, кто входит сюда, теряют надежду».
Голодный зверь в каждой галактике
Наблюдения с помощью космического телескопа «Хаббл» за последние 30 лет показывают, что все галактикиимеют черную дыру в центре..
Природа знает, как создавать черные дыры с впечатляющим диапазоном сгустков — от мертвых звезд с сгустками во много раз больше Солнца до монстров в миллиарды раз больше. Это как разница между яблоком и великой пирамидой Гизы.
В прошлом году астрономы опубликовали первые изображения черной дыры и ее горизонта — чудовища с массой 7 миллиардов солнечных масс в центре эллиптической галактики M87.
Черная дыра в галактике M87
Она более чем в 1000 раз больше, чем черная дыра в галактике, получившая Нобелевскую премию в этом году. Эти черные дыры в основном слабые, но когда их гравитация притягивает близлежащие звезды и газ, они взрываются, вызывая интенсивную активность и высвобождая большое количество радиации.
Массивные черные дыры опасны по двум причинам.
Если вы подойдете достаточно близко, их мощная гравитация поглотит вас.
Если они находятся в активной фазе квазара, вы будете поражены энергией излучения.
Насколько ярки квазары? Представьте, что вы парите над большим городом, например над ночным Лос-Анджелесом. Около 100 миллионов огней машин, домов и улиц города соответствуют звездам в галактике. При таком соотношении черная дыра в активном состоянии подобна источнику диаметром в один дюйм в центре Лос-Анджелеса, освещающему город в сотни и тысячи раз. Квазары — самые яркие объекты во Вселенной.
Странные сверхмассивные черные дыры
Самые …… Самая большая черная дыра из когда-либо обнаруженных … В 40 миллиардов раз больше массы нашего Солнца и в 20 раз больше массы нашей галактики. Внешние планеты нашей Солнечной системы блуждают раз в 250 лет, но этот гораздо более крупный объект блуждает раз в три месяца. Его внешние края движутся со скоростью, равной половине скорости света.
Как и любая другая черная дыра, большая скрыта от глазгоризонтом событий.. В их центре находится сингулярность — точка в пространстве, плотность которой бесконечна. Внутренность черной дыры невозможно понять, потому что нарушаются законы физики. Остановка времени и гравитация на горизонте делают уникальность бесконечной.
Хорошая новость о гигантских черных дырах заключается в том, что в таких дырах можно выжить после попадания в ловушку. Их гравитация будет сильнее, но прочность на разрыв будет слабее, чем у маленькой черной дыры, и не убьет вас. Плохая новость заключается в том, что горизонт событий отмечает край глубины. Вы не можете избежать факта события, поэтому вы не можете убежать и сказать им, чтобы они путешествовали.
По словам Стивена Хокинга, черные дыры испаряются медленно. В далеком будущем Вселенной, после того как все звезды умрут и галактика исчезнет из поля зрения ускоренного светского расширения, черные дыры станут последним выжившим объектом.
Самым крупным черным дырам требуется неоспоримое количество лет для испарения. Оценки составляют 10 или от 10 до 100 нулей в сантиметрах. Самые страшные объекты во Вселенной почти вечны.
Эти космические объекты первоначально назывались хорасар. Однако в 20 веке научные журналисты начали использовать фразу «черная дыра». Этому названию отдал предпочтение естествоиспытатель Джон Уилер, который сделал его официальным названием.
Как образуется и что находится внутри
Ученые связывают создание первозданных черных звезд с теорией первого взрыва и раннего формирования Вселенной.
Звездная темная дыра объясняется охлаждением массивного звездного ядра, поскольку гравитация сжимает его до саморазрушения. Такие явления вызывают сверхновые, которые растворяют части звездного пространства.
Существуют теории происхождения огромных черных дыр. Они образовались в то же время, что и галактики.
Чтобы детально изучить и понять, как устроены «дыры», необходимо детально изучить самое важное явление во Вселенной — гравитацию. Это является ключевой силой в определении структуры «молекулярных дыр», которые могут поглощать звездный свет.
Черные дыры не совсем черные, но также известно, что они испускают небольшое количество теплового излучения при температуре T=ħc³/8πkGm. где m — масса черной дыры.
Другими словами, в таких аномалиях происходит своего рода отсев. Таким образом, для дыры с массой 6 солнц, T =10-8K.
Что будет, если попасть в черную дыру
Человечеству не суждено объяснить или зафиксировать этот феномен. Невозможно понять события, происходящие в космических аномалиях — это главная проблема.
Однако весьма вероятно, что событие выйдет за рамки непроблемных событий. В нее могут упасть даже люди, но, по мнению многих писателей-фантастов, из-за огромной силы тяжести удовольствия от этого мало. На самом деле, произойти может все, что угодно.
Горизонты событий, в которых время и пространство искажаются, представляют различные варианты будущего путешественника. Возможно, за точкой невозврата находится открытие новых миров, параллельных вселенных.
Черные дыры ведут в темные, но неизведанные глубины космоса. Учитывая, что все миры находятся в равновесии, это в конечном итоге может привести к появлению новой звезды. Гибель планеты — это гибель черной дыры, но это также и рождение новой галактики.
Самая большая чёрная дыра во Вселенной
Гигантские черные дыры были открыты британскими астрономами в конце XVIII века на расстоянии 94 миллионов парсек от Земли. В центре галактики находится NGC 4889.
Название космического объекта представляет собой первую букву названия обсерватории и на английском языке звучит как North Gemini & Cec.
Черная дыра, образовавшая галактику, весит более 21 миллиарда солнечных масс. Диаметр самого крупного зарегистрированного события составляет 67,5 миллиарда километров. Это в 15 раз больше расстояния от Солнца до Посейдона.
Это черные дыры со звездной массой. Они возникают в результате жизни массивных звезд. Обратите внимание, что черные дыры могут образовываться только звездами, масса которых в 20-40 раз превышает массу Солнца.
Может, чёрные дыры ведут в никуда?
Однако физики Ахмед Альмейри, Дональд Марольф, Джозеф Полчински и Джеймс Салли убеждены, что Хокинг был в чем-то прав. Они разработали пример брандмауэра внутри черной дыры. Согласно их расчетам, квантовый механизм мог бы превратить горизонт событий в массивный брандмауэр, мгновенно сжигающий находящиеся там объекты. В этом смысле черная дыра ведет в никуда. Это происходит потому, что ничто не может проникнуть внутрь черной дыры.
Однако эта теория противоречит общей теории относительности Эйнштейна. Согласно этому, объекты внутри черной дыры не должны сталкиваться с какими-либо препятствиями и могут свободно падать только в направлении ее центра. Космические тела. Кроме того, идея брандмауэра противоречит квантовой теории поля, поскольку допускает возможность полного уничтожения информации.
Когда звезда подходит достаточно близко к горизонту событий огромной черной дыры, происходит приливное расщепление. Автор и права: все о Вселенной.
Чёрная дыра неопределенности
Возврат к странице Стивен Хокинг. В 2014 году он опубликовал исследование, в котором предложил отказаться от термина «горизонт событий». По его мнению, гравитационный коллапс порождает другое явление, которое он назвал «видимым горизонтом».
Этот горизонт удерживает лучи света и внутреннюю материю в течение «определенного периода времени», разбивая их, смешивая и снова выпуская. Это объяснение хорошо согласуется с квантовой теорией, поскольку информация сохраняется, а не уничтожается. Таким образом, входящие объекты могут в конечном итоге покинуть черную дыру. Хокинг идет дальше и ставит под сомнение факт существования черных дыр и говорит: «Черные дыры нужно переименовать в гравитационные полевые переходные муфты. Возможно, что различные сингулярности и видимые горизонты, сжатые посредством гравитации, не сжимаются. Не доходите до центра объекта. Интегрируйте в плотные массы».
В этом случае освобожденный объект полностью отличается от того, что он имел, когда был поглощен. Глядя на освобожденный объект, невозможно точно определить, чем он был раньше. Конечно, это не очень весело для прибывающих астронавтов.
Одно можно сказать наверняка: эта загадка будет волновать ученых еще долгое время. Ровелли и Франческа Видотто недавно предположили, что компоненты темной материи могут быть образованы остатками испаряющихся черных дыр, а в заметках Хокинга, опубликованных в журнале Black Holes and Soft Hair в 2018 году, как возвращаются нулевые частицы Объясняется, как они остаются на нуле. горизонт событий, а не исчезает. Многие физики сейчас изучают черные дыры с точки зрения фундаментальной физики частиц, что уже породило смелые теории в этой области. Ученые активно обсуждают эти идеи, но для точного определения места движения черной дыры требуется много времени. Мы хотели бы погрузиться только в одну из них…
